[신년기획] 선박연료 시장 완전 탈바꿈하라

LNG추진선박용 벙커링 기술개발 및 사업화가 본격화되고 있다.
한국가스공사 연구개발원이 지난해 12월 STX에너지, 경남에너지, STX 팬오션, 포스코 등과 ‘도서발전 및 LNG추진선박용 벙커링 기술개발 및 사업화’를 위한 MOU를 체결한 것.
향후 이들 참여기업들은 LNG를 연료로 사용하는 유조선, 대형 컨테이너선, 자동차운반선 등의 중대형 선박에 LNG를 공급하는 벙커링 기술개발을 추진한다. 벙커링 기술은 전 세계 조선 및 해운업계에 새로운 선박연료로 LNG를 공급하게 하는 것으로 기존 선박연료 시장을 완전히 바꾸는 개념이다. 이에 본지에서는 미래 유망 신서비스산업인 벙커링산업의 국내외 산업 환경을 살펴봄으로써 독자들의 이해를 돕고자 한다. /편집자 주

가스公ㆍSTXㆍ경남에너지ㆍ포스코 ‘MOU’ 체결

전세계 LNG선박 약 30척 운항…30척은 건조

석유보다 저렴…환경 경제 만족한 매력적 대안

선박용 LNG 수요 30%이상 한국 점유 가능

국제해사기구는 선박으로부터의 대기오염을 줄이기 위해 MARPOL(Prevention of Pollution from Ship)협약에 대기오염방지를 부속서 6에 부가했다.

선박에 의한 전세계 온실가스 배출기여는 2007년 기준 2.7% 수준에서 2050년에는 12~18%수준으로 증가될 것으로 예상된다.

또한 중동지역의 민주화바람에 의한 정정불안 등으로 원유가격 상승으로 해운업계 경쟁력 확보가 필요한 상황이어서 고유가에 대응하면서 현재 기술로 이용할 수 있는 새로운 대체연료 도입 필요성이 증대되고 있다.

이러한 조선업계와 해운업계 문제점을 해결하는 방법으로 청정에너지를 연료로 사용하는 선박이 새로운 성장동력 아이템으로 최근 급부상하고 있다.

청정에너지 연료 중에서 현재 가장 앞서 적용된 것이 LNG이며 북유럽에서 약 20척의 LNG추진 중형선박이 건조, 운영 중이다.

LNG 추진선박은 기존 연료(벙커유, 디젤유 등) 추진 선박에 비해 황산화물 배출은 없고 질소산화물 배출은 최대 70%이상 저감되며 온실가스 배출은 20%이상 저감되는 장점이 있다.

한편, 청정에너지는 석유연료에 비하여 연료 경직성이 높아 LNG를 공급(벙커링)하기 위한 서비스는 시장 초기단계이며 관련 기술기준수립이 진행되고 있다.

LNG추진선박은 소형어선, 중형페리선, 유조선, 컨테이너선 등이 있고 DME추진선박은 중소형 어선, 여객선 등이 있으며 수소연료전지선박은 순시선, 페리선 등이 있다.

청정에너지 추진 선박에 청정에너지를 공급하는 행위와 설비 등을 포괄적으로 벙커링(Bunkering)이라 하며 이 서비스산업은 세계적인 에너지회사에서 서로 진출하고자 준비하는 산업이기에 우리나라가 선점해야만 하는 서비스 산업이다.

현재 청정에너지 추진 선박 중에서 가장 앞서가는 것은 LNG추진 선박에 연료를 공급하는 LNG벙커링 서비스이다.

육상의 LNG 등의 청정연료 탱크로리로부터 청정에너지 추진선박으로 연료를 벙커링하는 Tanker to Ship 벙커링 서비스, 육상에 설치된 청정연료 저장탱크(고정식충전소, 중대형 청정연료 인수기지 등)로부터 청정연료 선박으로 연료를 벙커링 하는 Terminal to Ship 벙커링 서비스,해상에서 청정연료 탱커 바지선 또는 청정에너지 저장 선박으로부터 청정연료 추진선박이나 섬 등에 청정연료를 벙커링하는 Ship to Ship 벙커링 서비스 등이 있다.

한국 조선산업은 현재 세계1위이면서 수출주도산업이기에 국가경제에서 차지하는 위치는 매우 중요하나 중국 조선산업의 급격한 추격으로 위태로운 상황이다.

조선산업은 수작업이 많고, 기자재 산업과 밀접해 일자리 창출 효과가 매우 높기에 선진국에서는 지속적으로 선박·해운산업 유지를 위해 노력하고 있으며 한국보다 앞서가기 위한 새로운 선박산업을 육성하고 있다.

EU와 일본 등 선진국은 기존 선박산업 대신 1990년대 후반부터 녹색선박 중심의 산업전환에 관심을 두고 기술개발을 추진해 왔다.

환경규제 강화 및 온실가스 배출 규제

지구온난화 및 기후변화 방지를 위한 국제적인 환경규제 대비 측면에서 국제적인 선박 배출가스 규제 강화로 인해 선진국들은 친환경, 저탄소연료 사용 선박 개발에 주력하고 있다.

전 세계적인 기후변화와 대기오염 증대에 따라 국제해사기구(IMO), 유럽연합, 미국 등에서 선박으로부터 배출되는 오염물질에 대한 규제가 대폭 강화될 예정이다.

질소산화물은 국제해상오염방지조약에 따라 2016년까지 현행기준 80%(Tier III기준)까지 감축 후 선박에 강제적으로 적용된다.

황산화물은 국제해사기구 규칙에 따라 현행 4.5% m/m에서 2020년까지 0.5% m/m로 감소시키도록 규정하고 선박에 강제적으로 적용된다.

유럽연합의 경우 EU항구에 입항하는 모든 선박에 대해 2010년 1월 1일 이후 선박 연료 중 황 함량 0.1% m/m이하의 연료만 사용할 수 있도록 규제된다.

선박에서의 온실가스 배출 저감을 위해 연안해운 위주 녹색물류체계 구축으로 연안해운의 활성화 지원과 탄소배출을 저감해야 한다.

2005년 선박 배출량 기준으로 2020년까지 20%, 2050년까지 50% 배출량 감축이 목표이다.

청정에너지 선박과 벙커링서비스

국제적인 선박배출가스와 온실가스 규제, 고유가등에 대해 유럽연합(해운업계, 선박업계 등), IMO 주도로 청정에너지 추진 선박과 연료를 공급하는 벙커링 서비스가 가장 확실하면서 현실적인 대처방안이다.

특히 청정에너지 선박/벙커링은 세계 1위의 조선회사와 연계해 전세계 친환경 LNG선박 수주 확대 및 LNG추진 선박용 LNG수요확대 등 관련 산업 증진에 기여할 수 있는 서비스 산업이다.

선박으로부터의 대기오염 및 해양오염 발생억제에 의한 환경편익을 기대할 수 있으며 선박용 청정에너지(LNG, DME 및 수소연료전지용 가스연료) 신규수요개발에 의한 LNG도매 시장지배력을 강화할 수 있다.

또 선박연료 대체에 의한 온실가스 감축 트레이딩(CDM사업), 조선회사의 LNG추진 선박 수주 지원을 통한 국내 산업육성 지원이 가능해 파급효과가 대단히 높은 서비스 산업이다.

특히 세계1위의 조선사업과 더불어 세계1위의 벙커링 서비스산업이 가능한 블루오션 산업이다.

벙커링 서비스와 이를 서비스 받는 청정에너지 선박은 닭과 달걀의 관계로 서로 동반 진출해야 성공적으로 산업이 발전할 수 있는 구조이다.

최근 온실가스 감축에 대한 유럽, 미국 등 선진국의 의무이행과 선박연료에 포함된 고농도 황성분과 석유계 연료 연소에 의한 대기오염 심화, 그리고 기름에 의한 해양오염 등에 대한 대처방안으로 북유럽 선박강국인 노르웨이를 시작으로 세계적으로 LNG선박 보급이 빠르게 진행되고 있다.

DNV보고서(2011. 2)에 따르면 2012년 8월부터 선박배출가스 규제가 ECA(Emission Control Area)에 적용돼 △황함유량 1.0%이내의 연료를 사용 △황함유량 1.0%이상의 함유한 연료를 사용하는 경우에는 스쿠루버(scrubber)를 강제적으로 장착 △청정에너지인 LNG를 연료로 사용 중 반드시 하나의 선택사항으로 신규선박을 건조해야 한다.

황함유량이 낮은 선박연료(1.0%, 0.1%)는 정유설비의 탈황설비를 사용해야 하기 때문에 기존 연료[HFO, MGO(Marine Gas Oil), MDO(Marine Diesel Oil]에 비해 가격이 매우 높아진다. 해운업계에 많은 부담이 될 수밖에 없다.

LNG는 황이 없는 청정한 연료로 연료처리설비가 별도로 없어 배출가스 규제가 적용되더라도 가격 상승은 없다.

국내 조선사들도 LNG추진선박이 향후 수년 내 새로운 수익창출원이 될 것으로 예상하며 지식경제부에서도 세계 조선업계의 그린선박 흐름을 파악하고 인천항만공사에서 제작하는 LNG추진 선박을 필두로 국내 제도개선 등을 통해 세계 최고의 조선산업을 유지하기 위한 방안을 검토 중이다.

▷국외사례

청정에너지 추진선박 및 벙커링은 북유럽인 노르웨이에서 가장 앞서가고 있다. 세계 시장에서 LNG추진선박은 노르웨이를 중심으로 2000년 이후 보급되기 시작해 2010년 이후 보급속도가 빨라지고 있다.

LNG 추진선박의 건조는 2000년 노르웨이에서 연안여객선 Glutra호가 건조된 후 2009년말 기준 약 14척의 연안 운항선박과 일부 군함이 건조되어 운항되고 있다.

LNG추진선박 보급에 따라 벙커링 수요도 점진적으로 증가하고 있으며 현재 Gasnor사에서 소규모 공급의 경우 탱크로리를 이용, 중규모 공급의 경우에는 고정식벙커링 설비를 구축해 공급하고 있다.

그러나 대형 LNG추진선박을 위한 터미널에서의 벙커링과 선박대 선박으로의 벙커링은 거의 이루어지지 않고 있다.

현재 전세계 LNG추진선박은 약 30척이 운항 중이며 30척은 건조 중에 있다.

운항중인 LNG추진선박으로의 벙커링은 현재 탱크로리를 이용한 방법을 가장 많이 사용하고 있으며 점진적으로 벙커링 기술개발과 테스트베드에 유럽연합의 정부 연구개발과제로 고정식벙커링, 터미널벙커링 그리고 선박벙커링의 다양한 기술개발을 민관 합동으로 진행하고 있다.

한편 기존 선박을 LNG추진 선박으로 전환하는 것도 진행 중이다. 독일의 Reederi Stefan Patjens사가 가스엔진장착, 저장탱크 설치 등 5000 TEU컨테이너(53911톤) 선박을 개조중이다.

유럽연합지원으로 배출가스가 없는 제로 쉽 프로젝트가 진행 중이며, 대상 선박은 여객선으로 벙커링 연료는 LNG에서 개질된 수소로 수소충전소를 이용해 선박에 장착된 수소용기에 수소를 저장한 다음 연료전지를 이용해 전기를 생산, 추진하는 선박이다. 이 선박의 출력은 300~600KW급(승선인원 100명)이며 운항지역은 독일 함부르크의 Alster 호수이다.

이같은 청정에너지 추진 선박을 위해 벙커링 서비스가 주요 항구 및 거점 중심으로 설치되었다. 다만 청정에너지 선박이 중소규모이어서 벙커링 설비도 중소규모이다. 노르웨이는 중형 화물선을 위한 벙커링 기지를 설치 및 운영하고 있다.

▷국내사례

정부의 녹색성장 기조에 맞춰 녹색선박에 대한 기술개발 로드맵을 정부에서 추진 중이다. 민간에서는 LNG 연료로 추진되는 친환경 선박의 도입을 적극 검토해 인천항만공사에서 항구내 감시와 홍보를 목적으로 LNG를 연료로 하는 선박을 도입해 운영할 예정이다.

선박 연료 공급을 위해 한국가스공사에 탱크로리를 이용한 벙커링을 요청하고 있다. 국내 대형 조선회사는 신규 건조 선박을 LNG추진선박에 대한 해외선주사들의 요구에 의해 선박을 개발하고 있다.

다만 선박에 연료를 공급하는 벙커링은 터미널 시운전용으로 공급되고 있으며 벙커링 전용 공급은 아직 진행되지 못하고 있다.

조선사(국내 3사)의 세계 LNG추진선박 대상은 컨테이너선(~4,000TEU), 원유운반선(~115K DWT) 등 ECA해역내 운항하는 선박과 예인선(Tug boat) 등 항구내 운영선박이다.

시장전망

청정에너지 선박용 벙커링(우선 적용 연료는 LNG)은 기존 석유계 연료에 비해 매연과 이산화황 배출이 거의 없고 질소산화물은 90%이상, 온실가스도 20%이상 감축할 수 있으며 연비도 거의 대등하다.

특히 LNG가격이 석유보다 저렴해 선주들에게도 환경적, 경제적의 두 측면을 만족시키는 매력적인 대안이기 때문에 향후 급격한 시장 확대가 예상된다.

청정에너지 선박시장이 2012년 이후 연 30%이상 성장성이 있을 예정이어서 벙커링 서비스도 같이 2012년 이후 동반성장할 것으로 전망된다.

가스공사에 따르면 2020년까지 총 시장모는 연간 약 3조9000억원 이상이 될 것으로 전망된다. 벙커링용 LNG연료시장은 2020년까지 300만톤으로 연간 약 2조2000억원에 달할 전망이다.

청정에너지 추진선박용 벙커링 설비는 연간 4기 이상으로 연간 약1조원 규모, 해상 부유식 벙커링설비는 연간 1기, 8000억원 규모, 고정식 벙커링 터미널 혹은 충전설비는 연간 3기, 2000억원규모에 달할 전망이다. LNG추진선박 매출은 연간 수주물량 20척, 13,000 TEU 컨테이너선박 척당 30,000만불로 볼때 연간 약 0.7조원에 달할 것으로 예상했다.

청정에너지 벙커링 서비스는 일자리 창출에도 기여할 것으로 기대된다.

탱크로리로 하는 간단한 경우에 인력이 최소 2명이 필요하며 중소규모 벙커링 설비인 경우 3조 2교대씩 운행하는 경우에 최소 9명이 필요하다.

대형 벙커링설비(벙커선, LNG터미널 등)에는 50명 이상의 신규 일자리가 창출되고, 이 사업은 국내가 아닌 전 세계를 대상으로 서비스하기에 일자리 창출은 5000명 이상의 고수익 직군이 창출될 수 있다는 분석이다.

청정에너지 벙커링에 대해 국제 기준은 SIGGTO 등을 중심으로 민간기관이 주도해 수립하는 중이다.
청정에너지 벙커링을 운영 중인 노르웨이에서는 Gasnor사 등의 자체 기준을 적용 중이기 때문에 국제 기준을 한국에서 선도할 필요가 있다.

특히 대형 청정에너지 선박을 위한 벙커링 선박과 해상 부유식 벙커링 서비스에 대한 안전, 환경, 시설 및 기술기준(standard) 개발이 필요하다.

또한 정부에서는 기존 선박의 배출가스와 온실가스 규제를 강화하고 선박연료로 청정에너지 공급 사업과 시설 및 기술기준에 대한 법령개선이 필요하다.

현재 한국이 노르웨이 민간 기준을 포함, 국제 기준을 벤치마킹해 세계 시장을 선도하고 있다.

벙커링서비스는 시장을 누가 선도하는가에 따라 시장이 변화되기 때문에 한국정부에서 에너지회사와 함께 선도적 진입이 중요하다.

LNG 탱크로리에서 선박에 LNG저장 탱크에 직접 충전하는 벙커링 관련 규정은 현행 도시가스사업법 제2조 4의 2에서 정의하고 있는 ‘도시가스 충전사업’에 해당되지 않는다.

이에 따라 LNG추진선박용 벙커링에 대한 국내외 기준 및 검사방법 등에 대한 조사를 통해 국내 실정에 맞는 관련 법규 마련이 필요하다.

선박건조 관련 법규를 살펴보면 지난 2010년 6월 한국선급 규정 제정으로 선박 건조 및 검사규정이 마련돼 있다.

국제해사기구(IMO)는 가스를 선박의 연료로 사용하기 위해 가스운반선 IGF코드를 2014년까지 제정할 예정이며 현재 IGF코드 발효 전까지 국제해사기구 임시지침서를 적용해 선박을 운행 중이다.

연료충전 관련 법규의 경우 선박에 LNG연료 공급을 위해 도시가스사업법과 고압가스안전관리법에 LNG충전기준과 안전관리 조항을 신설할 예정이다.

LNG선박 충전을 도시가스 충전허가 종류에 추가해 도법 시행규칙을 개정할 예정이며 LNG 선박 충전소 시설기준 제정 및 도시가스 사업법 시행규칙을 개정할 예정이다.

지난 2009년 7월 천연가스, 바이오가스 및 바이오DME 공동연구 및 사업추진을 위한 한국-스웨덴간의 정상회담을 체결한 이후 2010년 5월 LNG추진 선박용 벙커링 타당성연구 시행에 합의하고 같은해 10월 벙커링 타당성연구에 대한 공동연구 및 사업추진 협약을 체결했다.

지난 2011년 1월에는 한국가스공사-조선3사 LNG 추진선박 및 벙커링 관련 MOU를 체결했다. 현재 ‘LNG 추진선박용 벙커링 타당성 연구’에 대한 한국-스웨덴 국제공동연구가 진행중이며 LNG선박 벙커링관련 법규제정을 위한 ‘LNG 추진선박용 벙커링 타당성 연구’가 한국가스안전공사 용역과제로 진행중이다.

가스공사는 현재 진행중인 연구과제 후속으로 조선사, 해운사, 해외 메이저(Shell 등) 에너지사 등이 참여하는 후속연구를 추진할 예정이며 가스공사 LNG 터미널을 활용해 벙커링 설비를 구축하는 방안을 검토할 방침이다.

가스공사의 한 관계자는 “벙커링 기술은 기존 선박연료시장을 완전히 바꾸는 개념이다”라며 “벙커링 기술을 확보하고 선박 운항노선을 중심으로 투자 유망한 항구나 항로에 벙커링 설비를 선점하는 경우 새로 발생하는 선박용 LNG수요의 30%이상을 한국에서 점유할 수 있을 것”이라고 전망했다.