성능 실증 시험평가·인증기관 역할 수행
LNG선 1척당 거액 로열티 대체 효과 창출
최근 고유가와 탄소중립 시대를 맞아 친환경 선박이 관심을 받으면서 액화천연가스(LNG)선 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
LNG선은 영하 163도의 초저온 액화가스를 600분의 1로 압축·액화해 저장·운반하는 배를 말한다. LNG는 기존 해양 연료 대비 최대 30%의 탄소 배출을 감축할 수 있다. 기체 상태의 천연가스는 부피가 굉장히 크지만 영하 161.5°C 이하의 상압 하에서는 액체가 된다. LNG는 공기 대비 비중이 절반 이하로 가볍고 메탄이 주성분이기 때문에 원유에 비해 비중이 가볍다.
LNG선은 기술적 난이도가 높고 1척당 3000억원이 넘는 고부가가치선박으로 꼽힌다. LNG선은 세계 발주량 가운데 한국이 70% 이상을 수주할 정도로 효자종목이다.
LNG를 운반할 때는 극저온을 유지하고 파도와 해풍 등 외부 충격을 견딜 수 있도록 저장고인 '화물창'을 안전하고 세밀하게 설계해야 한다. LNG선 화물창은 LNG선가의 25%를 차지하는 주요 기자재 부품이다. LNG 화물창 기술의 핵심은 단열이다. 극저온을 일관되게 유지하지 못할 경우 LNG가 운항 중 기화돼 대형 폭발 사고로 이어질 수 있기 때문이다.
국내 조선사의 LNG 운반선 건조 핵심 역량은 단열 시스템이 잘 갖춰지고 선박과 화물창이 일체된 구조인 멤브레인형 화물창 제조기술을 꼽을 수 있다.
하지만 원천기술은 프랑스 엔지니어링 회사인 가즈 트랑스포르 에 떼끄니가즈(GTT)가 보유하고 있다. 이 회사는 설계기술만으로 LNG선 1척당 5% 수준(약 150억원)의 로열티를 받아 챙긴다. 현재까지 국내 조선 업체들이 수주했던 LNG선과 관련해 GTT에 지급된 로열티만 5조원에 달하는 것으로 추산된다. 국내 대형 조선업체와 한국가스공사가 화물창 기술 자립을 위해 공동 연구를 진행 중이지만 아직 뚜렷한 성과는 없다. 국내 조선업계의 '아픈 손가락'인 셈이다.
조선업은 노동집약 업종인 동시에 기술·지식집약 산업이다. 인건비가 상승할 경우 조선업 경쟁력이 약화하는 것처럼 기술력이나 기술에 대한 소유권을 가지고 있지 않으면 그만큼 불필요한 비용 출혈이 많아진다.
수익성을 최대한 끌어올리기 위해선 원천 기술과 해당 기술에 대한 특허권을 최대한 많이 확보해야 하는 이유다. 한국 조선업의 최대 경쟁국인 중국도 기술력 확보에 집중하고 있다. 중국은 제조 강국 도약이라는 목표 아래 지난 2015년 향후 30년간의 중장기 계획을 설정한 바 있다.
지난달 말 전남 영암 대불국가산업단지 신해양산업단지캠퍼스에서 문을 연 '국립목포대학교(총장 송하철) LNG-수소극저온시스템연구센터(센터장 송창용)'는 친환경 선박용 극저온 단열시스템 실증 기반 구축 사업 일환으로 설립했다.
'친환경 선박용 극저온 단열시스템 실증 기반구축' 사업은 산업통상자원부가 지원하는 국가연구개발사업으로 총 사업비 252억원을 투입해 2021년부터 올해까지 추진하고 있다. 한국형 LNG 화물창의 실증 기능 확보를 위해 국산화 저해 요인을 해결하고, 기술 개발을 선도하는 고도화 연구를 수행하고 있다.
센터는 LNG·수소 등 극저온이 필요한 친환경 에너지 저장탱크를 구성하는 소재·부품 성능을 검증하는 실증시설이다. 국립목포대가 주관하며 국내 LNG 관련 기업과 기관 대부분이 참여하고 있다.
HD현대삼호중공업, 한화오션, 삼성중공업 등 조선 3사와 한국선급은 물론 한국카본, TMC, 포스코, 로맥스테크놀로지 등 초일류 부품소재 및 장비업체가 참여하고 있다. 서울대, 인하대, 한국기계연구원, 한국생산기술연구원, 한국건설생활환경시험연구원 등 LNG 기술을 선도하는 국내 최고의 연구기관이 포함돼 있다.
활용 기관으로는 한국형 모델 상용화를 추진 중인 케이씨엘엔지테크(KC LNG Tech)를 중심으로 대한조선, 동북아 LNG허브터미널 등도 참여하고 있다.
센터는 한국형 LNG 화물창 성능 시험평가 및 인증기관 역할을 수행하기 위해 LNG 단열시스템의 사업화 실증을 구현할 수 있는 장비와 설비를 구축했다. 영하 163℃에서 600배로 압축한 천연가스는 내부 온도에 따라 급격히 팽창, 폭발할 수 있어 화물창 단열시스템의 안전이 매우 중요하다. 기업에 기술서비스를 제공함으로써 한국 LNG 화물창 사업의 기술 자립과 경쟁력 확보를 달성하는 중추적인 역할을 수행하고 있다.
그동안 참여 기관 및 기업과 협업해 KC-2B, KC-2C 등 다양한 LNG 화물창 모델을 성공적으로 개발했다. 내년부터는 총 309억원 규모의 2단계 생산·제조 기반 구축 사업을 본격화한다. LNG센터의 성공적인 구축으로 극저온시스템 분야의 다양한 친환경 에너지 연구 성과가 세계시장에서 인정받고, 더 나아가 인류의 지속 가능한 미래에 기여 가능할 것으로 전망하고 있다.
센터는 화물창 기술의 완전 국산화에 성공하면 우리나라가 세계 친환경 선박산업의 주도권을 선도할 수 있을 것으로 기대하고 있다. GTT의 벽을 넘기 위해 제품 개발부터 초도제품 운영 초기까지 개발자·제조자·사용자, 정책 입안 행정기관과 적극 협업하고 있다.
송하철 국립목포대 총장은 “친환경 선박의 세계시장을 주도하고 있는 LNG 운반선에 적용하는 극저온 화물창의 국산화 시험평가 실증 기반과 이에 연관된 기술개발을 목표로 하고 있다”며 “LNG 화물창 국산화는 물론 탄소중립에 대비한 암모니아, 수소에 이르는 K-조선해양의 차세대 미래 기술을 확보하기 위해 최선을 다할 것”이라고 말했다.
송 총장은 “LNG 운반선은 대한민국 조선산업의 자존심이며, 중국의 추격을 따돌리기 위해서는 한국형 화물창 기술의 완성이 중요하다”면서 “LNG센터에서 LNG뿐만 아니라 액화수소 화물창의 기술 완성까지 확대할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 덧붙였다.
※이 기사는 목포대 LNG-수소극저온시스템연구센터 협찬을 받아 작성했습니다.
무안=김한식 기자 hskim@etnews.com
