[제10주차 IR52 장영실상] 한국조선해양·현대중공업·현대삼호중공업 /LNG 연료 공급시스템

[제10주차 IR52 장영실상] 한국조선해양·현대중공업·현대삼호중공업 /LNG 연료 공급시스템

 

등록일 2021-03-15

 

 

한국조선해양과 현대중공업, 현대삼호중공업이 공동 개발한 `선박용 고효율 LNG 연료 공급 시스템(Hi-SGAS)`을 장착한 액화천연가스(LNG) 운반선이 2021년 10주 차 iR52 장영실상을 받았다.

LNG 운반선이나 LNG를 연료로 쓰는 선박은 영하 160도 이하의 LNG 연료를 운반·저장하기 때문에 증발가스 처리가 매우 중요하다. 처리 과정에서 에너지가 상당량 소비되는데, Hi-SGAS는 증발가스 처리에 필요한 에너지 소비량을 20% 이상 줄일 수 있다. 이는 선박 한 채의 평균 운항 기준(20년)을 감안하면 LNG 운반선당 25억원 이상 에너지 소비를 절감할 수 있는 수준이다. 이재준 한국조선해양 책임연구원은 "Hi-SGAS는 LNG 연료 공급 시스템에서 소비되는 전력을 20% 이상 절감해 지속적인 경쟁 우위를 보장해준다"고 설명했다.

LNG 운반선은 LNG 증발가스를 압축해 선박 추진연료로 사용한다. 기존에는 선박 추진에너지가 증발가스 에너지량보다 높으면 강제로 LNG를 기화시켰다. 이를 통해 증발가스를 생성하고 증발가스 처리용 압축기를 활용해 추진에너지를 공급했다.

이 책임연구원은 "Hi-SGAS는 증발가스가 부족할 경우 LNG 공급 펌프, 강제기화기를 활용해 부족한 에너지를 직접 엔진에 공급하게 된다"며 "이를 통해 많은 에너지가 소비되는 증발가스 처리용 압축기 부하를 크게 줄일 수 있다"고 설명했다.
Hi-SGAS를 장착한 LNG 운반선은 한 척당 가격이 2000억원대에 달하는 고부가가치 선박으로 2019년 2척, 2020년 7척이 판매됐다.

올해는 5척, 2022년에는 12척이 판매될 예정이다. 글로벌 환경 규제 강화와 석탄연료 사용 감소로 LNG 운반선 시장 규모는 지속적으로 성장할 전망이다.

 

 

한국조선해양

선박용 고효율 LNG 연료 공급시스템

회사명 : 한국조선해양대표자 : 권오갑, 가삼현제품명 : 선박용 고효율 LNG 연료 공급시스템모델명 : Hi-SGAS / GMS Process HILS개발기술명 : 선박용 고효율 LNG 연료공급시스템 및 디지털 기반 설계 검증 플랫폼 개발선정분야 : 기계

제품소개 용도 및 기능선박용 고효율 LNG 연료공급시스템 (Hi-SGAS)은 현재 전 세계에서 가장 높은 에너지 효율을 자랑하는 저압 엔진(X-DF) 용 연료공급시스템입니다.
LNG 운반선 혹은 LNG를 연료로 사용하는 선박의 경우, -160도 이하의 LNG 연료를 운반 혹은 저장하기 때문에 증발가스 처리가 매우 중요하며, 이를 위해 많은 에너지가 소비됩니다.
Hi-SGAS를 적용하게 되면, 증발가스 처리를 위해 필요한 에너지 소비량을 20% 이상 절감 할 수 있습니다.
또한 최초 적용되는 장비의 운전성능을 사전에 검증하기위해, “디지털 설계검증 플랫폼”을 구축하였습니다. 이를 통해 선박 건조 중에 발생하는 문제점을 크게 절감하였습니다. 차별적 특징당사에서 개발한 고효율 연료공급시스템(Hi-SGAS)은 전력소비량을 기존 LNG 운반선에서 사용되는 연료공급시스템대비 약 20% 이상 감축할 수 있습니다. 이는 선박 평균 운항 기준인 20년 기준으로 약 25억 원 이상 절감할 수 있는 수준입니다.
LNG 운반선의 경우 LNG　화물창에서 발생되는 증발가스를 압축하여 선박의 추진연료로 사용하게 됩니다. 기존에는 선박의 추진에너지가 증발가스의 에너지 량보다 높을 경우, 강제로 LNG를 기화시켜 증발가스를 생성하고 이를 증발가스 처리용 압축기를 활용하여 추진에너지를 공급하였습니다. 그러나 당사의 Hi-SGAS는 증발가스가 부족할 경우, LNG 공급 펌프 및 강제기화기를 활용하여 부족한 에너지를 직접 엔진에 공급하게 되고, 이를 통해 많은 에너지가 소비되는 증발가스 처리용 압축기의 부하를 크게 줄일 수 있었습니다.
선박의 운항모드는 크게 화물을 싣고 가는 만선항해와 화물을 하역하고 돌아오는 공선항해로 구분됩니다. 이때 Hi-SGAS 적용 시, 공선 항해의 에너지소모량은 만선항해 대비, 약 절반가량 감소될 수 있습니다.
마지막으로 고효율 LNG 연료공급시스템(Hi-SGAS)의 성공적인 인도를 위해 당사에서는 디지털 설계 검증 플랫폼을 구축하였습니다. 디지털 설계 검증 플랫폼은 선박에 탑재되는 장비를 디지털화(Digital Twin)하여 플랫폼에 구축하고 실제 선박의 운항모드에서 발생되는 문제점을 사전에 검증하는 기술입니다. 이를 위해 당사에서는 장비 제작 업체 및 선주사 그리고 당사에서 직접 선박 운항을 담당하는 전문 인력과 협업하여 플랫폼 구축을 진행하였으며, 선박 인도 전 설계 문제점을 약 40건 이상 발견하여 선 조치하였고 성공적인 인도를 가능하게 하였습니다.담당부서한국조선해양 연구기획팀(0522023170)

수상자

• 

• 이재준 책임연구원

• 

• 신승용 과장

• 

• 조현곤 과장