포스코그룹 대표 사업 분야의 동향을 전문가가 직접 알기 쉽게 알려드립니다. 최근 글로벌 에너지 시장에서 재생에너지의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 LNG, 액화천연가스를 주목하고 있습니다. 이에 포스코그룹은 해상 가스전 프로젝트, LNG 터미널 구축 등 LNG 풀밸류체인을 구축하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 5편에서는 포스코경영연구원 주영근 수석연구원이 포스코그룹 LNG 풀밸류체인에 대해 알려드립니다.
천연가스는 화석연료 중 가장 가벼운 가스 형태의 에너지로, 상태와 운송 방법에 따라 세 가지 이름으로 불립니다. 지하에서 뽑은 기체 상태인 천연가스에서 암모니아, 황화수소, 이산화탄소 등 불순물을 제거하고 액화해 만든 것은 LNG(Liquefied Natural Gas), 액화천연가스라고 하는데요. LNG는 대량 수송을 위해 -163°C에서 약 1/600로 압축하여 선박으로 운반합니다.
두 번째로 천연가스를 파이프로 수송하는 경우, PNG(Piped Natural Gas)라고 부르는데 이는 가스관(Pipeline)을 통해 기체 상태의 천연가스가 수요처에 공급되기 때문입니다. 러시아, 아프리카에서 생산된 천연가스를 파이프라인을 통해 유럽으로 공급하고 있습니다. 수송 거리가 길어지면 파이프라인 건설비가 증가하기 때문에 5,000㎞ 이하에서 가스를 수송할 때 파이프라인을 이용하고 그 이상에서는 LNG를 운반선으로 운송합니다.
도로에서 CNG 버스라고 적혀있는 시내버스를 보신 적 있으실 텐데요. CNG(Compressed Natural Gas)는 압축천연가스로, 천연가스를 1/200 수준으로 압축해서 탱크에 저장해 사용하는 것을 말합니다. 냉각과정이 없어 비용이 상대적으로 저렴하지만, 큰 저장 공간이 필요하기 때문에 주로 시내버스 연료로 사용합니다.
가끔 LNG와 LPG(Liquefied Petroleum Gas)를 헷갈리시는 분들이 있는데 LPG는 액화석유가스로, 유전에서 원유를 채굴하는 과정이나 원유를 분별 증류하는 과정에서 나오는 탄화수소가스를 말합니다. 가정용 가스는 대부분 LNG로 교체됐는데, LNG는 공기보다 가볍고 쉽게 확산되기 때문에 LPG보다 사용하기 안전하다는 장점이 있습니다.
장기적으로는 친환경적인 재생에너지나 수소로 에너지 전환을 꾀하고 있지만, 아직은 기술과 경제성이 확보되지 않아 석탄 발전을 대체할 수 있는 브릿지 에너지로 LNG를 사용하기 위해서입니다. 천연가스는 태양광, 풍력, 수소 같은 신재생 에너지보다는 아니지만, 석탄이나 중유보다는 친환경적입니다. LNG는 메탄이 주성분인데 메탄은 탄소 하나에 수소가 4개 붙어 있는 구조이기 때문에 석유, 석탄에 비해 이산화탄소 배출이 적고, 정제 과정을 거치면서 불순물을 제거해 질소화합물 등 오염물질과 초미세먼지 발생도 적습니다.
실제로 1GMW의 전력을 생산할 때 이산화탄소 배출량은 석탄발전 888톤, 석유발전 733톤, 가스발전 499톤, 복합(LNG) 발전 389톤, 태양광 85톤, 원자력 29톤으로, 재생 및 원전에 비해 이산화탄소 배출량은 많지만, 석유ㆍ석탄발전 대비 현저히 낮은 배출량을 보입니다.
또, LNG는 계절성, 간헐성 같은 문제점을 가진 재생에너지의 대안으로도 사용할 수 있습니다. 비가 많이 와서 태양광 발전이 안 되거나, 태풍이 불어서 또는 바람이 안 불어서 풍력발전이 안될 경우, 가동이 오래 걸리는 석탄발전, 원자력 발전과 달리 LNG발전은 훨씬 유연하게 운영할 수 있기 때문에 글로벌 에너지 시장에서 충분한 경쟁력을 가지고 있다고 할 수 있습니다.
밸류체인(Value Chain)은 가치 사슬이라는 뜻으로, 기업이 제품이나 서비스를 창출하는 과정에서 부가 가치를 더하는 일련의 활동들을 의미합니다. 크게 상품의 기획과 생산, 유통, 사용 단계로 구분할 수 있는데 강이 흘러가는 것에 비유해 전체 밸류체인을 상류인 업스트림(Upstream), 중류인 미드스트림(Midstream), 하류인 다운스트림(Downstream)으로 구분합니다.
원래 유가스 사업에서는 밸류체인을 업스트림(생산-유통-저장)과 다운스트림(활용)으로만 나누었는데 포스코그룹은 LNG터미널, 트레이딩 역량 강화, 업스트림과 다운스트림의 연계 강화 및 사업확장을 위해 2016년부터 미드스트림 개념을 추가했습니다.
우선 업스트림은 천연가스 탐사와 생산을 의미합니다. 포스코인터내셔널은 미얀마에서 13년의 개발 끝에 2013년 6월부터 천연가스를 생산하고 있습니다.
미드스트림은 천연가스를 액화해서 유통, 보관하는 단계를 말합니다. 천연가스를 LNG로 만들어서 수출하는 수출터미널 또는 액화터미널, LNG를 운반하는 LNG 전용 운반선, 광양LNG터미널 같은 LNG수입터미널 또는 재기화터미널*을 모두 포함하는데요. LNG를 거래하는 LNG 트레이딩 사업도 이에 속합니다.
*재기화터미널: 초저온 액체 상태의 LNG를 기체 상태의 천연가스로 변환하는 기술을 갖춘 터미널. LNG는 끓는 온도가 -162°C인 초저온 액체이기 때문에 외부로부터 전달되는 열에 의해 저장탱크 및 배관에서 가스가 일부 증발하는데, 발생된 BOG(boil-off gas)를 증발가스 압축기를 통해 재액화설비에서 재액화하거나, 내부 연료로 사용하기 위해 증발가스를 압축하여 증압하는 과정이 필요하다.
마지막으로 다운스트림은 천연가스를 소비하는 수요처들을 말합니다. 포스코 제철소, 포스코인터내셔널의 인천LNG복합발전소, 도시가스를 사용하는 가정, 산업, 상업 시설 등이 이에 해당합니다.
에너지 사업은 조원이 들어가는 대규모 인프라사업으로, 업스트림과 다운스트림에서 몇십에서 몇백만 톤의 천연가스를 생산하고 사용합니다.
최근 러-우 전쟁, 중동 지역의 지정학적 이슈로 인해 국제 에너지 가격 및 물동량 변동성이 더욱 심화되고 있는데 이런 상황에서 LNG 풀밸류체인을 구축하고 있으면 각 밸류체인 간 시너지를 극대화해 변동성에 적절히 대응할 수 있습니다.
포스코그룹은 많은 양의 천연가스를 생산하고 사용하는데 이처럼 많은 물량을 처리하면 유동성이 풍부해져 공급이 불안해져도 트레이딩, 스왑 등을 통해 다운스트림에 안정적으로 LNG를 공급할 수 있습니다. 만약 한국의 포스코인터내셔널이 인도네시아 A 기업하고만 LNG를 계약했는데 천재지변이 일어나 LNG를 수입하지 못하면 LNG발전을 돌릴 수 없어 기업 경영활동과 국민의 삶에 엄청난 불편을 초래하겠지요.
업스트림에서는 천연가스를 생산해 비싸게 팔아야 많은 수익을 거둘 수 있고, 다운스트림에서는 LNG를 싸게 구입해야 하는데 둘을 미드스트림으로 연결하면 가격 유연성을 높일 수 있습니다. 예를 들어 포스코인터내셔널 LNG 발전을 위해 저가의 LNG가 필요할 경우 많은 LNG 물량을 할인받아서 구매하거나 업스트림 광구 개발을 통해 전달받기도 하고, 시장 상황에 따라 현물을 저가로 구매해 LNG터미널에 저장해 두었다가 발전소에서 쓰거나 높은 가격을 제시하는 수요처에 판매할 수도 있습니다.
이처럼 LNG 풀밸류체인을 구축하면 LNG 물량의 안정성, 가격의 유연성으로 인해 사업과 수익에서 시너지를 창출할 수 있습니다.
포스코인터내셔널은 지난 2000년부터 미얀마 해상에서 탐사를 시작해 3개의 해저 가스전을 발견하고, 2013년 6월부터 천연가스를 상업생산 중입니다. 이는 국내 민간 에너지기업이 해외에서 개발한 최대 규모의 자원개발 사업인데요. 바다에서 육지까지 약 105㎞의 해저 가스관을 연결해 천연가스를 운송하고, 미얀마 짝퓨에 있는 육상 가스터미널에서 중국까지 가스관을 연결해 미얀마와 중국에 천연가스를 판매하고 있습니다.
하루 생산량은 약 5억 입방피트로 이는 우리나라 연간 천연가스 소비량의 9%에 해당하는데요. 현재는 쉐(Shwe), 쉐퓨(Shwe Phyu), 미야(Mya)로 명명된 3개의 해저 가스전에서 천연가스를 생산하고 있으며, 지난 2020년 인근에서 마하(Mahar)라는 해저 가스전을 추가 발견했습니다. 미얀마 가스전은 국내 기업이 진행한 최초의 심해 탐사 및 개발 사업이라 그 의미가 더욱 큽니다.
또한, 포스코인터내셔널은 업스트림 확장을 위해 지난 2022년 호주 유가스 분야 5위인 세넥스에너지를 인수했습니다. 세넥스에너지는 호주 동부 지역에서 천연가스를 생산, 개발하는 회사로 호주 퀸즐랜드주에 위치한 3개의 가스전인 아틀라스, 로마 노스, 루이지애나를 보유하고 있으며, 여기서 생산된 가스를 호주 동부의 LNG액화플랜트와 가스발전소 등에 판매하는 등 안정적 수익모델을 보유하고 있습니다. 포스코인터내셔널은 파트너사인 핸콕에너지와 2026년까지 총 6억 5천만 호주달러를 투자해 세넥스에너지를 인수하여 우리나라 연간 천연가스 소비량의 44%에 해당하는 매장량을 확보했습니다.
이 외에도 2021년 말레이시아 국영석유사인 페트로나스(PETRONAS)로부터 말레이반도 동부 해상에 위치한 PM524 광구 탐사 운영권을 낙찰받아 현재 유망성 평가를 진행하고 있고, 2025년부터 탐사 및 개발에 착수할 예정입니다. 또, 2023년에는 인도네시아 국영기업인 PHE*와 컨소시엄으로 인도네시아 벙아(Bunga) 광구의 탐사권을 획득했으며, 2029년까지 탐사를 진행할 예정입니다.
*페르타미나 훌루 에너지(PHE, Pertamina Hulu Energi): 인도네시아 국영석유가스공사 페르타미나(Pertamina)의 자회사다.
LNG 터미널은 LNG의 안전한 운반, 효율적 보관에 필수적인 시설입니다. 천연가스를 -162°C에서 액화하여 부피를 1/600로 줄인 뒤 LNG 상태로 저장 및 운송하기 때문에 LNG수입터미널, LNG인수터미널, 재기화터미널로 부르기도 합니다. 한마디로 LNG터미널은 LNG 하역 → 저장 → 기화 및 재기화 → 송출이 이뤄지는 복합 시설이죠.
주요 설비는 LNG 선박이 접안해 하역할 수 있는 부두와 접안 설비, LNG를 선박에서 육상 탱크로 수송하는 하역 파이프라인, 펌프 시스템 등 하역 장비, LNG를 저장하는 저장 탱크, 저장된 LNG를 육상 수송 파이프라인에 넣기 위해 기체로 상태로 변환하는 기화설비와 배관망으로 보내는 송출설비 등으로 구성돼 있습니다. 이 외에 가스 처리 시설, 배관 시스템, 안전 및 제어 시스템 등도 필요합니다.
그중 LNG 저장탱크는 -162°C 초저온 액체 상태의 천연가스를 저장하는 설비입니다. LNG발전, 도시가스 등 천연가스 수요가 적은 계절에 LNG를 저장했다가 수요가 공급보다 많은 동절기에 LNG를 보충해 수요와 공급 사이의 불균형을 해소하는 완충 역할을 하는데요. LNG 저장탱크는 특수콘크리트의 외벽, 초저온 액체를 유지하기 위해 외부의 열 유입을 막는 보냉제, 초저온에도 견디는 특수 재질의 내벽과 부속 설비로 구성돼 있습니다.
우리나라에는 총 8개의 LNG 터미널이 운영되고 있으며 향후 11개까지 늘어날 예정입니다. 8개의 터미널은 가스공사 및 민간 LNG터미널사업자가 운영하고 있는데 총 탱크 수는 88기, 용량은 1,409만㎘에 달합니다. 포스코인터내셔널은 2005년 국내 민간 최초로 LNG터미널 상업 운전을 시작했는데요. 수입한 LNG를 광양LNG터미널에 저장했다가 포스코 제철소, 포스코인터내셔널 LNG복합발전 등에 사용하고 있습니다.
▲2024년 7월 9일 종합준공된 포스코인터내셔널 광양 제1 LNG터미널 전경.
광양 LNG 제1터미널은 현재 6기의 탱크를 가지고 있으며, 저장능력은 93만㎘입니다. 2023년 1월 착공한 광양 제2터미널은 2025년까지 20만㎘짜리 7, 8호기 탱크 2기를 갖출 예정인데요. 총 8개의 탱크가 확충되면 저장용량 총 133만㎘로 국내 민간 1위이자, 전 세계 11위 터미널로 자리매김할 수 있을 것입니다.
포스코인터내셔널은 2020년 8월 국내 최초로 선박용 천연가스 사업자 자격을 획득하고 해외 선사를 대상으로 초도 LNG를 제공하는 사업도 하고 있는데요. 2020년 9월에는 국내 최초로 천연가스 반출입업자 지위를 취득했으며, 지리적으로 유리한 광양LNG터미널의 보세 탱크를 활용해 일본, 중국 등 동북아 주변국으로 LNG수출을 확대하고 있습니다.
더불어 선박에 저탄소 연료인 LNG를 공급하는 바다 위의 주유소 LNG 벙커링 사업도 추진하고 있는데요. 광양LNG터미널에 벙커링 전용 인프라를 구축해 저탄소 연료를 선박에 안정적으로 공급함으로써 국내 LNG 벙커링 시장을 활성화하고 국제 환경정책에 적극적으로 대응해 나갈 예정입니다.
우리나라는 한국가스공사가 독점적으로 전국에 가스 공급 배관을 설치하고 관리합니다. 가스 공급 배관의 총길이는 약 4,937㎞인데 이는 천연가스의 수송 통로이자 저장소 역할도 합니다. 광양LNG터미널에서 LNG를 천연가스로 바꿔서 한국가스공사 배관에 넣어주면 그 가스량을 계량하고, 인천의 발전소에서 그 양만큼 가스를 인출해 사용하는데요. 광양LNG터미널에서 가스 공급 배관에 공급하는 천연가스는 LNG 발전소, 공장 등의 발전용, 상업시설, 가정 등에서 도시가스용으로 활용됩니다.
포스코인터내셔널은 인천에 3~9호기, 총 7기의 LNG 복합발전기를 운영 중인데요. 총 설비용량은 3,142MW로 이는 우리나라 발전 설비의 약 2.64%, 수도권 발전 설비의 약 9%에 해당하는 규모입니다. LNG복합발전은 천연가스를 이용해 가스터빈과 스팀터빈을 가동해 복합발전하는 방식으로 발전효율이 높으며, 1시간 이내 신속한 기동과 출력조정이 가능해 수도권 계통 안정화에 기여하는데요. 기동·정지 시간이 매우 짧아 긴급한 전력수요에 즉각 대응할 수 있다는 장점이 있습니다. 현재 발전소 운영기술에 IoT 및 Big Data를 접목해 스마트 발전소를 구축하고 있는데 국가 전력 수요 변동에 적기 대응해 국가 에너지 안보에 기여하는 것이 최종 목표입니다.
국내에서는 제3자에게 LNG 가스를 판매하는 것이 불가능하나, 포스코인터내셔널은 싱가포르 무역법인을 통해 LNG 트레이딩 사업을 추진하고 있습니다. 지난 2023년 포스코인터내셔널이 트레이딩 한 LNG 물량은 212만 톤이며 이는 우리나라 연간 사용량의 4%에 해당하는 양입니다. 포스코인터내셔널은 2025년까지 357만 톤으로 판매량을 확대할 계획입니다.
유럽의 PNG 대체, 친환경 전환에 따라 전 세계 LNG 시장은 지속 성장할 것으로 전망됩니다. LNG 수출 강자인 카타르는 2030년까지 연간 생산 능력을 7,700만 톤에서 1억 4,200만 톤으로 증가시킬 것이라 밝혔는데요. 트럼프 2기는 셰일가스 생산 및 LNG 수출 규제를 풀어 천연가스 생산과 수출을 극대화할 것으로 보입니다.
또한, 러-우 사태로 인해 유럽이 러시아산 PNG의 대안으로 LNG를 적극 도입하고 있는데요. 최근 독일은 재생에너지 확대 기조에도 on-shore LNG터미널을 완공하여 러시아산 PNG를 대체할 LNG 도입 인프라를 확보했습니다. 우리나라는 재생에너지, 수소발전 등 친환경에너지 확대를 위해 LNG 소비량을 줄이는 계획을 수립했으나, 송전망 제약, 열병합 발전 증가 등으로 인해 LNG의 현실 수요는 증가할 것으로 보고 있습니다.
세계적인 에너지 기업인 셸은 올해 8월 연례 시장 전망 보고서에서 중국, 남아시아, 동남아시아의 LNG 수요가 지속적으로 늘면서 2040년에는 LNG 수요가 지금보다 50% 많은 6억 2,500만에서 6억 8,500만 톤까지 늘어날 것으로 전망했습니다. 에너지 전환, 친환경 정책, 탄소중립 등 환경의 중요성이 강조되는 가운데 무탄소·저탄소 에너지원이 충분히 확보되기 전까지 LNG가 브릿지 연료의 역할을 톡톡히 해낼 것으로 기대합니다.
