오프쇼어 R&D 최대 화두는 ‘안전’
9월 13일 WOF 세션III, 오프쇼어 R&D 논의
9월 13일 서울 롯데호텔에서 진행된 동 세션에서 발표자로 나선 대니얼 리 미국선급협회ABS 부사장은 “오프쇼어 R&D는 변화를 두려워말고 혁신을 가져와야 한다”면서도, “안전은 절대 희생돼서는 안된다”고 강조했으며, 수안츠 엔구엔 삼성엔지니어링 상무도 “오프쇼어 R&D에서 안전은 곧 문화culture가 되었다”고 발언했다. 또한 악셀 스탕 룬드 노르웨이선급협회DNV 본부장은 “북극해 탐사를 위해 안전한 탐사기술이 마련돼야 하며, 이를 검증할만한 선급의 서비스도 개발중”이라고 소개했다.
세계해양포럼 마지막 날 진행된 동 세션은 조규남 홍익대학교 교수가 좌장을 맡아 진행했으며, 발표자로는 대니얼 리(Daniel Lee) 미국선급협회ABS 부사장, 히사키 마에다(Hisaaki Maeda) 니혼대학교 교수, 데쳉 왕(Decheng Wan) 상하이 쟈오퉁대학교 교수, 수안츠 엔구엔(Xuan Chi Nguyen) 삼성엔지니어링 오프쇼어엔지니어링 상무, 악셀 스탕 룬드(Axel Stang Lund) 노르웨이선급협회DNV 해양설계본부장이 참여했다.
대니얼 리 ABS 부사장
오프쇼어 산업의 발전은 양날의 검과 같은 측면을 이해해야 한다. 기술적인 진보와 상업적인 요구, 특히 안전과 관련한 리스크를 감안해야 한다는 점이다. 이를 위해 새로운 설계와 디자인을 도입해야 하고, 동시에 운영비용을 포함한 전체적인 코스트를 감안해야 한다.
전세계적으로 이미 1만 2,000피트까지 시추할 수 있는 기술이 개발됐다. 이는 마치 인류가 달에 착륙하고자 하는 열망과 같은 것이다. 이러한 기술의 발전에서 선급이 해야하는 일은 설계자들을 위한 기준을 마련하는 것이다.
정부의 역할도 중요하다. 각국 정부는 기술적 진보를 많은 규제와 법률을 통해 관리해야 한다. 오프쇼어 영역에서 가장 중요하게 여겨지는 점은 안전이다. 국제적으로 오프쇼어 분야에서는 그간 많은 사상사고가 발생했다. 앞으로 유사한 사례를 방지하기 위한 목적으로 각국 정부와 업계가 협력해야 한다.
안전문제와 더불어 기후변화 등 환경오염에 대한 이슈도 중요하다. 현재 세계 해양산업계는 UN등 국제기구의 각종 규제가 더해지고 있는데, 이는 선박 연구자와 설계자들에게 또 다른 기회이다. 여기에 LNG, 풍력, 태양광, 연료전지 등 대체 에너지원 개발도 진행 중이다. 이러한 혁신과 창조는 산업 발전에 있어 꼭 필요하다.
선급의 입장에서 가장 중요한 역할을 할 수 있는 영역은 안전요건과 환경규제이다. 선급 평가를 통해 앞으로 탐험하지 못했던 해역에서 가능한 기술과 개념을 검증할 수 있다. 또한 각종 혁신 기술에 대한 분석과 시뮬레이션도 개발되고 있다. 이에 대해 발생할 수 있는 리스크를 검토하고 이해하는 것은 매우 중요한 작업이다.
오프쇼어 R&D 영역은 변화를 두려워말고 기회를 받아들여야 한다. 리스크를 기술발전을 가져올 수 있는 수단으로 이용함과 동시에 혁신을 가져와야 한다. 중요한 것은 안전은 절대 희생되어서는 안된다는 점이다.
히사키 마에다 니혼대 교수
오프쇼어 플랜트의 R&D 프론티어는 고객의 니즈를 기반으로 이뤄진다. 기본적으로 해양영역은 4가지로 구분할 수 있다. 해양자원, 공간 활용으로서의 해양, 전쟁과 재해의 해양, 경험의 장으로서의 해양이다.
니혼대학에서 연구하고 있는 과제를 통해 공간활용으로서의 오프쇼어를 논하겠다. 니혼대학에서는 부유식 도시(Floating City)인 Nu Float를 연구하고 있다. 다수의 육각 부유식 유닛을 활용하면서 어떠한 규모에도 적용 가능한 부유시설을 건설하는 것이다.
Nu Float의 최근 성과로 키리바티Kiribati 공화국과의 협약을 꼽을 수 있다. 키리바티 공화국은 적도 근처의 작은 섬국가로 최근 기후변화로 인한 해수면 상승 위험에 놓여있다. 키리바티의 수도는 침수위기에 직면했으며, 이에 니혼대에서는 Nu Float 프로젝트를 제안했다. 동 프로젝트로 인해 당국의 10만명 주민들이 안전한 삶을 영위할 수 있을 것이다.
Nu Float는 식수, 식량, 에너지를 자체 생산시스템에서 해결할 수 있으며, 신소재와 스마트 그리드를 통해 Nu Float를 108년 이상 유지시킬 수 있다.
이를 유지하기 위해 Life Cycle 엔지니어링은 필수적이다. 설계 구상부터 해체까지 모든 영역을 총괄하는 엔지니어링 기술은 오프쇼어 분야에서도 더욱 각광받을 것이다.
전세계 약 6,000개의 오일리그rigs가 설치됐고, 이 중 4,000여개는 멕시코만에 상주하고 있다. 또한 멕시코 만에서는 매년 120여개 리그가 새롭게 설치되고 제거되고 있다. 오프쇼어의 해체작업은 매우 중요한 이슈이다. 오프쇼어의 완벽한 제거 작업은 의무화돼 있다. 라이프사이클 엔지니어링을 통해 오프쇼어의 전 과정을 관리할 수 있는 산업이 점차 중요해 질 것이다.
데쳉 왕 상하이 쟈오퉁대 교수
중국의 해양산업은 남중국해와 동중국해로 나뉘어 오프쇼어 산업이 집중되고 있다. 특히 동중국해 주변은 대련, 텐진, 칭다오, 상하이 등 많은 지역에 오프쇼어 산업시설이 설치돼있으며, 대형 석유회사와 조선소, 대학과 연구소 등 관련산업이 집적돼 있다.
중국의 해양산업은 잭업리그와 반잠수식 시추선을 다량으로 건조하면서 해양산업의 발전을 이끌고 있다. 많은 석유와 가스가 매장되어 있으며, 잠재력도 충분하다. 다만 동중국해 지역은 국가간 영유권 문제가 우선 해결돼야 한다.
중국의 오프쇼어 R&D 영역에서 최근 떠오르고 있는 이슈는 내부파(internal wave)에 관한 연구이다. 이는 서브시를 포함한 오프쇼어 산업에서 파이프라인, 잠수식 플랫폼의 안전성을 저해한다. 특히 남중국해의 경우 내부파에 대한 리스크가 두드러지고 있는 상황이다.
수안츠 엔구엔 삼성엔지니어링 상무
오프쇼어의 발전상황은 고정식 플랫폼에서 부유식 플랫폼으로의 변화로 설명할 수 있다. 과거 부두에 연결하거나 교량에 연결하는 오프쇼어 플랫폼은 100% 해양식이라 할 수 없었다. 1977년 최초의 FPSO가 탄생하면서 엔지니어들의 꿈이 현실화됐다. 최근 FSRU가 탄생하기까지 다양한 종류의 플랫폼이 나타나고 있다.
과거 엔지니어들은 심해 플랫폼과 부유식 플랫폼에 모든 역량을 집중했다. 그러던중 1980년대 북해 부근에서 67명이 사망하는 대형 사고가 발생했다. 동 사고로 플랫폼 설계는 재조명됐다. 안전에 대한 인식이 커진 것이다. 사고 수습과 분석에서 인증과 예방의 시대가 왔으며, 이제 안전은 곧 문화culture가 됐다.
부유식 설비로서 왜 FPSO가 오프쇼어를 이끄는가 따져봐야 한다. 고정식 방식은 이제 비용적인 한계가 있고, 하중 문제도 있다. 또한 원거리, 심해저일 경우 경제성도 없다. 반면 FPSO는 설치와 이동이 용이하다. 부유floating, 저장strage, 생산 및 반출offloading이 모두 가능하다는 점도 장점이다. 무엇보다도 가장 안전한 플랫폼이 장점이다.
이러한 부유식 시설의 발전은 심해, 곧 서브시subsea의 접근을 위해 발전한다. 이를 위해서는 파이프에 유연성을 향상시키는 것이 중요하다. 심해저에 투입되는 파이프에는 엄청난 압력이 가해진다. 1999년 칠레에서 최초로 사용된 후, J-lay 방식(파이프가 일자로 들어가다 바닥부분에서 눕혀져 파이프 모양이 J자 형태로 시추되는 방식)이 이용되고 있다.
최근 오프쇼어 R&D는 셰일가스의 상용화, LNG 플랜트와 고효율 플랜트, 북극해 개발에 따른 내빙선체 및 방한처리 기술이 논의되고 있다. 해양풍력 단지, 조력발전소는 물론 플랫폼 해체 작업에 대한 연구도 진행되고 있는 상황이다.
검증·평가 필요”
악셀 스탕 룬드 노르웨이선급협회DNV 본부장
북극은 많은 지역과 국가에서 깊은 관심을 두고 있는 곳이다. 세계에서 가장 많은 자원을 보유하고 있다고 알려졌고, 이에 북극항로 개발도 끊임없이 추진되고 있다. 미발견된 오일 13%, 가스 30%가 북극에 있다고 한다. 다양한 광물과 매장물도 있다고 전해진다.
유감이지만 북극해 지역에서의 안전한 탐사기술은 아직 마련되지 않았다. 더불어 다양한 인정과 검증절차도 필요하다. 이제는 동 분야에 대한 규칙과 기준을 정의해야 한다. 그리고 성능을 기준으로 한 평가와 함께 리스크 중심의 접근도 필요하다.
가장 중요한 것은 사고 예방이다. 북극은 저온, 얼음, 어두움, 원거리, 기타 환경 등 많은 위험이 도사리고 있다. DNV가 북극에서 제공할 수 있는 서비스는 많은 구조물과 선박에 대한 선급 규칙을 수립하고, 부호를 부여하거나, 연구자문, 혁신 기술 등을 제공할 수 있을 것이다.
북극을 항해하는 선박은 크게 내빙처리가 우선시 돼야 한다. 선박과 프로펠러 등이 얼음의 하중을 견뎌야 하며, 결빙을 해빙할 수 있는 기능도 필요하다. 이에 대한 다각적인 검증과 평가가 이뤄져야 할 것이다.
빙하지역에서의 오프쇼어 구조물에 대한 기술을 위해 노력하고 있다. 신뢰할만한 접근법을 고려하고 있으며, 북극해 운영에 관한 환경영향평가와 해수착빙영향 조사 등 다양한 R&D가 진행 중이다.