국내 천연가스의 안전하고 안정적인 공급에 기여하기 위해 1993년 국내 고압 천연가스설비의 유지정비 및 기술개발 전문기업으로 설립된 가스기술공사는 대전에 본사를 두고 전국에 14개 지사를 통해 5개의 천연가스 생산설비와 413개의 공급관리소 및 4,945km에 이르는 주배관망에 대한 유지정비와 안전점검 업무를 수행하고 있다.
또한 고압으로 운영되는 천연가스설비의 유지정비분야에서 그동안 축적한 정비기술과 노하우를 기반으로 수소산업에 진출해 수소인프라 구축사업에서 가장 눈에 띄는 성과를 내고 있다.
국내 최초로 수소전문기업들이 개발한 수소관련 제품을 원스톱으로 시험·평가·지원하는 창구 역할을 수행할 ‘수소 전주기 제품 안전성 지원센터’ 위탁운영기관으로 선정돼 수소산업 생태계 조성에 앞장서고 있기도 하다.
특히 LNG냉열 활용 콜드체인 클러스터건설 등 국내 저탄소 분산형 에너지 확산을 통해 한국형 녹색산업혁명을 선도하고 있다. 이를 위해 지난 2019년 5월 인천항만공사와 인천 신항배후단지 콜드체인 클러스터 구축사업의 핵심인 냉열공급시설 운영사업에 대한 기술협력 및 업무제휴를 추진하는 업무협약을 체결한 바 있다.
가스기술공사 내 LNG냉열사업을 총괄하는 최종태 기술사업단장을 만나봤다.
▎LNG냉열은 무엇인가
LNG는 액화 천연가스로 –162℃의 액체로 대형 LNG탱크(인수기지)에 저장돼있다. 이를 산업이나 가정용 연료로 사용하기 위해서는 0℃ 이상의 기체 천연가스(NG)로 변환이 필요하다.
LNG 냉열은 –162℃의 LNG를 0℃의 NG로 상변환(액체→기체)시키기위해 방열되는 열을 의미하며 1kg당 약 200kcal의 열량이 발생된다.
기존에는 해수(바닷물)를 매체로 열교환해 LNG를 NG로 상변환시켜 바다에 방열했으나 방열되는 냉열을 냉동·냉장 및 저온이 필요한 장소 등에 회수시키는 기술이 활용되고 있다.
이에 따라 냉동·냉장 및 저온에 소요되는 전기료의 약 70% 이상 절감과 친환경적으로 전기생산 시 발생되는 CO₂(이산화탄소, 지구온난화 기준)가 없으며 탄소중립화에 앞장 설 수 있는 친환경에너지로 평가받고 있다
▎LNG냉열 활용 범위는
LNG냉열을 활용하기 위한 사업인 저온창고, 액화탄산제조, 액화수소 등과 연계시키기 위한 안정성 및 경제성에 중점을 두고 있다. LNG냉열은 초저온 및 저온냉동·냉장창고, 초저온 의약품 보관창고, 공기액화분리, 탄산제조, 저온분쇄, 수소연료전지발전, 데이터센터 및 클린룸(반도체), 냉열발전, 지역냉방, 스포츠파크 등 다양하게 활용할 수 있다.
특히 LNG냉열에너지 활용분야는 초저온 급속동결식품 유통 및 초저온 물류산업, 빙상스포츠 레져산업, 얼음 또는 드라이아이스 제조산업 등에서도 활용할 수 있다.
▎LNG냉열 관련 가스기술공사 역할은
가스기술공사는 LNG냉열을 활용한 냉열공급시스템 기술을 2019년 11월 국내 최초로 유진초저온(現 한국초저온)에 구축해 급속냉동 및 냉장창고에 냉열 활용을 실증(화이자 코로나 백신저장 등)했다.
또한 인천항만공사 부지 약 9만9,173㎡에 건설될 저온물류창고(연면적 약 39만㎡)에 시간당 약 100톤의 LNG냉열을 안정적으로 공급하기 위한 시스템을 구축하고 있다.
참고로 저온물류창고는 EMP벨스타, 한국가스공사, 한국가스기술공사, 한국초저온 등 지분 참여로 SPC를 설립해 건설과 50년 이상 운영을 담당할 예정이다.
가스기술공사는 설계 및 시공, 유지관리 등의 기술력을 바탕으로 LNG 냉열 사업관련 기술 검토 및 시설구축과 유지관리를 선도하는 기업으로서의 역할을 할 것이다.
▎초저온물류창고의 LNG냉열 활용이 늘어날 전망인데
LNG는 –162℃를 NG 0℃로 상변환 될 때 필요한 열교환 매체로 냉매(R407계열)를 적용하고 냉매에서 회수된 약 –80℃의 온도로 SF급(약 –60℃ 이하), F급(약 –20℃ 이하), C급( 0℃ 이하) 등이 필요한 곳에 다양하게 공급시킬=는 온도조건에 따라 저온의 냉매를 직접 또는 열교환해 공급할 수 있다.
가스기술공사는 지난 2019년 5월 인천항만공사와 인천 신항배후단지 콜드체인클러스터 구축사업의 핵심인 냉열공급시설 운영사업에 대한 기술협력 및 업무제휴를 추진하는 업무협약을 체결한 바 있다.
업무협약을 통해 냉열공급시설 설계, 시공 및 시운전분야에서의 기술검토와 시설의 운영 인원에 대한 교육·훈련 및 장기운영 방안에 대해 협력키로 했으며 LNG 등 냉열 활용기술 및 사업화 등 각종 정보조사와 기술 자료를 교환키로 합의했다.
콜드체인 클러스터 구축을 위한 사업추진이 민간제안사업으로 변경됨에 따라 컨소시엄의 구성원으로 참여 중이며 가스기술공사가 참여하는 컨소시엄이 우선협상 대상자로 선정돼 본 계약 체결이 예정돼 있다. 인천신항 배후단지 콜드체인 물류센터 투자 및 지방자치단체와 협업해 저온창고 및 수산물 저장창고를 개발할 예정이다.
▎인천신항 LNG냉열 활용 물류창고에는 지분투자까지 참여했는데
인천신항 LNG냉열 활용 물류창고는 2018년 이전부터 검토돼 왔으며 지분투자는 EMP벨스타(75%), 한국가스공사(15%), 한국가스기술공사(5%), 한국초저온(5%) 등이 참여했다.
각 기업마다 전문분야 및 역할이 다르다. EMP벨스타는 최대주주로서 사업총괄 및 냉열물류창고 건설 등을 주관하며 한국가스공사는 물류창고에 필요로하는 LNG냉열을 공급한다. 가스기술공사는 냉열을 공급하는 시스템을 구축하는 기술을 제공하며 한국초저온은 기존 물류창고의 운영기술을 바탕으로 시설을 관리한다. 각 기업이 전문적으로 참여할 수 있는 범위에서 SPC가 구성됐다.
▎LNG냉열 주요설비인 열교환기와 배관기술 수준을 평가한다면
열교환기는 한국초저온(전 유진초저온) 시공에는 일본 스미토모 제품을 사용했으며 하동에 건립되는 경남QSF에는 국내 동화엔택 제품을 사용할 예정이다. 모두 쉘 & 튜브 열교환기이다. 쉘 & 튜브 타입보다 PCHE 타입(판형)의 열교환기의 장점이 안정성 등 더 많은 것으로 조사됐다. 하지만 국내에서는 동화엔택 자체 제품도 소형(수소 디스팬서)제작이 가능하나 이외 PCHE 타입의 열교환기는 거의 대부분 외산으로 도입되는 것으로 알고 있다.
국내에서도 LNG적용용 중대형 PCHE타입의 열교환기 개발과 보급이 필요한 상황이지만 중대형 열교환기는 수요가 많지 않아 국내에서는 아직 개발하지 않은 것으로 보인다.
냉열배관은 가스기술공사에서 검토한 결과 진공배관이 적합할 것으로 판단했다. 하지만 진공배관은 호주, 미국, 독일 등 원초적 기술을 가진 회사에서 국내 에이전트를 활용해 국내시장에 진출하고 있다.
진공배관은 국내에서도 소형(약 3인치 이하)은 반도체회사 등에 납품실적이 있는 회사가 종종 있으나 대구경(12인치 이상)의 실적은 해양플랜트분야에 납품하는 회사가 1~2개 있는 것으로 조사됐다.
그러나 우리가 활용하고자 하는 진공배관은 지하매설용으로 국내에서는 실적이 있는 회사가 없었다. 또한 지하 부식조건에 견디며 진공조건(약 30년 이상 유지)을 만족해야 하는 등 원초적 기술이 필요한 상황이다. 만약 해외사에서 납품한다면 현장에 즉시 변경 및 조정이 가능토록 국내에 공장을 두고 제작, 납품할 수 있도록 하는 조건이 필요하다.
국내에서도 해외의 원초적 기술을 협업에 의해 습득하고 제작, 납품할 수 있는 수준의 상태가 돼 냉열배관 시공 활성화에 일조했으면 한다.
▎LNG냉열 확대 걸림돌이 있다면
지금 LNG냉열을 활용한 사업이 신재생에너지에 속하지 않고 이에 따른 지원금 등이 없어 관계부처에서는 LNG냉열 활용에 대한 국가 지원정책을 마련할 수 있도록 협조하고 있다.
LNG를 기화시킬 때 나오는 냉열을 활용한 법은 현재 고압가스 저장, 일반제조와 도시가스사업법이 걸쳐 있다. 지금 LNG를 연료로 하는 선박용 LNG 벙커링 관련 법령이 없어 산자부 및 해수부에서는 관련법 제정에 준비하고 있는 것으로 알고 있다.
▎해외 진출 가능성은
우리 회사는 필리핀 및 싱가포르, 베트남 등에 LNG냉열활용방안에 대한 소개를 하고 있으며 버려지는 냉열활용방안에 관심을 가지고 있다. 특히 냉열을 활용한 의약품 및 바이오, 신선냉동 등 확대 가능성이 있다고 생각한다.
▎향후 LNG냉열 활용성 및 가스기술공사 사업방향은
LNG냉열을 활용한 기술은 냉열발전, 수소액화, CO₂포집(CCS), 반도체 및 바이오와 클린룸 온도 유지, 각종 냉장·냉동 창고 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 친환경에너지사업이다.
지구온난화 원인의 대표인 CO₂의 발생을 최소화하고 탄소중립화에 이바지 할 수 있으며 국가적으로도 미래에너지의 중심에 LNG냉열이 있다고 해도 과언이 아니다.
가스기술공사는 LNG냉열 등을 활용한 기술을 국내·외 구축 및 보급에 선도하는 기업으로서 친환경에너지사업의 다각화 및 활성화를 통해 국익 및 국민에게 보답하는 공기업으로서 역할을 다할 것이다.
특히 국내뿐만 아니라 해외에도 가스기술공사의 냉열 및 가스 관련 유지관리기술을 확산해 ESG경영을 선도하는 기업으로 나아갈 것이다.
