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해양플랜트 산업의 현황과 당면과제 그리고 비전은?

- 21세기, 미래 인류의 희망! ‘해양 플랜트 산업’에 주목하라!

메탈넷코리아(월간 해양과조선) 취재부 김미선 기자(Journalist Kim Mi Seon)
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  • 인터뷰 ①: 한국해양대학교 교수 조효제(기자재 기술개발 및 국산화, 프로젝트 매니저 육성)
    해양 플랜트 생산 설비 즉, 드릴쉽이나 FPSO 등은 우리나라가 전 세계 시장 점유율 중 75% 이상을 차지하고 있지만, 그 외 해양 플랜트 관련 엔지니어링은 미국 휴스톤 지역이, 해양 플랜트에 사용되는
  • 인터뷰 ②: 산은경제연구소 연구위원 임재묵(국내 대형조선사 전 세계 해양플랜트산업 움켜잡아)
    세계적으로 해양플랜트 산업에 있어 가장 두각을 나타내고 있는 국내업체는 삼성중공업, 현대중공업, 대우조선해양 등 ‘BIG 3’ 와 STX조선해양, 그리고 최근 해양플랜트 산업에 출사표를 던진 한진중공업
  • 인터뷰 ③: 한국해양연구원 심재설(해상 풍력발전 건설의 시금석이 될 해양과학기지 완공!)
    ‘가거초 해양과학기지’는 ‘이어도 종합과학기지’에 이어 국내 두 번째 해양과학기지로, 우리나라 최선단에 위치하여 중국으로부터 서해를 거쳐 우리나라로 다가오는 저기압 및 태풍 등 기단의 변화와 성질을
  • 인터뷰 ④: 한국수자원공사 차장 박창준 (친환경과 에너지 획득, 일거양득형 시화호조력발전소)
    시화호조력발전소는 국내 최초의 조력발전소이자 세계 최대규모의 조력발전소로 국내외 관계자들의 많은 관심을 받고 있다. 시화호조력발전소를 건설하게 된 것은90년대에 완공된 후 환경적 측면에서
  • 인터뷰 ⑤: 현대중공업 부장 김종배(잠재력 풍부한 해양 플랜트 산업, 그러나 ‘장밋빛 현실’은 아냐)
    조선의 경우 세계 물동량에 따라 민감하게 반응하기 때문에 지금과 같은 경기 불황에 크게 영향을 받지만, 해양의 경우 대개 석유 및 가스 등 에너지 개발과 관련 있기 때문에 꾸준히 성장하고 있어도
  • 인터뷰 ⑥: 세광중공업 이사 안경호(해양 플랜트 산업계의 ‘작지만 큰 고추’, 해양 지원선을 육성)
    세계 대형 해양 플랜트 프로젝트 대부분은 국내 Big 3 업체가 독식하고 있으며, 그 중에서도 특히 삼성중공업의 경우 70%에 육박하는 시장 점유율을 보이고 있는 등 국내 해양 플랜트 산업은 막강 파워를
  • 제1회부산국제제어계측,자동화설비및측정장비산업전시회(AUTOCON
    콜럼버스를 위시한 유럽 각국의 탐험가들에 의한 ‘제1 해양 탐험의 시대’를 거쳐, 21세기 ‘해양의 시대’가 도래했다. 육상을 정복한 인류가 우주를 거쳐 다시금 해양으로 눈을 돌리게 되면서 ‘해양 자원 개발’이라는 확고한 목표 아래, 전 세계 국가의 보이지 않는 해양 전쟁이 치열하게 전개되고 있다. 인류가 미처 정복하지 못한 저 미지의 깊고 푸른 바다 아래 숨겨져 있을 무궁무진한 자원은 인류의 미래를 지탱할 새로운 먹거리요, 희망이다.

    해양 탐사를 선도하고 있는 미국과 유럽 등 선진국과 그 뒤에서 실질적인 해양 자원 생산 설비를 담당하고 있는 우리나라. 전 세계적인 경기 불황에 잠시 주춤하고 있는 조선 산업을 대신할 또 하나의 ‘희망’으로 떠오른 해양 플랜트 산업은 이제 우위를 선점하려는 전 세계 국가들의 전쟁터가 되고 있다.

    이에 이번 호 월간 <해양과조선>은 해양 분야에서 새로운 금광으로 떠 오른 해양 플랜트 산업에 주목하여 ‘해양 플랜트 산업의 현황과 당면 과제 그리고 비전’에 대해 집중 조명해 보는 시간을 가졌다.
    해양 플랜트는 가까운 영해의 얕은 수심에 나무로 지은 간단한 구조물에서 시작하여 최근 수심 2000∼3000m 이상의 심해에 계류한 대형 부유식 구조물까지 점차 발전해 왔다. 우리가 일반적으로 의미하고 있는 해양 플랜트는 해양 개발의 주 목적이 되는 화석연료(원유 및 가스) 획득을 위한 해양 탐사, 시추 및 생산, 저장, 하역 설비 등을 총괄하는 즉, ‘Offshore’를 뜻하지만, 넓은 의미로는 최근 주목 받고 있는 태양광, 풍력, 조류/조력, 파랑 등 신재생에너지 개발에 관련되는 모든 해양 설비(발전소)와 함께 등대를 비롯한 해양 관측 기지, 항만, 해상 공항, 해상 주차장 등 특수한 용도의 해상 관련 구조물 모두를 해상 플랜트로 보고 있다.

    Ⅰ. 개요
    해양 플랜트에 대해 본격적으로 살펴보기에 앞서 우선 ‘해양 플랜트’와 ‘해양 구조물’의 차이에 대해 먼저 명확하게 짚어보도록 한다. 산학연계의 다양한 해양 플랜트 관련 전문가를 만나 이 둘의 차이점을 물어본 결과, 어떤 이는 해양 구조물 내에 설치하는 것을 해양 플랜트라고 정의하고 있고, 또 어떤 이는 해양 플랜트나 해양 구조물을 같은 의미로 해석하고 있으며, 또 다른 이는 해양 구조물이라는 상부 개념 안에 해양 플랜트라는 개념이 속해있다고 말하기도 했다. 여기에서는 해상에 설치되는 온갖 종류의 구조물을 ‘해양 구조물’이라고 정의하고, ‘산업 기계, 공작 기계, 전기 통신 기계 따위의 종합체’라는 의미를 가진 플랜트의 정의와 같이 해상에서 설치되는 생산 설비 및 공장 등을 ‘해양 플랜트’라고 정의하여, 해양 구조물 안에 해양 플랜트가 일부 속해 있는 것으로 결론, 이에 맞춰 내용을 정리하고자 한다.

    1. 해양 구조물
    육상의 경우 기존 부지를 정리하여 그 위에 제반 설비를 배치하며 비교적 넓은 장소를 확보할 수 있지만, 해양의 경우 대부분의 설비들이 물 위에 위치하며 한정된 공간을 최대한 활용하기 위해 여러 층으로 나누어 설비들을 배열하게 된다. 여기서 물 위에 위치한 설비들을 포함한 공간을 상부 구조물(Topside 또는 Deck)이라고 하고 물 속에 잠겨서 상부 구조물을 지지하는 부분을 하부 구조물(Jacket, Spar, Hull 등)이라고 한다.

    (1) 구조 형태에 의한 분류
    해양 구조물의 분류 방식으로는 여러 가지가 있지만, 여기서는 해저 면에 완전히 고착되어 외력이 작용하여도 강제 운동은 발생하지 않는 ‘고정식 구조물’과 부력을 이용하여 해면에 떠 있는 ‘부유식 구조물’로 나누어 설명하도록 한다.

    1) 고정식 구조물(Fixed Platform or Steel Templated Structure)
    ① 자켓식 플랫폼(Jacket Type Platform)
    ② 중력식 플랫폼(Gravity Fixed Platforms)
    ③ 갑판승강식 구조물(Jack-up Platform)

    2) 부유식 구조물(Floating Type Platform)
    ① 드릴쉽(Drillship)
    ② 반잠수식 구조물(Semi-Submersibles)
    ③ FPSO(Floating Production, Storage and Offloading)
    ㄱ. 저유 탱크/바지 방식:
    ㄴ. 반잠수식 구조물 방식:
    ㄷ. 수송 탱크 겸용 방식:

    3) 유연식 구조물
    ① 타워형 구조물(Tower Type Flatform)
    ㄱ. 가이드 타워형(Guyed Tower Type):
    ㄴ. 아티큘레이트 타워형(Articulated Tower Type):
    ㄷ. 유연 파일 타워형(Flexible Piled Tower Type):
    ㄹ. 유연 레그 타워형(Flexible Leg Tower Type):
    ② 인장각식 구조물(Tension Leg Platform)
    ② SPAR
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    (2) 해양 구조물의 종류
    1) 원유, 가스 등 화석자원 관련 해양 플랜트(Offshore)

    ① 유정(Wellhead) 플랫폼
    ② 집하/분배(Collector or Manifold) 플랫폼
    ③ 정제(Process) 플랫폼
    ④ 가스 주입(Gas Injection) 플랫폼
    ⑤ 해수 주입(Water Injection) 플랫폼
    ⑥ 폐가스 소각(Flare) 플랫폼
    ⑦ 거주 플랫폼

    2) 신재생에너지 관련 발전 플랜트
    ① 해상 풍력발전 플랜트
    ㄱ. 개요
    a. 중력 케이슨식:
    b. 모노파일식:
    c. 말뚝식:
    d. 자켓식:
    e. 방파제를 기초로 이용:
    f. 방파제 배후를 이용한 경우:
    ㄴ. 국내외 현황:
    ② 조력/조류발전 플랜트
    ㄱ. 조력발전
  • 단조지 단류식:
  • 단조지 복류식:
  • 복조지 연결식:
  • 복조지 분리식:
    ㄴ. 조류발전
    ③ 그 외 해양 구조물

    (3) 해양 플랜트 지원선
    1) PSV (Platform Supply Vessels, 해양 작업 지원선)
    해양 작업 지원선으로, 플랫폼 시추 작업에 필요한 각종 연료 및 플랫폼에 상주하는 직원들이 섭취할 식음료, 시추에 필요한 기자재 및 작업 인력 등을 바다에서 석유를 시추하는 플랫폼에 운송하는 역할을 한다.
    2) AHTS(Anchor Handling, Tug Supply Vessel, 해양 시추 지원선)
    3) DSV(Diving Support Vessel, 잠수 작업 지원선)

    Ⅱ. 국내 해양 플랜트 산업의 현황
    1. 원유, 가스 등 화석자원 관련 해양 플랜트(Offshore)
    (1) 조선 시장의 불황, 해양 산업으로의 집중에 한몫
    (2) 세계 제일의 조선 강국, 한국! 해양 분야에서도 제왕으로 군림하다
    (3) 해양 플랜트 산업, 해양 분야 블루칩으로 떠올라…. 전 세계 국가들의 각축전 예상
    (4) 현장 목소리 “매스컴 보도와 같이 마냥 ‘장미빛 현실’은 아냐”
    (5) 해양 플랜트 산업 집중으로 관련 해양 특수선 시장도 스포트라이트!

    2. 신재생에너지 관련 발전 플랜트
    (1) 시화호 조력발전소, 전 세계 조력발전의 역사를 다시 쓰다!
    (2) 조류에너지 실용화는 내게 맡겨라! ‘울돌목 시험 조류발전소’ 건설

    3. 그 외 해양 구조물 - 해양과학기지

    Ⅲ. 국내 해양 플랜트 산업의 과제 및 육성 방안
    1. 문제점 및 당면 과제
    (1) 해양 플랜트 관련 기자재, 대부분 수입에 의존
    (2) 중소형 조선소는 ‘시장 다변화에 기여’, 정부는 ‘실질적인 정책 수립, 관심과 투자 기울여야’
    (3) 해양 생산 구조물 제작 및 설치 시공은 ‘Perfect’! 그러나 설계 기술은 ‘Deficient’!!

    2. 해결 및 육성 방안
    (1) 해양 플랜트 기자재의 기술 개발 및 국산화, 관련 업계의 협업이 중요
    (2) 해양 분야 전문 인재 육성과 교육 과정 절실
    (3) 규모에 맞는 ‘통 큰’ 정부 지원이 이루어져야
    (4) ‘공정 경쟁을 위한 분위기 조성’ VS ‘적극 지원’, 상황에 맞는 정부의 역할이 필요
    (5) 청정 에너지 개발과 관련된 해양 플랜트 산업 활성화 노력
    (6) 해외 자국 건조주의에 대응해 관련 업체의 공동 대처가 필요

    Ⅳ. 해양 플랜트 산업의 향후 전망
    1. 원유, 가스 등 화석자원 관련 해양 플랜트(Offshore)
    - 향후 유가 상승 및 해양 자원에 대한 기대감으로 지속적인 개발과 투자가 있을 것

    2. 신재생에너지 관련 발전 플랜트
    (1) 조력발전
    (2) 조류발전

    3. 해양과학기지 외 기타 해양 구조물

    Ⅴ. 맺음말
    해양 플랜트는 일반적으로 바다에 있는 석유나 가스를 탐사하고 굴착, 생산하는 시설을 뜻하는, 우리가 이른바 ‘Offshore’라고 말하는 산업 분야를 비롯해, 그린 에너지라고 불리는 해상에서의 풍력, 조류, 파랑을 이용한 에너지 자원 개발과 관련된 발전(소) 설비, 그리고 담수화 장치, 소각 장치, 핵폐기물 장치, 공항 및 항만, 해상 주차장 등 해상에 설치하는 모든 사회 기반 시설을 모두 포함한다고 할 수 있다.
    최근 조선업의 불황으로 인해 한 순간에 해양 산업의 블루칩으로 떠오른 해양 플랜트 산업에 대한 기대는 국내외를 막론하고 그 열기가 뜨겁다. 이런 상황 속에서 국내 대형 조선업체의 해양 플랜트 산업에서의 입지는 “역시 조선 강국, 해양 강국”이라고 전 세계 국가들의 부러움을 한 몸에 받고 있을 정도로 크게 자리 잡고 있다. 전 세계 해양 플랜트 산업에서 무려 70% 이상의 시장 점유율을 보이고 있으며, 특히 드릴쉽과 FPSO 산업에서는 독보적인 위치를 고수하고 있다. 하지만 ‘조선 및 해양 산업의 제왕’이라는 명칭이 무색하게도 해양 플랜트 관련 기자재 및 관련 설계 기술 등에 있어서는 그리 두각을 나타내지 못하고 있는 것도 사실이다. 90% 이상의 국산화율을 보이고 있는 조선 기자재와 달리, 90% 이상의 해양 기자재를 수입에 의존하고 있어, 대형 해양 플랜트 프로젝트를 수주해도 그 절반 이상의 이익을 그대로 외국에 고스란히 가져다 바치고 있는 상황이 지속되고 있다. 그뿐 아니라 조선 산업에서의 손실을 해양 분야에서 메우기 위해 관련 조선업계가 모두 해양 산업으로 집중하면서 ‘출혈 경쟁’의 조짐이 이미 보이고 있어, 현장에서는 매스컴 보도와 같이 그저 낙관할 수 있을 만한 상황은 아니라고 진단하고 있다.
    이런 상황에 대해 관련 산학연에서는 해양 플랜트 관련 기자재의 기술 개발 및 국산화에 집중 투자가 시급하다고 주장하면서, 이와 동시에 업계 간 상호 상생을 위한 방안으로 Offshore 분야뿐 아니라 해상 풍력, 조류/조력발전 등 그린에너지 개발 관련 산업 활성화의 필요성을 소리 높여 역설하고 있다. 다행히도 앞서 살펴본 바와 같이, 최근 전 세계적으로 ‘환경 보호’ 및 ‘해양 에너지 개발’에 대한 필요성이 높아지면서, 이런 시대적 요구에 부합해 우리나라도 정부 차원에서 시화호 조력발전소 건설 및 울돌목 시험 조류발전소 완공, 이어도/가거초 해양과학기지 설치 등 해양 구조물과 관련하여 실적을 쌓을 수 있는 다양한 그린 에너지 개발 움직임이 활발해, 향후 이 시장으로의 관련 대기업 및 중소형 기업의 진출 가능성이 확대되고 있다.
    ‘바다’는 인류에게 마지막으로 남은 ‘자원의 보고’로, 해양을 정복한 나라만이 부를 움켜쥘 수 있는 시대가 도래했다. 21세기, ‘해양의 시대’를 여는 이 시점, 해양 산업 분야에서 우리나라가 할 수 있고 해야 할 일은 아직도 산재해 있다. 업계에서 판단하고 있는 바와 같이, 그저 손 놓고 있다간 우리 모두가 바라는 ‘장밋빛 현실’은 다가오지 못할 것이다. 개발하라, 연구하라! 그린(Green)에 투자하라! 그리고 ‘바다로’, ‘미래로’ 나아가자!

    ■ 참 고 문 헌
  • 조력발전용 고효율 수문형상 설계기술’, 지식경제부
  • 해양에너지 실용화 기술 개발’, 해양수산부
  • 재생에너지, 풍력발전, 태양전지, 조력발전시설의 발전 동향 분석’, 과학기술부 김윤곤
  • 해양플랜트의 종류와 동향’, 현대중공업(주) 해양 공사기술부 김종배
  • 해상 풍력발전기술’, 한국에너지기술연구원 신재생에너지연구부 풍력유체기기연구센터 경남호
  • 해양구조물의 국내업계 동향 및 전망’, 산은경제연구소 임재묵 수석연구원
  • 해양구조시스템’ 한국해양대학교 해양과학기술대학 해양시스템공학부 조효제
  • 울돌목 시험조류발전소 건설’ 완공 관련 보도자료
  • 부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
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