천연가스는 오래전부터 존재했지만 산업 자원은 아니었다?

기체를 액체로 만드는 과학적 발견이 LNG 기술의 출발점

LNG는 저장·활용 기술의 실증을 통해 산업으로 전환됐다

해상 운송 기술은 LNG를 글로벌 에너지 자원으로 확장시켰다

한국의 LNG 인프라는 인수기지를 중심으로 구축됐다

성장하는 LNG 밸류체인, 포스코인터내셔널의 역할

※ 이 콘텐츠는 포스코인터내셔널 매거진 ‘비즈니스’ 기사를 토대로 제작되었습니다.

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 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 환경적입니다. 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, 에너지 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 등의 에너지 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. 환경의 중요성이 강조되는 가운데 무탄소·저탄소 에너지원이 충분히 확보되기 전까지 LNG가 브릿지 연료의 역할을 톡톡히 해낼 것으로 기대합니다.

LNG가 이렇게 환경적인 에너지원인 줄 미처 몰랐어. 네가 말한 대로 LNG를 더 잘 쓰려면 다양한 기술 개발이 필요할 것 같은데. LNG를 위한 포스코의 솔루션이라는 게 뭐야?

우선 LNG탱크 제작에 쓰이는 포스코의 극저온용 강재 라인업부터 소개할게. 포스코에는  극저온용강 삼총사가 있어. 바로 9%니켈강, 고망간강, STS304L이야. 강종 하나하나 설명해 줄게.

l LNG를 위해 포스코가 준비한 삼총사를 소개할게

– 포스코 극저온용 강재 No.1 9%니켈강

sss

9%니켈? 내가 맞춰볼게. 니켈이 9% 들어간 강재라는 거지?

정확해. 9%니켈강은 LNG 탱크 제작에 가장 많이 쓰이는 강종이야. 극저온에서도 우수한 강도와 충격 인성을 유지하는 니켈의 성질 덕분이지. 미국 INCO社가 1944년에 최초 개발한 이후, 1960년에 모형실험을 통한 안전성 입증이 이루어지면서 현재까지 초저온 저장탱크용 소재로 널리 사용되고 있어. 하지만 원재료인 니켈이 가격이 비싸고 수급이 불안정하다는 게 단점이야. 여기다 이 강종은 과거에 해외 특정 철강사들만 생산할 수 있다보니 우리나라 조선사들은 9%니켈강을 대부분 수입에 의존하는 실정이었어. 다행히 포스코가 1993년 최초로 국산화에 성공한 후, 품질 안정화를 거쳐 2007년부터 소재 생산에 가속도가 붙었지. 최근에는 우리나라 현대중공업, 대우조선해양, 삼성중공업, 이른바 조선 Big3와 활발히 이 소재를 이용한 LNG 탱크 기술 개발에 협력하고 있어.

– 포스코 극저온용 강재 No.2 고망간강

sss

고망간강이라. 이건 망간이 많이 들어간 강재라는 거 같네.

맞아. 극저온용 고망간강은 포스코가 2010년 개발에 착수해 2013년 세계 최초로 개발한 극저온용 신소재야. 망간이 22.5~25.5% 포함된 소재로 영하 196도에서도 쉽게 파손되지 않아. 저온 충격을 가했을 때 와장창 깨지는 일반 탄소강과 달리 고망간강은 주욱 늘어나. 철강에 망간을 넣으면 입자 조직이 바늘같이 세밀하게 형성돼 충격을 흡수하는 능력이 탁월해지고, 마모를 견디는 능력도 뛰어나거든.

9%니켈강과 차이점은 뭐야?

두 강종 모두 극저온인성이 강하다는 점은 같지만, 가장 큰 차이가 가격경쟁력이야. 니켈에 비해 망간은 가격이 저렴하고 매장량이 풍부해서 수급 안정성이 높아. 소재 가격은 고망간강이 9%니켈강보다 약 30% 저렴하고 각 강재를 용접하는데 드는 용접재료 비용도 고망간강이 훨씬 낮거든. 9%니켈강과 스테인리스강 모두 LNG 탱크 제작에 훌륭한 강종이지만, 너무 고가인  점이 탱크제작사들에게는 부담이었어. 이 문제의 솔루션으로 포스코가 고망간강을 개발한 거지. 원래 선박용 극저온 LNG 탱크 소재로는 IMO(International Maritime Organization) 규정에 따라 니켈합금강, 스테인리스강, 9%니켈강, 알루미늄합금 4종류만 사용하게 되어있었거든. 여기에 더해서, 2018년에 고망간강도 공식적으로 사용 승인을 얻었어. 포스코가 독자 개발한 고망간강의 우수성을 국제적으로 인정받은 거야.

– 포스코 극저온용 강재 No.3 STS304L

sss

스테인리스 304L…? 이건 무슨 뜻인지 잘 모르겠는걸.

스테인리스 스틸에도 앞서 말한 니켈이 들어가. 304는 스테인리스 중에서도 상온에서 오스테나이트(austenite) 조직을 띄는 ‘오스테나이트계’라는 걸 뜻하고, L은 탄소 함유량이 0.03% 이하로 적은 저탄소(Low carbon)강 임을 의미해. 스테인리스강은 9%니켈강, 고망간강에 비해 가공하기가 편리해서 LNG플랜트의 후육강관이나 기계장치류에 더 많이 사용되지만, 탱크용으로 스테인리스를 채용하는 고객들이 있기 때문에 포스코는 이 강종을 가지고도 이용기술을 계속 개발해서 솔루션을 제공하고 있어.

오~ LNG를 위해 신강종까지 개발하고! 우리 집 도시가스랑 포스코가 연관이 있을 줄은 상상도 못했네.

맞아. 근데 진짜 솔루션 이야기는 지금 부터야. 포스코가 신 강종을 개발한 것도 의미 있는 일이지만, 이 강재를 가져다가 LNG 탱크를 만드는 고객사에서 잘 쓸 수 있어야 하잖아. 우리가 LNG를 좀 더 경제적이고 안전하게 사용할 수 있도록 포스코는 수년간 고객과 함께 LNG탱크 연구개발에 참여 해왔어. 굵직한 성과들에 대해서 이어서 이야기해 보자고.

l LNG를 위한 포스코의 막강한 스틸 솔루션!

LNG탱크를 제작하는 포스코의 고객사들은 저마다 개발하는 탱크의 특성에 따라 9%니켈강, 고망간강, STS304L 중 가장 적합한 강종을 선택하거든. 고객의 요구에 맞춰 포스코는 어떤 강종이든 최고의 솔루션을 제공하고 있지. 그 굵직한 성과들만 좀 나열해볼까?

– 9%니켈강 솔루션 :세계 최대 사이즈로 고객 원가 절감, 중소고객사에게는 기술 이전을!

아주 오랜 연구 끝에, 드디어 포스코 9%니켈강 연료탱크를 장착한 선박이 건조되고 있어. 바로 현대삼호중공업의 ‘HL ECO’와 ‘HL GREEN’호야. 이 배들은 둘 다 18만 톤 급 LNG추진 벌크선인데,  연료탱크 소재로 포스코 9%니켈강이 실제 적용된거지. 올 연말에 동시에 선주 H-LINE社로 인도될 예정이래. 탱크에 쓰인 9%니켈강뿐 아니라, 선체에 들어간 후판까지 ALL POSCO STEEL이라 더 의미가 커. 즉, 이 선박들은 소재부터 연료탱크 기술까지 마침내 100% 국산화를 이룬 결실이야. 그리고 여기에 포스코의 필살기 솔루션이 또 있지. 포스코는 LNG탱크 제작에 필요한 모든 두께의 9%니켈강을 생산할 수 있고, 또 ‘광폭’, ‘장척’ 사이즈의 니켈강도 생산 가능하다는 점!

광폭, 장척이라. 폭이 넓고, 길게 생겼다는 뜻이겠군. 근데 그게 왜?

탱크 제작사들은 니켈강을 판재 형태로 가져가서, 이를 한 장 한 장 용접해서 탱크를 제작해. 용접은 인건비도 비싸고 시간도 오래 걸려서 전체 공정률에 큰 영향을 미치거든. 그래서 포스코 고객사들의 숙제는 늘 ‘어떻게 하면 용접 공수를 줄이지?’야. 심지어 9%니켈강은 일반강에 비해 용접에 필요한 용접재료가 비싸. 그래서 포스코는 용접 공수와 비용을 줄일 수 있는 방법으로 아예 면적이 넓은 소재를 개발한 거야.

같은 크기의 탱크를 만들 때 강판 50장을 용접해서 만드는 것보다 30장을 용접해서 만드는 게 시간과 비용 면에서 훨씬 효율적이겠네!

포스코는 현재 세계에서 가장 큰 사이즈의 조선용 9%니켈강을 생산할 수 있어. 기존에는 3.85m x 15m까지 생산 가능했던 것을 포스코가 6개월간 연구개발 끝에 4.3m x 20m까지 생산하는 체제를 구축했지. 포스코 자체적인 연구개발도 중요했고, 이 제품을 실제 고객의 탱크에 적용하기 위해서 풀어야 할 규제할 숙제도 많았어. 그래서 영국 LR(LLOYD’S REGISTER OF SHIPPING) 선급과 니켈강의 품질에 대해 선제적으로 논의하고, 이를 토대로 현대미포조선과 탱크 설계, 구조 타당성 검토, 성능 테스트 등을 함께 했지. 코로나19 사태 때문에 공동 연구가 끊길뻔하기도 했는데, 포스코가 고객사에 직접 다자간 영상회의 시스템을 구축해서 활동을 이어왔어. 그 결과 광폭장척 9%니켈강은 성공적으로 지난 4월에 현대미포조선에 최초 공급됐지!

이제 한창 그 LNG 탱크가 만들어지고 있겠구나.

포스코의 광폭장척 9%니켈강은 현대미포조선이 건조하는 길이 169m, 너비 25.6m, 높이 15.6m의 25,000톤 DWT급 석유화학제품 운반선에 들어가는 LNG연료탱크 제작에 쓰이고 있어. 이 배는 벙커C유와 LNG를 모두 사용할 수 있는 이중연료 엔진을 탑재하거든. 차로 치면 하이브리드카 같은 거지. 이 배는 내년 3월 건조 완료되어 선주사인 버뮤다의 ‘메리디안(MERIDIAN)’으로 인도될 거래.

우리나라가 LNG선 강대국이라는 이야기는 여러 번 들었어. 최근 3년(2017~2019년) 간 전 세계 선사가 발주한 LNG추진선 124척 중 118척을 우리나라 조선사들이 수주했다며. 이런 LNG탱크 소재와 기술로 우리 경쟁력이 더 강해지겠다!

응. 조선 대기업은 물론이고, 중소 탱크 제작사들과 함께 강해지는 길도 모색 중이지. 사실 조선산업 장기 불황으로 우리나라 기자재 업체들이 큰 어려움을 겪고 있고, 조선 3사 협력사 위주의 일감 확보로 생계가 유지되는 상황이거든. 포스코는 이런 위기를 함께 극복하기 위해 회사가 보유한 9%니켈강, 고망간강 적용 LNG 연료탱크 이용 기술을 중소기업들이 사용할 수 있게끔 기술을 무상으로 지원하고 있어. 9%니켈강, 고망간강을 이용한 가공, 용접 기술을 알려주고 글로벌 선사들을 포스코가 직접 초청해서 우리나라 중소 탱크 제작사의 제품을 홍보해 주기도 해. Mill-중소기자재 제작사-조선사로 이어지는 강건한 산업 생태계를 만드는 거지.

– 고망간강 솔루션 : 신소재로 LNG의 신대륙을 개척 중!

고망간강은 포스코가 새롭게 개발한 강종이라고 했지? 그럼 이용기술부터 하나하나 새롭게 연구되었겠네.

고망간강은 LNG 분야의 공인된 소재로 등록이 되어있지 않았기 때문에 곧바로 상용 프로젝트에 적용할 수가 없었어. 그래서 포스코는 우선 고망간강을 2014년 한국산업표준(KS), 2017년과 2018년에 각각 미국재료시험협회(ASTM)와 국제표준화기구(ISO)에 소재규격으로 등재시켰어. 고망간강이 실제 LNG탱크에 성공적으로 적용된 사례가 2017년 건조된 국내 최초의 LNG추진선 ‘그린아이리스(Green Iris)’호야. 이 배는 포스코와 현대미포조선의 합작품으로 유명한데, 당시 ‘세계 최대’ LNG추진 벌크선이자, 포스코가 자체 개발한 고망간강을 ‘세계 최초’로 적용한 선박이라 큰 주목을 받았지. 지금 강원도에서 광양제철소까지 석회석을 운반하는 용도로 열심히 바다 위를 달리고 있어.

벌써 고망간강으로 만든 LNG탱크가 사용되고 있다니. 연구 진척이 엄청 빠르네.

최근에는 고망간강이 적용된 육상 LNG탱크도 상업운전을 개시했어. 이 탱크 역시 최초 설계를 할 당시만 해도 국내 표준 규격이나 LNG터미널 관련 설계코드에 고망간강이 등록되어 있지 않아서 표준 규격 개정 절차부터 필요했어. 포스코는 고망간강을 적용한 육상 LNG탱크의 안전성을 직접 검증하기 위해서 목업(Mock-up) 탱크를 제작해 운영하기도 했지. 탱크의 수명을 50년으로 가정하고 1천 번 이상 LNG를 채웠다가 비우는 테스트를 진행했고, 테스트가 끝난 후 탱크를 해체해서 고망간강의 성능에 문제가 없음을 눈으로 직접 확인했어. 마침내 2019년, 가스기술기준위원회가 육상 LNG 저장탱크 제조 기준에 고망간강을 사용 가능 소재로 등재하면서 상용화의 길이 열렸지. 그후 고망간강으로 제작된 광양 LNG터미널 5호기 탱크는 저장 규모 20만㎘를 갖추고 지난 4월부터 상업 운전에 돌입했어.

▲ 포스코 고망간강이 적용된 LNG연료탱크를 장착한 그린아이리스호(왼쪽)와 광양 LNG터미널 5호기 저장탱크

– STS304L 솔루션 : 스테인리스 적용 국내 독자 LNG저장탱크 모델 개발

포스코 STS304L을 적용한 국내 독자 LNG저장탱크 모델도 빼놓을 수 없지.  바로 대우조선해양의 LNG저장탱크 솔리더스(SOLIDUS)야. 솔리더스는 이중 스테인리스 방벽을 적용해 LNG 누출을 방지하고 안전성을 극대화했어. 이 설계기술은 영국(LR), 미국(ABS), 노르웨이(DNV-GL) 등 글로벌 5대 메이저 선급사로부터 실제 LNG운반선 적용에 적합하다는 인증까지 획득했어. 포스코는 대우조선해양의 솔리더스 개발을 지원하기 위해 LNG 저장 환경에서 STS304L의 다양한 성능 테스트를 함께 진행했지.

본격 LNG 시대를 앞두고 포스코와 고객사들의 협력이 하나둘씩 결실을 보는구나. 특히 우리 소재와 기술로 당당히 한국산 LNG탱크들이 바다 위로 진출한다고 하니 괜히 나도 뿌듯한걸? 환경 보호와 국산 경쟁력 강화 두 마리 토끼를 잡은 것 같아. 계속 기대해도 되겠지?

포스코는 광양 LNG터미널에 적용한 고망간강 육상탱크 기술을 고도화해서 6번째 탱크 제작 연구에도 참여 중이야. 특히 국제설계코드 개정 후 해외 프로젝트에도 적용할 수 있도록 노력 중이고. 최근에 고망간강 적용을 검토한 유럽의 메이저 오일기업이 세계적인 가스 콘퍼런스 ‘Gastech 2020’에서 고망간강의 경쟁력에 대해 호평하기도 했대. 9%니켈강과 STS304L 역시 LNG탱크 기술개발의 중요한 열쇠가 될 수 있도록 포스코는 오늘도 고객사들과 머리를 맞대고 있어.

뜻밖에 초록이가 LNG 박사가 되어버렸네요. ･ิ▽･ิ 우리 지구를 위해 더욱 앞당겨야 할 LNG 시대! 포스코는 오늘도 지속가능한 제품과 기술이 필요한 모든 곳에 최고의 스틸 솔루션을 제공하고 있답니다! 다음으로 포스코의 GPS가 향하는 곳은 어디일까요? 기대해 주세요.

강초록이 오늘 김철석을 만나 같이 저녁을 먹기로 했는데요. 약속 시간 2시간 전… 갑자기 철석이에게 톡이 왔네요. “오늘은 에너지가 고갈돼서 못 나가겠다. 내일 볼까?” 에잇, 파투 났네요.

그런데 문득 ‘에너지’라는 이야기에 호기심이 생깁니다. 우리 몸의 에너지 원천은 물과 소금이라는데, 우리 일상을 돌아가게 하는 에너지의 원천은 뭘까요. 당장 석탄과 석유부터 떠오르는데요. 가장 많이 사용되지만 환경 보호와 거리가 좀 멀잖아요? 초록창을 열어 검색해보니 그다음으로 우리가 많이 쓰는 게 LNG(Liquefied Natural Gas)라고 합니다.

l 대세 에너지원으로 급부상하는 액화천연가스 LNG,

너 혹시 LNG에 대해서 좀 알아? LNG는 지하에 있는 천연가스를 채굴해서 액화시킨 거잖아. 근데 앞으로 LNG가 제2의 에너지원이 된다는 이야기가 있던데, 사실이야?

응 좀 알지. 우리 포스코 고객사들 중에 LNG선박, LNG탱크, LNG기자재를 제작하는 기업이 다수 있거든. 네 말대로 LNG가 앞으로 ‘대세’ 에너지원이 될 거래. 실제로 국제에너지기구 IEA(International Energy Agency)가 “향후 LNG가 석탄을 제치고 원유 다음으로 지배적인 에너지원이 될 것”이라고 발표하기도 했고. 2019년 세계 LNG 수요는 2018년보다 12.5% 증가한 3억 5,900만 톤을 기록했고 2040년에는 7억 톤으로 증가한다는 예측도 있어.

이유가 뭘까?

환경, 안전성이 키워드야. 이제 우리는 환경적이지 않은 제품, 기술들과는 서서히 헤어지고 있잖아. 그간 에너지원으로 가장 많이 사용한 화석연료인 석탄, 석유는 미세먼지(PM 2.5)나 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)들을 발생시키니 환경 보호와는 거리가 멀지. 또 원전은 후쿠시마 사고 이후 안전성에 대한 문제가 크게 제기됐고. 물론 풍력, 태양광 같은 신재생에너지들이 있지만 아직 화석연료를 완전히 대체하긴 어려워. LNG는 액화 과정에서 분진, 황, 질소 등이 제거되기 때문에 연소될 때 공해물질이 거의 발생하지 않아. 또 공기보다 가벼워서 누출이 돼도 쉽게 날아가고 발화 온도가 높아 폭발의 위험도 적지. 이렇게 환경 보호와 안전성 모두 잡으면서 경제성과 기술력에서도 크게 진보한 LNG가 각광받는 거야.

l LNG, 도대체 지구에 얼마나 좋길래 그래?

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특히 선박 시장은 IMO 2020 때문에 LNG추진선의 발주가 폭발적으로 증가했다던데. 이 또한 그런 이유겠지?

자동차도 전기차, 수소차, 하이브리드가 대세잖아. 그런데 전 세계 상위 규모 15척의 선박이 배출하는 SO₂(이산화황)양이 전 세계 모든 자동차의 배출량보다 많았대. 그러니 당연히 선박도 이제 저탄소 연료로 운항해야 한다는 목소리가 커졌고, 벙커유에서 LNG로 연료의 세대교체가 빠르게 이뤄지고 있어.

그럼 기존 벙커유선박과 LNG추진선이 우리 환경에 어떤 영향을 주는지 비교해볼 수 있을까? 정말 LNG가 환경에 도움이 되는지 확인해보자고.

좋아. LNG연료탱크로 실제 운항 중인 ‘그린 아이리스호(Green Iris)’라는 선박을 모델로 해서 9%니켈강 혹은 고망간강으로 제작한 연료탱크를 장착하고 LNG를 연료로 운항하는 경우와, 일반 후판 연료탱크에 벙커C유*로 달리는 경우를 비교해볼게. 아 참! 9%니켈강, 고망간강은 LNG탱크를 만들기 위한 소재인데.. 차차 설명하기로 하고. *벙커C유: 점착성이 가장 강한 중유로 선박 연료로 가장 많이 사용
부산에서 싱가포르까지 월 1회 왕복으로 25년 동안 운항하는 시나리오야. 배가 운항되는 25년뿐 아니라, 이 배의 연료탱크를 만들기 위해 제철소에서 9%니켈강, 고망간강, 일반후판이 생산되는 단계에서의 환경영향도까지 포함시켰어. 기존 벙커C유를 100%으로 놓고 산성화, 지구온난화, 자원소모 영향도를 비교해볼까?

와. 기존 벙커C유를 쓰는 선박 대비해서 LNG를 연료로 한 선박의 산성화 영향은 52%로 절반 수준으로 줄어드네. 지구온난화 영향도 73%, 자원소모 영향도 64% 수준으로 내려가는구나.

장기적으로 LNG를 사용하는 게 지구에 얼마나 이로운 지 보이지? 벙커C유에 대한 규제가 시작된 주원인이 바로 황산화물(SOx)이잖아. 이 황산화물을 포함한 산성화물질(SO2eq)의 발생량이 절반으로 줄어. 벙커C유 시나리오에서 1,220톤, LNG 시나리오에서 630톤이 나왔거든. 590톤이 저감되는거지.

황산화물 그거 미세먼지의 주범이지? LNG선으로 운항하면 거의 600톤을 줄일 수 있구나.

또 대표적으로 지구온난화에 영향을 주는 이산화탄소 등 온실가스(CO₂eq) 배출량은 벙커C유 시나리오에서 36만 톤, LNG 시나리오에서 26만 4천 톤이 나왔거든. LNG추진선이 벙커C유 선박보다  이산화탄소 배출량을 약 9만 톤 저감할 수 있다는 거야. 이 9만 톤이 지구에 쌓인다고 생각해봐. 소나무 한 그루가 연간 흡수할 수 있는 이산화탄소가 6.6kg 정도니까, 9만 톤이라 하면 소나무 1,360만 그루를 심어야 흡수할 수 있는 하는 양이야.

소나무 1,360만 그루라니. 엄청나다. 그럼 자원소모 영향? 이건 뭐야..?

자원소모 영향은 광물과 석유, LNG 등 화석연료의 소비로 인한 천연자원의 고갈 정도를 나타내. 단순히 천연자원이 얼마나 소모되나 양적인 절댓값만 따지는 게 아니라, 이 천연자원이 우리 지구에 얼마나 남아있는지도 고려해서 과한 자원 소모가 일어나지 않도록 알려주는 거지. 숫자가 높을수록 고갈 정도가 크다는 거니까 지구에 남은 자원량에 비해 현재 우리가 너무 많이 쓰고 있다는 뜻이 돼. LNG는 벙커유에 비해 자원소모 영향이 적다는 거지.

l 하지만 LNG는 너무 까다로워!

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아, 이렇게 좋은 LNG를 그동안 석탄, 석유 대신 썼으면 좋았잖아.

그러기엔 기술이 부족했어. LNG의 단점을 굳이 꼽자면 액화 과정과 운반, 저장이 까다롭다는 거야. 때문에 과거에는 수송과 처리에 막대한 비용이 소요되는 LNG가 크게 주목받지 못했어. 천연가스를 영하 163도 이하로 냉각해야 LNG가 되잖아. 이 조건에 적합한 기술과 소재를 개발하는데 꽤 긴 시간이 필요했던 거지.

그럼 가스전에서 가스를 뽑아서, 액화해서 액체로 우리가 쓰는 거야? 우리가 쓰는 도시가스가 LNG인 걸로 아는데, 그건 가스 형태잖아.

LNG는 공급망(Supply Chain)이 좀 길어. 우선 가스전에서 천연가스를 생산 후 파이프라인을 통해 LNG액화플랜트로 보내. 여기서 가스를 액화해서 LNG 형태로 만들어. 이 LNG는 LNG수송선이라는 특수 선박에 실려서 운송되고, 이렇게 바다를 건너온 LNG를 LNG터미널에서 받아서 저장해. 터미널에서는 이를 다시 한번 기체로 바꿔서, 파이프라인을 통해 발전소나 도시가스사 등 수요처로 보내지.

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와, 우리가 실제로 사용하기까지 엄청난 과정을 거치는구나. 진짜 복잡한 기술이 필요하겠다.

그 기술 중 핵심이 탱크 설계야. 또 설계에서 빼놓을 수 없는 건 바로 소재지. LNG플랜트가 상업적 규모로 본격 건설된 게 1941년 미국 클리블랜드(Cleveland) 플랜트인데, 당시 조업이 진행되다가 1944년에 탱크가 파괴되는 바람에 공장이 폐쇄됐어. 그 원인 중 하나가 탱크의 소재가 극저온인성에 약한 소재로 제작됐기 때문으로 알려졌고.

그때는 LNG탱크용 소재에 대한 연구가 많이 이뤄지지 못했나 보네. 극저온인성이 강한 소재가 쓰여야 하는구나.

물체에 힘을 주면 일정한 한계까지 버티다가 변형되고 결국 깨지잖자. ‘인성(認性)이 약하다’라고 하면 압력이 가해지자마자 버팀 없이 깨져버리는 걸 뜻해. 대부분의 소재는 저온일 때 인성이 약해. 영화에서 물건이나 사람이 급속도로 얼면 와장창 깨져버리는 거 본 적 있지 않아? LNG가 하역되고 저장될 때 상온과 영하 163도 이하까지 온도 변화가 급격하게 일어나는데, 이 조건에서도 저장탱크가 부서지면 안 되겠지. 또 원하는 탱크 구조로 만들 수 있는 가공성과 비용 효율성 조건도 만족하는 소재가 필요해.

그렇다면 LNG탱크에는 일반 강철은 쓸 수가 없겠네? 어떤 걸 써야 하는데?

거기에 바로 포스코의 스틸 솔루션이 있지! 궁금하면 지금부터 제대로 소개해 줄게.

☞ 더 경제적이고 안전한 LNG를 이끄는 포스코의 지속가능한 솔루션! (下) 보러가기

포스코가 한국가스공사와 공동으로 지진에도 끄떡없는 천연가스 수송용 강관 소재 개발에 나선다.

포스코는 5월 8일 송도 글로벌R&D센터에서 한국가스공사와 천연가스 수송용 강관 소재 개발 및 성능 평가에 관한 업무협약을 체결했다. 이날 행사에는 주세돈 철강솔루션마케팅실장, 이성민 한국가스공사 가스연구원장 등 관계자 10여 명이 참석했다.

▲ 포스코가 5월 8일 송도에서 한국가스공사와 천연가스 수송용 강관 소재 개발 및 성능 평가에 관한 양해각서를 체결했다. 앞줄 왼쪽 네 번째부터 이성민 한국가스공사 가스연구원장, 주세돈 철강솔루션마케팅실장. ​

포스코와 한국가스공사는 이번 협약을 통해 △천연가스 수송용 내진 강관 소재 개발 △시험 조관 △실규모 강관구조 성능 평가 △설계기준 반영 △현장 시범 적용 등 천연가스 배관사업 전반에 대해 긴밀히 협력키로 했다. ​

최근 경주와 포항 등에서 잇달아 발생한 지진의 영향으로 내진설계 및 내진 구조물에 대한 사회적 관심이 높아지고 있어 지진에 견디는 강관 소재 개발이 더욱 주목받고 있다.

포스코는 연간 140만 톤의 송유관용 API 강재를 판매하고 있으며 글로벌R&D센터 내에 대형 구조 실험장비를 갖추고 있어 실제 크기의 강관 성능 평가를 자체 수행할 수 있다.

주세돈 철강솔루션마케팅실장은 “고급 API 강재 및 성능 평가 기술을 갖춘 포스코와 세계 1위 천연가스 저장 능력을 보유한 한국가스공사가 긴밀히 소통하고 협력해 내진 강관 개발이라는 의미있는 성과를 만들어 나가자”고 말했다.

이성민 가스연구원장은 “양사가 이번 MOU를 계기로 국내외 에너지 시장을 선도할 수 있는 기술 협업체계를 성공적으로 구축해 나가길 기대한다”고 밝혔다.

포스코는 한국가스공사 등 국내 에너지사업 발주처와의 기술협력을 통해 국내 내진 강관시장을 선도적으로 리딩하는 한편, 장기적으로는 러시아 천연가스 수송용 강관사업을 통해 국내 에너지 수급 안정화에도 일조할 계획이다.

l 미국 에너지 산업에 나타난 거대한 변화

에너지 시장의 판도를 바꾼 셰일 혁명

셰일 혁명은 미국뿐만 아니라 전 세계 에너지 시장의 판도에 큰 영향을 주었습니다. 셰일 가스를 추출하는 핵심 기술인 수평 시추법*과 수압 균열법*은 이미 수십 년 전부터 소개된 공법이었지만, 미국의 기업가 조지 미첼이 이를 처음으로 상용화하며 에너지 시장에 새로운 전환점을 가져오게 되었죠. 그 결과, 미국은 천연가스 수입국에서 파이프라인 가스(PNG)와 액화천연가스(LNG)의 수출국이 되었고, 가스와 석유, 그리고 석유 제품 가격의 생산 단가를 크게 떨어뜨렸습니다. 이러한 가격 하락은 석유를 수출하는 OPEC 회원국과 러시아를 비롯한 주요 석유 생산국은 물론, 수입국까지도 영향을 주었는데요, 이러한 변화는 자연히 석유와 가스 생산국들이 해외 진출을 줄이고, 국내 생산에 좀 더 집중하도록 만들었습니다.

△ 이미지 출처 – Bloomberg / 전 세계 에너지 시스템에 큰 영향을 준 셰일 혁명

쇠퇴하는 석탄 산업

가장 보편적인 에너지 원료였던 석탄은 훨씬 저렴한 천연가스의 등장 이후 마켓 셰어가 급격히 줄어들고 있습니다. 트럼프 정부는 자국 내 석탄 생산 지역을 대상으로 석탄 산업을 부흥시키겠다는 공약을 내세우며 호응을 얻었지만, 사실상 쇠퇴하는 석탄 산업을 일으키는 것은 실현 가능성이 희박해 보일 뿐입니다. 비록 기존 친환경 정책을 철폐하는 방안이 큰 관심을 받고 있다고 하지만, 실제 전력 생산에는 석탄보다는 경제성이 높은 천연가스가 선호되기 때문이죠.

 

핵에너지 산업의 여러 난관들

핵에너지는 천연가스와의 경쟁력 싸움과 함께, 시설의 노후화로 인한 위협을 피할 수 없는 상황인데요, 엄격한 규제 시스템 또한 핵에너지 산업의 축소에 한몫을 하고 있습니다. 현재 미국 핵 발전소 중 상당수는 수명이 다 되어 대거 보수가 필요하거나, 가동을 중지해야 할 정도로 낙후되었는데요.

그러나 핵발전소는 규제 시스템을 갖춘 주에서만 건설할 수 있으며 상당히 큰 규모의 건설 비용을 필요로 하므로, 그 비용 부담은 고스란히 소비자들에게 돌아가게 됩니다. 노후된 발전소에는 보수공사를 시행하여 향후 오랜 기간 사용하는 것이 일반적이겠지만, 사실상 여러 핵 발전소가 중단되었고 더 많은 곳이 폐쇄될 예정입니다. 핵에너지는 저렴한 원료로 여겨지지만, 천연가스와 비교하면 현재 비용으로는 그 경쟁력이 현저히 떨어집니다.

 

△ 이미지 출처 – Fortune / 미국 45대 대통령인 도널드 트럼프와 에너지부 장관 릭 페리

미국 트럼프 정부의 에너지부 장관 릭 페리는 석탄과 핵에너지 산업이 풍력이나 태양광 에너지보다 안정적이고 지속적인 기초 산업의 역할을 한다는 점에서 이를 보호하는 정책을 내세우고 있지만, 이러한 규제책이 경제성을 능가할 수 있을지는 불분명합니다.

 

하락하는 가격

마지막으로 유가와 천연가스 가격이 하락하면서 전 세계 수십만 개의 일자리가 사라지고, 국가마다 관련 예산이 삭감되었으며, 특히 개발 비용이 많이 드는 심해나 북극 같은 개척지에서의 작업이 줄어들고 있습니다. 셰일가스를 산출하는 영역인 셰일 플레이에 투자했던 소규모 독립회사들은 미래의 성장 가능성에만 초점을 맞추고 채굴권 대여에 과한 비용을 투자하여 대부분 파산하거나 자산을 매각하였습니다.

심지어 세계 최대 광산 업체인 BHP 빌리턴 조차 셰일 산업에 약 200억 달러를 투자하였지만 6년 만에 130억 달러의 손실을 보기도 했는데요. 월스트리트에서 여전히 상당한 자금 지원이 계속되고 있지만, 오로지 성장성에만 관심을 두었던 기존의 시선은 현금 흐름을 주목하기 시작했습니다.

그렇다면 저렴한 천연가스와 변화하는 석유 산업이 철, 그리고 철강 산업에 어떤 영향을 주게 되었을까요?

 

l 저렴한 천연가스가 철강산업에 미치는 영향

천연가스와 원유 파이프라인 프로젝트

시추된 천연가스와 원유를 수송하는 파이프라인에 대한 프로젝트가 최근 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 활동에 따라 환경 보호 단체의 거센 저항도 있었지만, 경제적인 이유로 중지된 건설을 제외하고는 많은 파이프라인 구축이 완성되었습니다. 이에 철강은 미국의 석유와 천연가스 시스템의 중추라고 볼 수 있는데요. 말 그대로 수천 마일의 파이프라인이 대륙을 넘어 미국, 알래스카, 캐나다, 그리고 멕시코와 멕시코만에 걸쳐 거대한 수송망을 따라 구축되어 있기 때문입니다. 저렴한 가격으로 석유나 가스의 생산과 공급을 할 수 있는 이유도 바로 이러한 파이프라인 덕분이라고 할 수 있죠.

△ 이미지 출처 – The Globe and Mail / LNG 수입국에서 수출국으로 발전한 미국

해양 플랫폼

국내 해양 플랫폼 건설뿐만 아니라 공급망에도 사용되기 때문에 근해 산업은 언제나 주요한 철강 수요원 중 하나였습니다. 최근에는 해양 산업에 예산 투입이 상당히 축소되어 산업이 다시 활성화되기 어려울 것으로 예상하기도 하지만, 국제 수요가 증가하거나 공급 증가율이 낮아진다면 3~5년 내로 회복할 것으로 볼 수 있습니다.

 

신규 천연가스 시설

수년간 미국은 가스 부족 현상에 대비해 약 40개에 이르는 천연가스 수입 터미널 건설을 계획해 왔습니다. 하지만 셰일 혁명의 영향으로 자체 수급이 가능해지면서 대부분의 건설을 중단하고, 이미 건설된 터미널은 LNG ‘수출’ 터미널로 변경되었습니다. 이를 위해 가치 체인 전반에 막대한 재정 투자가 필요했고, 미개발 지역에 여러 공사가 진행되고 있거나 계획 중에 있습니다.

다른 예로, 리투아니아는 러시아 천연가스 의존도를 줄이기 위해 수입 터미널을 건설하였고, 세계 2순위 석유 회사인 쉘(Shell)은 남아프리카와 베트남과 같은 다양한 국가에서 천연가스를 사용할 수 있도록 인프라 건설 계획을 논의하는 중이기도 합니다. 세계 최대 천연가스 수입국인 일본은 후쿠시마 원전 사고 이후 핵에너지 사용을 중단했고 재개 또한 서두르지 않고 있습니다. 특히 일본처럼 산악 지형이 많은 곳은 파이프라인이 광범위하게 구축되지 못해 24대의 수입 터미널에만 의존하고 있어, 새로운 시설에 대한 수요 역시 증가할 것으로 예상할 수 있습니다.

 

△ 이미지 출처 – World Maritime News / 터미널 간 천연가스를 수송하고 있는 수송선

활성화된 석유 화학 산업

상대적으로 저렴한 천연가스의 등장과 함께 미국 석유 화학 산업도 재조명되었습니다. 이미 투자 완료된 텍사스와 루이지애나를 비롯해 현재까지 약 1천억 달러의 자본 투자가 진행되고 있습니다. 미국 걸프만에 새롭게 건설된 석유 화학 시설과 더불어 지속해서 공급되는 저렴한 천연가스는 몇 년 전에는 상상도 할 수 없었던 미국 경제 부흥에 큰 도움을 주고 있는데요, 자연히 전력 비용이 큰 비중을 차지하는 산업일수록 영향을 받고 있습니다. 크게 관련이 없어 보이는 전자 상거래 시장조차 이로 인해 거대한 유통 센터와 같은 인프라가 건설된다면 당일 배송까지 현실화하는 등 큰 도움을 받을 것으로 전망됩니다.

 

석유 수송선

2015년 미국은 자국 에너지 안보를 위해 지켜오던 규정을 철폐하고 40년 만에 원유 수출을 본격적으로 진행해, 현재 하루 약 2백만 배럴을 수출하고 있습니다. 이와 더불어 미국 내 원유 생산량 또한 증가하면서 수송 방식에도 엄청난 변화가 있었는데요, 한때 주요 대미 수출국이었던 나이지리아는 더 이상 미국에 원유를 수출하지 않게 되었고, 사우디아라비아의 국영 기업 사우디아람코는 쉘과의 합작회사인 모티바와 자산 분리를 결정하고, 미국 내 석유화학공업의 중심지 중 하나인 텍사스주 포트 아서에 미국 내 가장 큰 정유 공장을 차지하기도 하였습니다. 이는 미국 내 사우디아라비아의 원유 시장을 확보하기 위한 행보로 여겨지는데요, 결과적으로 산업 내 다양한 변화가 새로운 수송선의 수요 또한 증가시킬 것이니 철강 산업엔 또 다른 기회의 문이 될 수 있겠습니다.

이처럼 많은 산업들은 서로 얽혀있고, 하나의 불황이 또 다른 곳에선 기회로 다가올 수도 있는 역설적인 관계를 지니기도 하죠. 현재 석유 산업이 겪고 있는 많은 변화에 대비하여 숨어 있는 기회를 발견하는 것이 관건인데요, 이에 대해 포스코는 어떻게 준비하고 대비책을 마련하게 될까요? 다양한 곳에서 기회를 잡아 불황을 부흥으로 바꾸는 포스코, 그리고 철강 산업의 활동에 앞으로도 많은 관심 바랍니다!

 

※ 빌 아놀드는 미국 라이스 대학교 존스 경영 대학원 에너지관리학과 교수로서 16년간 로얄 더치 쉘에서 중동, 라틴 아메리카, 북아프리카의 국제 관계에 관한 전문가로서 활동한 경력이 있습니다.

* 수평 시추법 (Horizontal Drilling): 셰일층에 ‘L’자 모양으로 구부러진 수평 시추관을 삽입하고, 물·모래·화학약품 혼합액을 고압으로 분사해 암석에 균열을 일으켜 가스를 끌어내는 시추 방법 (출처: 한경닷컴 사전)

 

* 수압 파쇄법 (Fracking): 물, 화학제품, 모래 등을 혼합한 물질을 고압으로 분사해서 바위를 파쇄해 석유와 가스를 분리해 내는 공법 (출처: 한경닷컴 사전)