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'미래형 친환경 선박 LPG추진선, 해운업계 대세 이룰 것’<인터뷰 : GE Aviation 백병렬 부장>
LPG수송선 엔진개조 통해 수요 확대할 계획
LPG연료, 벙커C유‧LNG 추진선보다 안전해…유지비도 저렴
박병인 기자  |  bip1015@gnetimes.co.kr
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승인 2018.01.22  20:16:15
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▲ GE Aviation 백병렬 부장.

[지앤이타임즈 박병인 기자] - 벙커링 인프라 구축용이…선사들 사이에서도 관심 급증 -

최근 '친환경성'은 거스를 수 없는 대세가 됐다. 세계 각국은 환경오염을 유발하는 석탄, 석유를 배척하고 전기, 수소 등 친환경적인 연료를 장려하는 정책을 펴고 있다.

바다에서도 에너지 패러다임이 변화하고 있다. 최근 국제해사기구(이하 IMO)가 황산화물 배출기준을 강화하면서 대기오염을 유발하는 벙커C유 추진선에서 친환경적인 가스 추진선으로 그 중심축이 옮겨가고 있는 것.

특히 가스 추진선 중에서도 LPG추진선은 안전성, 친환경성, 경제성 등 모든 분야에서 타의 추종을 불허하는 ‘완전무결’한 선박으로 알려져 있다.

해양 환경개선의 첨병역할을 할 LPG추진선의 엔진을 개발하고 있는 GE Aviation 백병렬 부장은 최근 벌어지고 있는 ‘해운업계 에너지혁명’의 중심에 있다고 해도 과언이 아니다.

‘앞으로 제한 없이 많은 친환경 기술이 개발됐으면 한다’는 바람을 밝힌 백병렬 부장과 함께 LPG추진선을 전격 해부해 보는 시간을 가졌다.

◆ GE의 가스터빈엔진은 타 제조사와 비교해 어떤 강점이 있는지.

- 우선 가스터빈은 아직 국내기업이 제작하지 못하고 있는 것으로 알고 있다. 항공기에 사용되는 가스터빈은 세계적으로도 몇몇 기업들만 만들고 있고, GE는 이 분야에서 1위 지위를 유지하고 있다.

GE Aviation의 가스터빈은 미국연방항공규정이 규정하고 있는 안전도, 신뢰도 기준을 만족시킬 만큼 안전할 뿐 만 아니라 높은 내구성도 가지고 있다.

GE의 COGES선박은, 기존 벙커C유 대비 부피를 약 2배 차지하는 LPG 탱크를 장착해도 기존선과 동일한 화물적재 공간을 가지는 장점을 가지고 있다. 타 엔진과 같이 가스 연료 사용으로 인한 화물구역 감소가 없기 때문에 타 선박 발주도 곧 이뤄질 것으로 기대된다.

1호 LPG Fueled ship이 될 여객선은 LPG기지에서 바로 급유 받는 방식인 shore-to-ship으로 인천의 LPG기지에서 급유 받을 예정이며, 기술적인 문제는 전혀 없다.

현재 관련 법령을 준비 중에 있는 것으로 알고 있다.

◆ LPG추진선 확대와 그에 따른 벙커링 시스템 확대계획은 무엇인지.

- 향후 LPG업계의 도움을 받아 현재 벙커C유로 운항중인 소형 LPG수송선을 LPG를 연료로 사용하는 LPG추진형 LPG운반선으로 대체할 예정이다.

이렇게 할 경우 연료 효율 개선 및 LPG업계의 매출 향상에도 기여하게 된다. 향후에는 대형 LPG수송선도 LPG추진선으로 교체할 계획이다.

LPG추진형 LPG운반선의 벙커링은 이번에 개발되는 LPG추진 여객선처럼 LPG기지에서 바로 급유하는 방법과 연료선을 이용해 급유하는 Ship-to-ship 방식을 고려중이다.

특히 Ship-to-ship 벙커링의 경우에는 현재 운항중인 소형 LPG수송선을 급유선으로 바로 활용할 수 있기 때문에 추가비용이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

현재 GE는 여객선과 소형 LPG수송선에 대한 선박 컨셉 발표를 완료했다. 조만간 벌크선, 유조선, 컨테이너선에 대한 컨셉도 시장에 내놓을 예정이다.

◆ LPG 추진선은 기존 벙커C유 추진선에 비해 환경개선에 얼마나 도움이 되는지.

- 연료적인 측면만 본다면, LPG는 LNG와 마찬가지로, 황성분이 없어 엔진 연소 후 황배출이 없다. 또한 95% 이상의 순도가 높은 프로판을 사용하므로, 벙커C유와 달리 비탄화수소 화합물이 없어 연소후 미세먼지를 줄일 수 있다.

특히 가스터빈을 사용하게 되면 엔진 윤활유의 연소를 극소화 할 수 있어 윤활유로 인한 미세먼지를 0에 가깝게 줄일 수 있다.

◆ LPG 추진선은 가스연료를 사용하기 때문에 안전성 문제도 중요한 부분인데, 안전성은 어떤지.

- 우선 기계적인 측면을 보면, GE의 가스터빈은 Fuel Slip이 필요하지 않다.

즉 미 연소된 가스가 배기구를 통해 배출되지 않는다는 것이다. 엔진의 미연소 가스로 인한 발화 위험이 없다.

벙커C유 엔진의 경우 여러 실린더를 사용하기 때문에 엔진 고장시 최소 한 실린더에는 연료가 반드시 남게 되는데, 이 잔류 연료는 엔진을 재가동하거나 분해 점검 시 화재를 일으킬 위험성이 있다.

반면 LPG엔진의 경우에는 고장으로 인해 엔진이 멈추더라도 연료가 엔진내부에 남지 않는다. 엔진 고장시 날개에 남아있는 가속도를 이용, 잔류연료를 외부로 방출하는 형태이기 때문이다.

또한 가스터빈은 진동이 없다. 그래서 진동으로 인한 볼트 풀림, 지지대 파손 등 2차 문제를 유발할 수 있는 가능성이 낮다.

연료적인 측면에서는 벙커C유의 경우 엔진연료로 사용시 약 130도의 고온으로 가열해야한다. 이 때문에 누출 시에는 선원의 화상, 화재의 위험이 있다.

LNG의 경우에는 극저온, 높은 압력으로 이송된다. 이로 인해 누출시 이로 인한 선원의 동상 및 충격 손상을 입을 수 있으며 극저온의 유체가 선체에 접촉되면 선체 또한 파손될 가능성이 있다.

반면 GE가 개발한 LPG 가스터빈의 경우에는 압력은 약 30bar, 온도는 110도의 유체를 사용하기 때문에 이런 문제가 없다. 다만 온도가 110도로 높지만 LPG의 특성상 외부 누출 시 압력이 낮아져 60도 이하로 온도가 급격이 떨어져 선체나 선원들에게 위해를 가할 가능성이 적다.

선박 측면에서 보면 현재 진행 중인 여객선은 총 3종류의 발전 장비와 2기의 전기추진모터가 장착돼 있다. 추진모터 구역이 각각 구역으로 분할돼 있어, 각 1기의 추진모터 구역이 침수 파손 되더라도 침수된 구역을 폐쇄하면 다른 추진 모터로 운항할 수 있다.

이번 LPG추진선에는 가스터빈, 스팀터빈, 디젤엔진 등 3가지 엔진에 전기추진모터가 장착돼 전기를 생산하고, 이 전기로 추진 모터와 거주구역의 생활전기를 공급한다.

이 중 한가지의 장비가 고장이 일어나거나 침수되더라도 다른 장비가 독립적으로 전기를 생산할 수 있어 어떠한 경우라도 승객과 선원을 안전하게 지켜주도록 구성돼 있다.

물론 GE가 개발한 가스터빈은 98%의 검증받은 신뢰성을 갖추고 있어 고장은 거의 일어나지 않는다.

◆ 해외에서도 LPG 추진선에 대한 관심이 있는지.

- 일본의 Astomos와 스위스 GEO Gas에서 먼저 문의가 왔었다. 각사 모두 자사에서 운용중인 용적률 8만5000cbm급 LPG수송선을 LPG 추진선으로 전환하고 싶어 했고, Astomos의 경우는 자체적으로 상당한 연구가 진행됐다고 알고 있다.

저희는 아직 여객선 외의 컨셉 선박 개발 현황을 알려주지 않았고, 소형 LPG수송선에 대한 정보가 공유된다면, 이 선박에 대한 관심도가 가장 높을 것으로 예상된다.

오는 3월 개최될 예정인 ‘the International LP Gas Seminar 2018’ 행사를 통해 GE의 모든 선박 컨셉을 발표할 계획이다. 그전에 대한LPG협회와 협의해 한국에 먼저 발표할 계획도 있다.

컨셉선들을 발표하게 되면 2020년 발표 예정인 IMO 황 규정에 고민하고 있는 모든 선사의 관심을 받을 수 있을 것으로 기대된다.

◆ 국제해사기구가 해양환경규제를 강화함에 따라 벙커C유 추진선에는 고가의 탈황장치를 설치해 운영해야 하는데, 선사입장에서는 벙커C유 추진선 대신 LPG 추진선을 활용하는 것이 비용적인 측면에서 이득일지.

- 현재 시판되고 있는 탈황설비는 해수를 통해 황을 걸러내고, 그 산성화된 해수를 저장, 이후 알칼리 용액으로 중화해 다시 해양에 배출하는 구조다.

이 경우 기술적으로 몇 가지 문제가 있다. 먼저 엔진의 배기구가 선박 상단부에 있다 보니 최소 20미터 높이까지 해수를 올려보내야 하는 문제점이 있다. 해수를 올려보내기 위해서는 큰 펌프가 필요하고, 펌프운영 시 소모되는 전력도 많다.

특히 중국 양자강이나 미국 오대호 구역처럼, 강을 항행할 시에는 해수이용이 불가하므로 별도 알칼리 용액 탱크를 갖춰야 하는 부담감도 따른다.

또한 배관은 해수에 부식이 잘되는 경향이 있어 부식으로 인해 해수가 누출될 경우 선체, 전기, 기관장비에 악영향을 끼치고, 화재도 발생할 수 있다.

탈황에 사용된 폐수는 산성을 띄기 때문에 바다로 배출이 불가하다. 그래서 저장탱크에 보관해 알칼리 계열 화학 물질로 중화해서 바다로 방출해야 한다. 중화제 비용이 발생하는 데다 만약 중화에 실패할 경우에는 산성이나 알칼리성 물질이 바다로 배출돼 해양오염을 유발할 수도 있다.

중고선박의 경우에는 다른 방법이 없으니 위험 부담을 안고서라도 탈황장치를 설치해야겠지만, 신규선박의 경우에는 초기가격이 다소 높아지더라도 잠재된 안전문제까지 고려한다면 LPG연료선이 확실히 경제적으로 이득이다.

초기 투자비는 LPG선이 약 20%정도 높겠으나, 운항 중 연료비, 관리비, 위험비용은 LPG연료선이 적기 때문에 신규선박은 LPG추진선을 선택하는 것이 이득이다.

◆ LPG 추진선이 타 연료 선박에 비해 가지는 강점은 무엇인지.

- 벙커C유와 비교해서는 누출 시 해양 오염이 전혀 없다는 점이 강점이다. 앞서 설명한대로 고가의 탈황장치를 설치, 운용할 필요가 없어 이로 인한 추가비용도 발생하지 않는다.

LNG와 비교해서는 각 부두에 소형 LPG수송선들이 많아, 급유관련 인프라 구축비용이 전혀 들지 않는다. 그래서 실제 벙커링을 하더라도 최종 연료비가 높지 않다는 장점이 있다.

또한 LPG는 이미 정제된 가스다 보니, 열량과 혼합비가 전 세계적으로 일정해 연료의 발열량 차이나 이물질로 인한 사고가 없다.

LNG는 메탄 함유량에 따라 발열량에 차이가 있어 엔진운전에 메탄 함유량도 고려해야 한다.

LPG는 LNG와 달리 BOG도 발생하지 않는다. LPG는 1bar에서 영하 40도부터 기화가 시작된다.

하지만 압력을 약 3bar까지 올려주면 기화시작 온도가 0도로 올라가고, 본선처럼 저장탱크의 압력을 12bar로 올려주면 영상 70도에서 기화가 시작된다.

이번에 개발된 LPG추진 여객선은 현재 상용은 12bar, 최대는 18bar의 압력으로 설계됐고, 대기온도를 40도로 가정하면 기화되더라도 약 11bar에서 자체 재액화된다.

◆ 각 선사들의 LPG 추진선에 대한 반응은 어떤지.

- 대체적으로 선사들은 긍정적인 반응을 보였다.

선사들이 LPG추진선의 장점으로 꼽는 점은 BOG가 없기 때문에 안전하다는 점, 급유 인프라가 다 갖춰져 있기 때문에 바로 운영이 가능한 점, 그리고 LNG보다 벙커링 가격이 저렴한 점, 그리고 가스가 가라앉기 때문에 선내 유출시 검증이 쉬울 것 같다는 점이었다. 무엇보다 산업 전반에 사용 역사가 깊다는 점을 장점으로 꼽았다.

각 선사들은 실제 검증 할 수 있는 선박이 있으면 좋겠다는 점, 세계적으로 돌아다니는 선박의 특성에 맞게 LPG 급유 시스템이 한국뿐 만 아니라 세계 여러 곳에 있었으면 좋겠다는 반응도 있었다. 그래서 인지 선사들이 현재 건조중인 LPG추진 여객선의 개발결과에 많은 관심을 보이고 있다.

선사들의 지적대로 세계적인 LPG 급유시스템을 구축하기 위해 GE는 세계 LPG협회와 협업을 진행 중에 있다.

◆ 그 외 하고 싶으신 말씀은.

- 최근 세계적으로 환경강화가 새로운 트렌드가 되고 있는 시점에서, 환경을 개선할 수 있는 기술이라면 모든 방문에서 문을 열어 연구가 개발 될 수 있는 환경이 제공됐으면 좋겠다.

즉 분야에 제한을 두지 말고, 여러 방면에 관심을 기울여 앞으로 더 많은 친환경 기술이 개발됐으면 하는 바람이다.

저 스스로도 다양한 분야의 새로운 친환경 기술 개발에 항상 노력할 계획이다.


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