서 기 웅ㅣ 지식경제부 엔지니어링플랜트팀 팀장 ㅣe-mail : [email protected] 주 현 동ㅣ 지식경제부 엔지니어링플랜트팀 사무관 ㅣe-mail : [email protected] 박 상 진ㅣ 한국산업기술평가관리원 플랜트엔지니어링 PD ㅣe-mail : [email protected]
이 글은 해양플랜트산업 육성을 위하여 지식경제부에서 마련한 정책방안을 담고 있으며, 2011년 257억 달러를 수주한 해양플랜트를 제2의 조선산업으로 키우기 위해 필요한 엔지니어링 및 핵심기자재 기술 확보 전략, 전(全) 가치사슬에 걸친 종합적인 역량의 확보 및 클러스터 기반조성 전략을 제시하고자 한다.
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우리나라 해양플랜트산업은 짧은 기간에 비약적인 발전을 이루었다. 현대중공업이 1976년 사우디 주베 일항 대형 유조선 접안 시설공사를 수주한 이후 30여 년 만에 세계시장을 주도할 만큼 성장한 것이다. 최근 5년 간 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 등 조 선해양 3사는 전 세계에서 발주된 대형 시추와 생산처 리설비 총 86척 중 80%인 69척을 수주하여 부유식 해 양플랜트 건조 1위 국가임을 확인하였다. 뿐만 아니라 세계 최대(파즈플로 FPSO 건조, 대우), 세계 최초 (LNG-FPSO 수주, 현대), 세계 최다(Drillship, 삼성)의 타이틀을 보유하는 등 비교를 불허하는 실적으로 전 세계 오일메이저들과 긴밀한 협력관계에 있다. 이는 조선산업의 건조 인프라와 인적자원을 바탕으로 일구 어 낸 값진 성과라고 할 수 있다. 그러나 이러한 성과 에도 불구하고, 정작 고부가가치 영역인 FEED와 핵심 기자재의 경우 국내에서 수행하지 못하고 노르웨이, 미국, 영국 등 선진국 업체에 의존하고 있는 실정이 다. 더구나 중국, 브라질 등 후발국은 자체 보유한 해 상광구를 활용하여 해양플랜트시장에서 새로운 강자 로 떠오르고 있어 한국에 위협요인으로 작용하고 있 다. 우리나라가 이러한 위기 상황을 타개하고 해양플 랜트산업의 통합 솔루션 공급자(Total Solution
Provider)로 거듭나기 위해서는 엔지니어링 역량을 확 보하고 기자재 기술개발을 이룰 수 있는 강건한 산업 생태계의 구축이 필요하다. 이를 위해 지식경제부는 금년 5월 9일 제121차 비상경제대책회의에서‘해양플 랜트산업 발전방안’을 보고하였고, 이에 대한 후속조 치를 차근차근 추진해 나아갈 계획이다.
배경 및 필요성
개요 및 특징
해양플랜트산업은 석유, 가스 등 해양자원을 발굴, 시추, 생산하는 자원개발 활동에 필요한 장비를 건 조・설치・공급하는 산업을 말한다. 해양플랜트는 해 상플랫폼과 해저시스템 및 이송설비로 구성되며, 해 상플랫폼은 형태에 따라 고정식과 부유식으로 구분하 고 용도에 따라 시추용과 생산용으로 나누는 것이 일 반적이다.
해양플랜트는 안정적인 해양자원을 생산하는 데에
최종적인 목적이 있으므로, 각 광구의 지형, 기후, 생
산물 특성 등에 맞춰 최적화되어 있고, 가격보다는 검
증된 기술과 품질을 최우선으로 한다. 또한 자원개발
과 연계되어 발전해 온 탓에 북해, 멕시코만 등 해양광
구를 중심으로 노르웨이, 미국, 영국 등의 국가에서 발 전하였고, 선진사들은 개발과정에서 엔지니어링⇒건 조⇒기자재의 공급사슬 순으로 독점적 경쟁력을 확보 하였다. 또 해양플랜트는 오일메이저 등 수요자 중심 의 시장(Buyer's Market)으로 오일메이저 등 발주처가 FEED 단계에서 모든 사양, 기자재 등을 결정함으로써 전 과정에 절대적인 영향력을 행사한다.
시장 전망
세계 에너지 수요가 상승(2035년까지 연평균 1.6%) 하고 고유가가 지속됨에 따라 해양에너지원을 발굴・
시추・생산하는 해양플랜트 시장은 ’10년 1,400억 달
러에서 ’20년 3,200억 달러로 급성장할 것으로 전망하 고 있다. 경제성 확보로 최근 생산되는 해양유전의 평 균 수심은 ’00년 1,000m에서 ’11년 2,300m로 깊어지 고 있고 수심 3,000m 이상의 심해까지 개발이 활성화 될 것으로 보여, 심해용 해상플랫폼(FPSO, SPAR 등) 과 심해저(Subsea) 설비가 시장성장을 주도할 것으로 전망되고 있다. 또 현재 가장 큰 비중을 차지하고 있 는 파이프라인과 URF 등 이송설비 시장의 비중은 지 속적으로 유지될 것으로 보여 이에 대한 진입전략도 필요한 실정이다.
연 안 심 해
시
추
생
산
잭업(Jack-up) 시추선(Drillship) 반잠수식(Semi-submersible)
* : 부유식 생산저장하역 설비(Floating Production, Storage and Offloading)
** : 텐션 레그 플랫폼(Tension-Leg Platform) 그림 1해상플랫폼의 분류 및 종류
고정식 플랫폼 FPSO* TLP**
국내 산업 현황 및 취약 요인 분석
국내 기업의 해양플랜트 시장 매출은 지난해 257억 달러(조선3사 집계)를 수주해 249억 달러의 일반 상선 등 선박의 수주실적을 능가하고 있으며, 이에 따라 대 형 조선소들은 향후 해양플랜트 수주에 보다 집중한 다는 계획을 가지고 있다. 특히, 선박공급 과잉, 유럽 발 재정위기, 전 세계적인 경기후퇴 우려 등으로 선박 발주량이 전년동기 대비 42% 수준에 그친 2012년 상 반기에도 국내 업계에서는 FPSO(1척, 20억 달러) 및 LNG FSRU(1척, 2억 8,000만 달러)의 전 세계 발주 전 량을 수주하였고 드릴십 7척(약 44억 달러, 전 세계 발
주량 8척), LNG-FPSO 1척(7억 7,000만 달러, 전 세계 발주량 2척) 등을 수주하며 조선해양 분야의 글로벌 경쟁력 유지하고 있어, 해양플랜트산업이 조선업계의 주력분야로 떠오르고 있다.
하지만 우리나라는 기본설계기술개발에 활용할 광 구가 없어 독자 엔지니어링을 수행한 실적이 미비하 고, 이에 따라 기자재 선정권한을 가진 FEED에서 배 제되는 경우가 많아 기자재 국산화율 역시 20% 수준 (Topside 기준)에 머물러 있다.
국내 조선사들은 FPSO, 드릴십 등 해상플랫폼 건조 에는 강점을 가지고 있지만, 고정식 플랫폼과 기존 유 조선 등 개조하여 FPSO 등으로 활용하는 개조시장에 서는 경쟁력을 확보하지 못하고 있다. 또 광구 활용의 어려움과 기술적 진입장벽으로 인해 시장규모가 가장 큰 심해저 및 이송라인 시장에는 아직 진출 모색 단계 에 머물러 있어 적극적인 업계의 노력 및 정부 지원이 절실한 실정이다.
상선건조 시장에 이어 해양플랜트 시장에서도 중국 등 후발경쟁국들의 추격이 거세지고 보유광구를 활용 하여 자국 산업을 육성하는 전략을 추진하는 상황에서 정부의 정책적 역할이 어느 때보다 필요한 시점이다.
주요 추진대책
① 국산 기자재 경쟁력 확대
지식경제부는 먼저, 시장진입이 가능 한 기자재를 중심으로 기술개발, 수행실 적 확보 및 벤더등록 지원 등을 통해 국 산기자재의 경쟁력 확보를 도모할 것이 다. 밸브, 고정장치류 등 단기개발이 가 능한 요소기자재와 터빈, 터렛 등 중장기 개발이 필요한 핵심기자재를 중심으로 100대 품목을 선정하여 지원할 예정으 로, 품목 발굴 및 기술개발로드맵 작성을
2010 2015 2020 2030 연 도
구 분
표 1해양플랜트 시장전망 구분(Douglas Westwood 등 2010, 억 불)
* URF(Umbilicals, Risers & Flowlines) : 생산된 원유와 가스 를 해상플랫폼에 이송하는 장비
해상플랫폼 372 547 749 1,056
심해(Subsea) 450 793 1,165 1,898 기타(URF 등) 630 963 1,361 2,085
그림 2한국 해양플랜트산업의 구조적 현황 분석
그림 3가치사슬로 본 한국 해양플랜트산업의 경쟁력
2012년 3/4분기까지 완료할 계획이다.
안전성 요구가 비교적 낮은 고정장치와 크레인 (Crane) 등은 지역특화사업과 소재부품사업에서 중 소・중견전문기업을 중심으로 제품개발을 지원하고, 안전성 및 플랜트의 성능과 직결된 핵심기자재는 산 학연 컨소시엄을 통한 설계원천기술 개발을 지향하고 있다. 핵심기자재의 하나인 내장형 터렛(Internal Turret)은 FPSO와 해저시스템을 연결(Interfacing)하 면서 작업 중 계류(Mooring)시키는 기능을 하는 중요 시스템으로 선가의 10% 이상(대당 1~4억 달러)을 차 지하지만 그간 100% SBM 등 선진사에 종속되어 있는 품목이다. 지식경제부에서는 산업융합원천기술사업 의 일환으로 금년부터 터렛 설계에 필요한 기반기술
개발을 지원하고 있다.
한편, 보수적인 해양플랜트 기자재 시장에 진입하 기 위해서는 시험인증이 매우 중요한데, 지식경제부 에서는‘해양플랜트 기자재 시험인증 센터’ (경남 거 제, 2012년 3월 구축), ‘해양플랜트 폭발화재 시험연 구소(하동, 2015년 예정) 등 시험・인증 시설을 통해 국산기자재에 대한 성능 및 시험평가를 수행할 예정 이며, 미비된 기반시설에 대해서는 단계적으로 구축 을 추진할 계획이다.
기자재를 개발하더라도 수행실적(Track Record)이 없으면 실제 적용이 어렵다. 석유공사, 가스공사 등 국내 공기업이 발주하는 해양플랜트에 국산기자재를 우선 적용하고, 민간 자원개발기업과 조선해양업체
열교환기(Heat Exchanger) 밸브(Valve) 너클붐 크레인
(Knuckle Boom Crane)
그림 4개발 대상 기자재
터빈발전기(Turbine Generator) 내장형 터렛(Internal Turret) 탈수공정 시스템 (Dehydration System) 핵심기자재 (예시)
간의 협력을 강화하는 방향으로 국산기자재의 수행실 적을 확보할 예정이다. 가스도입 계약을 레버리지로 활용하여 오일메이저에 벤더등록을 지원하고, PQ・
벤더등록 문서작업에 필요한 경험 공유 및 기술 지원 을 위한 재직자 교육과정을 운영하는 등 국내 기자재 업체의 시장진출을 지원할 것이다.
② 전문 엔지니어링 역량 확보
조선해양 분야의 정규교육은 조선분야에 치우쳐 해 양플랜트 전문가를 양성하는 데에 한계가 있다. 지식 경제부는 학부 교과과정의 개편을 통해 해양플랜트 교육을 내실화하고 채용조건형 석・박사 과정 개설을 추진할 계획이다. 엔지니어링 대학원 운영 등을 통해 석・박사급 고급인력을 확보할 것이다. 외국 전문기 관과 해외 주재 한인 전문가를 활용하여 설계・R&D 분야 재직자의 재교육 및 해양플랜트로의 직종 전환
을 지원하고, 해양플랜트 기자재 R&D센터(부산, 2015 년 준공 예정)의 기능을 확충하여 연구 및 현장인력 양성을 활성화할 예정이다.
③ 해양플랜트 종합역량 확보
자원개발 프로젝트, 엔지니어링 및 기자재 개발에 이르는 전 과정을 종합 제공할 수 있는 해양플랜트 종 합역량을 확보할 계획이다. 우리나라는 부유식 해양 플랜트(플랫폼)의 건조는 세계 최고이나, 심해저 분야 의 엔지니어링 및 기자재는 초보적인 수준이다. ‘미래 산업 선도기술 개발사업’을 통해 심해자원생산용 해 양플랜트의 엔지니어링 및 핵심기자재를 개발하고, 핵심 원천기술은 노르웨이 등 외국 선진기관과의 전 략적 기술제휴나 공동기술개발을 통해 확보해 나아갈 예정이다.
우리나라가 확보하였거나 확보를 추진하고 있는 광
그림 5해양플랜트 통합솔루션 개념도
해상플랫폼 심해저(Subsea) 시스템 해양플랜트 통합솔루션
주요 개발 내용 구 분
표 2미래산업선도기술개발사업 기술개발 내용
엔지니어링
플랫폼 기자재
심해저 기자재
설치
- 해저・해상 통합 엔지니어링 기술 및 진단/감시 시스템 개발
- 수심 3,000m급 심해자원 생산용 신개념 부유체 및 복합계류시스템 설계기술 - 톱사이드(Topside) 기자재 패키지 설계 및 해석기술, 성능 및 신뢰성 평가기술 - 수분/고농도 CO2/산성가스 처리, 액상천연가스(NGL) 회수, MEG 주입・회수 - 해저 생산/처리 기자재 패키지 설계 및 해석기술, 성능 및 신뢰성 평가기술 - 분리기, 다상펌프, 매니폴드, URF(Umbirical, Riser & Flowline) - 다이내믹 포지셔닝, 해저 기초 및 로워링(Lowering), URF 설치기술 - 수심 3,000m, 운전 신뢰도 SIL 3, 설치물 중량 2,000t/unit
구를 통해 프로젝트 개발에서 엔지니어링 및 기자재 개발까지의 종합역량을 강화해 나아갈 것이다. 석유 공사의 자회사 중 美 Ankor(멕시코만), 英 Dana(북해) 를 통해 해상광구를 단계적으로 확보하고, 석유공사 가 향후 발주할 시추선을 활용하여 자원개발 경험을 축적함으로써 엔지니어링 및 기자재 개발 역량을 축 적할 것이다.
아울러, ‘한-호주 에너지 및 해양플랜트 분야 기업 간 기술협력위원회’등을 활용하여 호주 등 자원 보유 국과의 국제협력을 강화하고, 동남아시아・서남아시 아 및 남미 등의 국영 석유가스회사들과의 산업협력 을 강화하여 자원보유국은 프로젝트 개발 경험을 축 적하고, 우리는 엔지니어링 및 기자재 개발 역량을 강 화하는 윈-윈 전략을 활용할 예정이다.
④ 산업생태계 인프라 조성
지역 특성 및 산업분포를 고려한 산업발전 전략을
추진하고, 중 소 조선업체 전환을 지원 하는 등 산업 생태계 인프 라를 조성할 것이다. 지역 별로 보유하 고 있는 인프 라와 산업의 분포를 고려 하여 발전전 략을 수립하 고, 지역산업 과 연구기반 시설의 광역 연계협력 네 트워크의 구축을 추진할 예정이다. 또한 산업과 연구 기관이 집중된 지역을 해양플랜트 클러스터로 육성해 나아갈 것이다.
해외에 의존하고 있는 해양플랜트 지원선(OSV:
Offshore Support Vessels)의 핵심 요소기술과 기자재 개발을 통해 중소 조선업체의 해양플랜트 지원선 시 장 진입을 지원하고, 중형 조선소 및 기자재 기업의 연 계강화를 통한 클러스터 구축을 추진한다.
플랜트산업은 엔지니어링산업과 제조업이 융합되 어 전후방 산업연관효과와 고용창출효과가 매우 큰 산업이다. 또한 대기업이 수주하면 중소기업이 기자 재를 납품하는 대표적인 동반성장 산업이기도 하다.
금번 해양플랜트산업 발전대책의 추진으로 우리 기업 의 엔지니어링 역량이 확보되고, 국산 기자재의 납품 이 확대되어, 조선해양업체의 수주경쟁력도 강화되는 선순환의 산업생태계가 구축되기를 기대한다.
그림 6해양플랜트 지원선(OSV) 예시
