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중소기업 기술로드맵 조회결과

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LNG연료공급 시스템
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

LNG연료공급 시스템 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • LNG연료공급 시스템은 기존 선박에서 사용하고 있는 화석연료인 HFO, MGO를 대체하여 LNG를 연료로 사용하여 선박을 추진하는 전반적인 시스템을 의미함
  • LNG연료공급 시스템 기술은 해운시장에서의 신에너지 사용으로 인한 운임료 절감, 획기적인 환경오염방지대책으로써의 대응, 새로운 에너지 패러다임으로의 변환에 대한 기대감으로 조선산업 전체의 이목이 집중되고 있는 기술로서 초기시장 진입기에 해당하는 기술분야
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
LNG 연료공급 시스템 기반 기술 연료 저장 기술
  • 선박 타입/형상별 연료 저장 탱크 제작 기술
  • 신소재 단열재 적용 LNG 열전달 최소화 기술
가스엔진 제작
  • 기존연료/LNG의 Changer Over 충격 최소화 제어 기술
  • 순수 LNG 적용 선박 엔진 제작 기술
연료 공급 모듈 적용
  • 기존 연료 탱크 공간 최적화 적용 연료공급 모듈 적용 기술
  • 선박 용도를 반영한 연료공급 모듈 Compact 배치 기술
최적 선박 설계
  • 기존선박 내부 3D Scanning 및 도면화 적용 기술
  • 기존선박의 엔진/추진시스템 해체 및 재 설치 기술
LNG 벙커링 기술
  • LNG 벙커링 기자재 제작 기술
  • LNG 화물 유량 측정 및 안전 운용 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

전 세계적으로 강화된 환경규제와 선박 연료 가격의 상승, LNG 공급량의 증가에 따른 LNG의 가격하락으로 LNG연료공급 시스템의 지속적인 수주 증가와 이에 따른 LNG벙커링의 수요도 증가할 것으로 전망하고 있으나 분석하는 기관마다 각자의 시나리오, 환경규제 발효시점, 연료가격경쟁 등 아직은 확정되지 않고 고려해야 할 변수가 많아 전망수치에 차이가 있음

[ LNG연료추진선 세계시장 규모 및 전망 ]

세계 섬유산업 수요 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
수출금액 236 266 269 303 349 407 16.5

* 출처 : Clarkson(2014), 재구성

나. 국내시장
  • 현 시점(2015.06)에서 LNG연료추진선 및 LNG벙커링 산업 자체는 활성화되어 있지 않으나 유가 및 환경규제에 따른 성장 가능성은 대단히 높으며 이에 국내 조선산업의 실적 추이와 전망을 통한 LNG연료추진선 및 LNG벙커링 시장성장 예측을 해보고자 함
  • 국내 조선업의 수주량(전체 선박을 대상으로 함)은 2007년 707척, 2,364만CGT로 정점을 찍은 이후 급감 하였고, 2010년 이후 국내 주력선종 위주의 시장 형성으로 다소 회복 되었으나 유럽 재정위기로 다시 감소, ‘13년 수주가 늘었으나 ‘14년에는 다시 감소
  • 2011년에는 유럽의 재정위기로 시장이 침체되었고 2013년에 다소 회복된 발주로 전년대비 높은 수주증가를 보였으나 2014년 다시 시장이 위축
  • 선종별 수주량을 보면 2012년에는 LNG선 28.3%, 탱커 27.3% 컨테이너선 23.4%를 나타냈으나 2013년의 경우 탱커 33.3%, 컨테이너선 25.7%를 차지
4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • LNG를 연료로 하는 추진 시스템은 현재 강화되는 온실가스와 배기가스 규제에 대응하기 위한 기술이며, 조선 선박 및 기자재 기술의 신 성장 동력으로서 기여할 수 있는 차세대 제품으로 부각됨
  • LNG 연료추진 시스템 기술은 친환경/고부가가치선박 시장의 주도권을 확보하기 위하여 필수적인 기술로서, 유럽 및 일본의 선박 기자재 기업뿐만 아니라 중국 등 국가의 기업 역시 기술개발을 활발히 추진 중임
  • LNG 연료추진선박은 전통적으로 조선강국인 북유럽 및 각국의 선급을 중심으로 하여 전 세계적으로 적용 및 보급이 빠르게 진행되고 있으며, 노르웨이에서 최초로 연안여객선에 적용한 사례(2000년)가 있음
  • 노르웨이 선급은 5,000CMB의 LNG 연료탱크를 탑재한 VLCC를 선보인 바 있으며, 이는 한번 주유로 2만 해리까지 운항이 가능하여, 이후 발효될 IGF 요건이 충족 가능
  • LNG연료공급시스템의 기술은 세부적으로 'LNG 연료가스 공급 시스템 설계 및 Pilot 제작', '안전을 고려한 연료가스 공급 시스템 배치 및 제어기술', '고압(250bar 이상) 및 극저온(-163℃이하)에서 사용 가능한 기자재 부품 개발 기술(펌프, 열교환기, 밸브, 계측장비 등)', '연료공급 시스템 공정 해석 및 안전성 분석(HAZID, HAZOP) 기술', '연료의 누수, 확산 및 폭발 관련 해석 기술', '연소, 열전달 및 유동해석 기술', '시스템 설계 기술', '모니터링 및 안전장치 설계기술' 등이 포함 됨
  • LNG 연료추진 시스템 관련 국외 주요기업 활동

(2) 국내동향

  • LNG연료저장탱크 및 연료가스 공급시스템의 세계 시장 규모가 5조원 이상으로 예측되고 있으며 국내의 조선산업에서 차지하는 비중을 고려할 때, 전 세계의 대형 LNG연료추진선의 60% 이상이 국내에서 건조될 것으로 가정하면, 관련 시장 규모는 연간 3조원 이상이 될 것으로 예상됨
  • 기존 석유계연료에 비해 매연과 이산화황 배출이 거의 없고 질소산화물은 90% 이상, 온실가스도 20% 이상 감축할 수 있으며 연비도 거의 대등하고, 특히 LNG가격이 석유보다 저렴하여 선주들에게도 환경적, 경제적의 두 측면을 만족시키는 매력적인 대안으로 평가되며 유럽회사 및 한국가스공사에서는 2020년까지 시장전망을 긍정적으로 예측하고 있음
  • 한국가스공사, 경남에너지, 삼천리의 공동연구용역을 통해 한국에서 LNG벙커링 수요는 10백만 톤(2030년 기준) 이상을 기대할 수 있을 것으로 연구되었음
  • LNG연료추진선의 건조시장이 2020년 이후 연 20여 척 이상 성장성을 보일 것으로 판단하며, 2030년 국내 건조 선박의 약 25% 정도인 200여 척 건조가 가능할 것으로 예상함
  • LNG연료공급 시스템의 경우, 국내 조선기자재 업체의 R&D기반이 미흡하여, 약 60% 정도만이 국산화가 진행된 상황으로, 연료공급 모듈과 관련된 핵심 선박 기자재는 당분간 해외 의존도가 높을 것으로 판단됨
  • 산업통상자원부에서는 지역산업 지원사업 시행계획에 따라 각 시·도 협력산업과 주력산업을 확정·발표하였으며, 대형조선소와 부산지역에 위치해 있는 조선해양기자재업체가 중심이 되어 'LNG연료공급모듈','부품·장비 제작기술'의 남해안 벨트를 형성/육성할 계획
  • 고부가가치 선박인 LNG연료추진선 기자재 관련 핵심기술 확보로 기자재 및 선박 수출의 지속적인 증대와 관련 산업의 고용창출 증대에 기여하며, 수입 기자재에 대한 경쟁력 확보로 부품 소재산업 활성화에 기대됨
  • 친환경 선박 분야는 미래 전략 산업으로 글로벌 기업 육성을 통하여 일자리 창출 및 지역/국가 경제 발전에 기여할 것으로 판단됨
5.핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산·학·연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
  • 핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성(10)을 고려하여 평가

[ LNG연료공급 시스템 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
고압 LNG 연료 공급 장치 고압 연료공급 및 기화 장치 LNG를 300bar로 가압하고 기화시키기 위한 고압펌프 및 고압 열교환기에 관한 기술
고압 연료공급 제어시스템 선박용 엔진에 고압 LNG 공급과 안전을 위한 각종 밸브 등의 제어시스템에 관한 기술
BOG 처리시스템 고압 LNG연료공급시스템의 탱크 및 배관에서 발생하는 기화가스(BOG) 처리에 관한 기술
저압 LNG 연료 공급 장치 저압 연료공급 및 기화 장치 LNG를 16bar로 가압하고 기화시키기 위한 저압펌프 및 저압 열교환기에 관한 기술
저압 연료공급 제어시스템 선박용 엔진에 저압 LNG 공급과 안전을 위한 각종 밸브 등의 제어시스템에 관한 기술
BOG 처리시스템 저압 LNG연료공급시스템의 탱크 및 배관에서 발생하는 기화가스(BOG) 처리에 관한 기술