미래 선박 수주 경쟁의 승패는 친환경 기술 확보에 따라 갈리게 될 것으로 보인다.


국제적인 온실가스 배출규제 약속에 따라 우리나라도 친환경선박 건조가 의무화되기 때문이다.


해양수산부는 이같은 내용을 골자로 ‘해양환경관리법’ 및 ‘선박에서의 오염방지에 관한 규칙’을 개정했다고 14일 밝혔다.


이번 개정안은 선박에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 제한하도록 하는 국제협약(MARPOL)이 올해초 발효됨에 따라 해수부가 국내법에 수용한 것이다.

 

MARPOL은 선박으로부터의 오염방지를 위해 지난 1973년 만들어진 국제협약으로 선박으로부터의 이산화탄소 배출규제를 주요내용으로 개정된 협약 부속서 제6장이 올해초 발효된 상태다.


개정안에 따르면 앞으로 국제항해에 종사하는 400t 이상의 선박을 새로 건조하는 경우 해당 선박의 종류에 맞는 선박에너지 효율설계지수를 계산하도록 해 선박에서 배출되는 이산화탄소량을 제한받게 된다.


선박에너지 효율설계지수(Energy Efficiency Design Index)는 선박이 1t의 화물을 1해리 운송할 때 배출되는 이산화탄소량을 말한다.


또 400t 이상의 모든 선박은 선박별로 에너지효율 향상을 위한 계획을 수립하고 시행해야 하며 효율적인 에너지 사용을 위해 이를 지속적으로 모니터링 해야 한다.


이처럼 친환경 선박건조 의무화 조치가 국제적으로 공통 적용되면서 일정기준의 친환경 기술이 적용되지 않은 선박은 운항에 제약을 받게 된다.


따라서 선박에너지 효율설계지수와 같은 규제치에 부합하는 친환경 기술 적용여부가 국내는 물론 국제 선박 수주경쟁에서 주요 관심사로 부상할 것으로 보인다.


해수부에 따르면 우리 조선업계는 지난 2000년대부터 친환경 선박 건조 관련 기술개발에 매진해 현재 상당한 경쟁력을 확보하고 있는 것으로 알려졌다.
또한 해수부는 국내 친환경 선박 기술의 상용화 지원을 위해 ‘친환경선박 시험인증센터’ 구축을 추진중에 있다.


이같은 선제적 대응이 향후 중국 등 후발 조선 경쟁국과의 수주 경쟁에서 유리할 고지를 선점할 수 있을 것으로 판단되고 있다.

 

실제로 우리 조선업계는 △선형최적화 △덕트형 프로펠러 △이중반전 프로펠러 △저마찰 외판도료 등의 기술로 후발국인 중국과 기술격차를 유지하며 세계 시장에서 35~40%의 점유율을 차지하고 있다.


해수부 관계자는 “이번 개정안은 환경오염물질의 배출을 최소화하고 지구온난화 방지에 기여하는 의미를 담고 있다”며 “나아가 이같은 변화를 국내 조선업계의 해외 경쟁력 확보 계기로 삼아야 한다”고 밝혔다.

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<대우조선해양>

 

경제성·친환경, 두 마리 토끼 잡는다

 

LNG 운반선에 고효율 DFDE 엔진 탑재
연료전지 사용 하이브리드 선박 개발 중

 

대우조선해양은 급변하는 시장에 대응하기 위해 다양한 대체에너지 선박 기술을 개발하고 있다.

대체에너지 선박이란 기존의 HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil)와 같은 화석연료 대신 전기나 천연가스를 연료로 사용하는 선박이다.

 

대체에너지 선박이 각광받는 이유는 고유가에 따른 경제적 부담이 갈수록 커지기 때문이다.
한국석유공사에 따르면 지난달 25일 기준으로 두바이유는 배럴당 100.18달러, 북해산 브렌트유는 103.41달러, 서부 텍사스산 원유(WTI)는 93.64달러로 국제유가가 100달러대에서 내려가질 않고 있다.
이처럼 고유가가 지속되다보니 배를 운용하는 선주사 입장에서는 당연히 경제적이고 효율적인 선박으로 관심을 돌릴 수밖에 없는 상황이다.

 

선박 운행시 발생하는 각종 오염물질들에 대한 규제 강화도 대체에너지 기술 개발을 부추겼다.
화석연료 소비량이 늘면서 이산화탄소, 황산화물 등 오염물질 배출도 늘어 심각한 대기오염 현상 및 기후변화를 초래하고 있다,
이로 인해 국제해사기구(IMO)도 전 세계 이산화탄소 배출량의 3.3%를 차지하는 선박에 대해 오는 2025년까지 배출량을 30% 줄이도록 의무화하는 등 규제를 강화하고 있다.

 

이같은 시장변화에 능동적으로 대응하기 위해 대우조선은 오염물질 배출은 낮추고 경제성은 높여주는 신선박 기술 개발에 온 힘을 쏟고 있다.

 

대우조선의 대표적인 신기술은 건조하는 대부분의 LNG 운반선에 탑재되는 DFDE(Dual-Fuel Diesel Electric) 엔진이다.

이 엔진은 기존의 HFO에 화물창에서 자연 기화되는 천연가스(BOG, Boil Off Gas)를 더해 함께 연소시키는 방법으로 효율성을 극대화 한 게 특징이다. 기존 스팀터빈 대비 연간 370만 달러 디젤엔진 대비 연간 180만 달러의 연료 절감 효과가 있다.

 

대우조선은 고압 천연가스 엔진 연료공급장치(HiVAR)도 개발했다.
이 장치는 세계적인 선박엔진 제조업체인 덴마크 만디젤&터보(Man-Diesel & Turbo)사가 개발한 ME-GI(가스 분사식) 엔진에 주연료인 고압 천연가스를 공급해 주는 장치다.
천연가스 엔진은 동급 출력의 디젤 엔진과 비교해 이산화탄소는 23%, 질소산화물(NOx)은 13%, 황산화물(SOx)은 최대 92%까지 감소시킬 수 있다.

기름보다 저렴한 천연가스 사용으로 경제성이 높고, 자연 증발되는 LNG를 이용해 더 많은 연료를 절감할 수 있어 미래의 주력 신기술로 평가 받고 있다.

 

전기를 이용해 선박을 추진하는 하이브리드 선박 개발에도 박차를 가하고 있다.
지난 2009년 12월 포스코파워와 선박용 연료전지 공동개발 MOU를 체결하고 관련 기술을 지속적으로 개발하고 있다.
현재 개발 중인 연료전지는 300kw 이하다. LNG선 등에 보조동력으로 탑재돼 출항이나 도착, 또는 운항 중 선박 내 사용 전력으로 쓰이게 된다.

대우조선은 모든 선박에 탑재가 가능한 주동력용 연료전지 시스템 개발도 최대한 앞당긴다는 전략이다.

연료전지를 주동력으로 사용하면 규제대상인 황산화물 및 질소산화물의 배출을 완전히 없앨 수 있고 이산화탄소 배출도 줄일 수 있다.
특히 연료전지 선박은 디젤엔진 대비 발전 효율이 5% 이상 높기 때문에 운항기간을 20년으로 가정할 경우 약 6000만 달러 이상의 연료비를 절감할 수 있을 것으로 예상된다.


대우조선 관계자는 “친환경 고효율성 기술은 선주사의 운영비용 부담을 크게 줄여 주기 때문에 더 많은 수주로 이어질 것”이라며 “하이브리드 선박 등 신선종 확보를 통해 새로운 미래 성장동력원을 창출해 시장을 선점해 나갈 것”이라고 밝혔다.

  

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삼성중공업

 

녹색경영… 친환경 신기술 박차


세이버 핀 개발로 연료비 5%, 진동 50% 줄여
세계 최대 예인수조서 철저한 연구 분석 진행

 

지난 1974년 창립 이래 지금까지 870여척을 성공적으로 인도한 삼성중공업은 세계 최고의 선박 건조회사다.
드릴십, LNG선, 초대형 컨테이너선, FPSO 등 고기술 고부가가치 선박 분야는 시장점유율이 1위일 정도로 독보적이다.
특히 대표적인 해양시추설비 드릴십은 지난 1996년부터 현재까지 전세계에서 발주된 135척 중 57척을 수주해 점유율이 무려 42%에 달하며, LNG선도 시장점유율 27%로 세계 1위다.

 

삼성중공업이 세계 시장을 석권할 수 있었던 비결은 친환경 신기술 개발을 소홀히 하지 않았기 때문이다.
지난 2010년에도 녹색경영을 선포하고 선박 온실가스 배출량을 획기적으로 줄인 친환경 개발 계획을 발표했다.
세계 조선업계 최초로 오는 2015년까지 30% 2030년까지 70% 등 구체적인 감축 목표까지 세웠다.
이를 위해 연료 소모량을 최소화하는 최적선형 설계 개발과 폐열회수장치, 저온연소, 친환경 기자재 등 에너지효율 향상을 위한 세부 기술 개발에도 노력을 기울이고 있다.
 
녹색경영 선포 이후 60여척의 친환경 선박을 수주했으며, 이 선박들은 선종에 따라 1척당 연간 최대 36억원의 연료비를 절감할 수 있도록 설계됐다.


연료비를 획기적으로 줄일 수 있었던 기술은 ‘세이버 핀(SAVER-Fin)’이다.
세이버 핀은 선박 외판에 장착하는 구조물로, 선체 주변 물의 흐름을 제어해 소모되는 연료를 줄여 최대 5% 정도의 연비개선 효과가 있다. 선체 진동도 50% 정도 감소시켜준다.
초대형 컨테이너선의 연간 사용 유류비가 대략 400억원임을 감안하면 20억원의 연료비를 절감할 수 있다.

 

이와 함께 삼성중공업은 △청정연료인 LNG를 연료로 쓰는 LNG추진선과 LNG추진선에 LNG를 충전하는 LNG 벙커링 선박 △연료전지 선박 △CO2 운반선 등 다가올 친환경시장 선점을 위한 신기술 개발도 지속적으로 추진하고 있다.
 
이같은 신기술 개발은 삼성중공업 대덕연구단지에서 이뤄진다. 연구단지에는 예인수조 등 각종 시험설비들이 갖춰져 있다.
예인수조는 길이 400m 규모로 상업용으로는 세계 최대 규모다. 선박이 바다 위에서 운항하는 것 같은 환경을 제공해 각종 시뮬레이션이 가능해 운항 상태를 최첨단 장비로 측정, 연구, 분석해 철저한 성능 평가를 할 수 있다.
 
한편 삼성중공업은 지난해 하반기부터 국내 해운사인 한진해운과 함께 선박 연료소모량을 최대 15%까지 절감할 수 있는

‘선박 통합 에너지관리 시스템’의 공동 개발에 나서기도 했다.
선박 통합 에너지관리 시스템은 운항경로, 트림, 엔진 및 추진 성능, 배기가스 배출량 등 선박의 연비에 영향을 미치는 요소들을 종합적으로 모니터링하고 분석·관리해 연료 소모량을 최소화하는 첨단 기술이다.
 
삼성중공업은 올해 수주 목표를 지난해 96억 달러보다 약 35% 증가한 130억 달러로 잡았다.
세계 경기 침체로 인한 선박 발주량 감소로 치열한 수주전이 예상되는데도 목표치를 높여 잡았다는 것은 그만큼 자신감이 있다는 의미다.
삼성중공업은 독보적인 경쟁력을 가지고 있는 드릴십을 통해 수주 목표를 달성한다는 방침이다.
유럽 선박금융시장이 침체돼 있지만 해양 프로젝트에 참여하는 오일 메이저들은 충분한 자금을 바탕으로 시추 및 생산설비 발주에 적극 참여하고 있어 충분히 승산이 있기 때문이다.
지난해에도 드릴십 9척을 약 49억 달러에 수주해 전체 수주금액의 절반 이상을 채웠다.
올해는 아프리카와 북해 지역에서 발주되는 해양 설비 수주에 총력을 기울일 계획이다.

 

삼성중공업 관계자는 “현재 15조원 규모인 연 매출을 오는 2020년에는 31조원으로 늘릴 계획”이라며 “이를 위해 친환경 고효율 신기술 개발과 해양엔지니어링 역량 강화, 해상풍력 및 중전기 등의 신규 사업을 적극 육성할 방침”이라고 말했다.

 

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<현대중공업>

 

첨단기술로 세계 1위 명성 잇는다

 

고효율 친환경 G-타입 엔진 개발, 형식승인 완료

선체 일체형 멤브레인형 LNG 화물창도 독자 개발

 

현대중공업은 얼마 전 차이나시핑컨테이너라인(CSCL)사로부터 7억 달러 규모의 1만8400TEU급 컨테이너선 5척을 수주했다.

이 선박은 길이 400m, 폭 58.6m, 높이 30.5m로 축구장 4배 크기이며 20ft 컨테이너 1만8400개를 실어 나를 수 있다.

이미 540여척의 컨테이너선을 건조하며 세계 1위의 조선사로 자리매김한 현대중공업은 신기술개발을 통한 제품경쟁력 확보로 글로벌 위기를 당당히 헤쳐나가고 있다.

 

최근에도 작업효율과 생산성을 높이는 기술을 개발했다.

새로 개발된 소형 용접로봇은 크기가 가로 50㎝ 세로 50㎝ 높이 15㎝ 정도로 작고, 무게도 15kg에 지나지 않아 휴대성이 우수하다.

로봇의 팔은 6개의 관절로 이뤄져 대부분의 작업이 가능하고, 사람이 작업하기 힘든 비좁은 공간에서도 작업을 할 수 있다.

몸체는 자석이 부착돼 있어 벽면과 천장에 붙은 상태로도 작업할 수 있어 활용도도 뛰어나다. 작업자 한 명이 2∼3대의 로봇을 동시에 작동·관리할 수 있어 생산성도 2~3배 향상된다.

 

지난 3월 자체 개발한 고효율 친환경엔진 G-타입(Green Type)은 형식승인을 마쳤다.

이 엔진은 3만7900마력급과 3만8200마력급 등 총 2기로, 친환경·고효율의 세계적 추세에 맞춰 만디젤 앤 터보(MAN Diesel&Turbo)사와 공동 개발했다.

엔진에는 선박용 대형엔진의 최신기술인 ‘울트라 롱 스트로크(Ultra Long Stroke)’가 적용됐다. 울트라 롱 스트로크는 선박엔진 실린더 내부의 피스톤이 위아래로 움직이는 거리인 스트로크를 늘려 연비는 향상시키고 유해가스는 줄이는 기술이다.

이 엔진을 탑재한 포스트파나막스(7500TEU)급 컨테이너선으로 운항할 경우 연간 약 32억원을 줄일 수 있다.

선박 평균 수명이 25년임을 감안하면 각 800억원의 경비를 절감할 수 있다.

 

현대중공업은 선체와 일체형인 멤브레인형 LNG 화물창도 독자 개발했다.

LNG선 핵심 기술인 화물창 기술 자립으로 1척당 1000만 달러 정도 지급하던 로열티 부담을 덜었다.

독자 개발한 화물창은 접착제를 사용하지 않고 금속 재질을 용접해 이중 방벽을 쌓아 LNG 누설을 원천적으로 차단할 수 있다. 또 단열성과 강도가 우수한 단열판을 적용해 LNG 기화율을 기존 제품보다 10% 이상 낮췄다.

미국 선급(ABS)과 노르웨이 선급(DNV)으로부터 설계 승인도 받았다.

지난해 독립형 LNG 화물창 개발에 이어 이번에 멤브레인형 LNG 화물창까지 개발함에 따라 수주 경쟁에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대된다.

 

현대중공업은 지난해 국내 최초로 ‘액화천연가스-부유식 원유생산·저장·하역설비(LNG-FPSO)’ 독자모델도 개발했다,

LNG-FPSO는 심해가스전으로부터 채굴한 천연가스를 전처리하고 영하 163도로 액화·저장·하역할 수 있는 부유식 해상설비다.

현대 FLNG는 길이 355m, 폭 70m, 높이 35m로 축구장 3.5배 크기이며 연간 250만t의 LNG를 생산하고 19만3800㎥를 저장할 수 있다.

독자 모델 개발 성공으로 LNG-FPSO의 상-하부설비를 설계에서부터 시운전까지 EPIC 방식으로 단독 수행할 수 있는 세계 유일의 업체가 됐다.

 

현대중공업은 지난 2011년 6월 국토해양부 산하 LNG가스 플랜트사업단으로부터 ‘LNG-FPSO 플랜트 설계 및 건설 기술개발 국책과제’의 핵심 주관기관으로 선정돼 오는 2016년까지 한국형 LNG-FPSO 개발에도 나서고 있다

 

현대중공업 관계자는 “글로벌 경제위기에도 위기를 기회로 삼기 위해 R&D투자를 강화하고 있으며 신시장 진출에 대한 활로도 다각도로 모색하고 있다”며 “고효율 친환경 선박기술 개발을 통해 제품경쟁력 확보에 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.

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