Update2024.05.04 (토)
■LNG용 극저온 카고 펌프 개요 및 기술 동향
LNG의 선적과 하역을 담당하는 극저온 카고 펌프는 화물 적하역 설비의 심장부에 해당하는 중요한 장비로서 -163°C의 극저온 LNG를 이송하는 기능을 담당하므로, 고도의 신뢰성과 안정성을 바탕으로 극저온 환경에 적합하게 설계·개발돼야 한다.
극저온 카고 펌프는 잠수식 원심 직립형 펌프(submerged centrifugal vertical pump)구조를 가지고 있다.
펌프 내부에는 전동기와 임펠러가 동일한 축에 일체화돼 있어 극저온 액체인 LNG가 전동기 내부를 통해 흐르게 된다.
운전 중 극저온 액체는 탱크 바닥부에서 흡입되고 펌프 출구로 이송되는 과정에서 극저온 액체에 의해 베어링 및 모터가 냉각된다.
따라서 극저온 카고 펌프에는 저온 영역에서 취성이 적고 연성과 강성을 유지할 수 있는 소재의 사용이 필수적이다.
최근에는 LNGC의 대형화 추세에 따라 극저온 카고 펌프도 대용량화되고 있으며, 펌프의 효율과 진동, 소음 개선이 주요 연구 분야다.
LNG용 극저온 카고 펌프의 출원 현황은 일본의 특허 출원이 압도적으로 많아 히타치(Hitachi), 도쿄닛폰 산소(Tokyo Nippon Sanso)가 상당한 비중을 차지하고 있다.
최근 들어 현대중공업과 대우조선해양의 특허 출원도 일부 진행되고 있으나 일본과 비교하면 아직 저조한 수준에 머무르고 있다.
■국내외 시장 동향
최근 고유가로 인한 LNG 수요 증가, 중동 가스전 개발 가속화, 심해 지역 유전 개발 활성화 등은 세계 LNGC 시장 확대의 직접적인 요인으로 작용했다.
LNGC 발주 증가로 LNG용 극저온 카고 펌프 시장도 성장해 2007년 기준으로 약 530억 원규모에 달하는 것으로 조사됐다.
LNGC 공급과잉에 따라 2010년까지 수요가 제한적일 것으로 예상되나 LNGC 신규 발주가 증가할 2011년부터 시장이 다시 확대될 것으로 전망된다.
극저온 카고 펌프 시장은 에바라(EBARA), 신코(SHINKO) 등의 일본 업체가 독점하고 있으며, 국내로 전량 수입되고 있다.
LNGC용 극저온 카고 펌프의 시장 분석은 LNGC 수주량에 기초해 추정이 가능하다.
LNGC에 설치되는 다양한 종류의 극저온 카고 펌프에 대한 각 단위 금액을 산출하고, LNGC 1척에 소요되는 개수의 분석을 통해 전체 시장 규모를 도출할 수 있다.
LNGC 저장탱크 4개를 기준으로 했을 때, 주화물 펌프(main cargo pump), 스프레이 및 스트리핑 펌프(spray & stripping pump), 긴급 화물 펌프(emergency cargo pump)가 척당 각각 4개씩 설치되어 LNGC 1척당 설치되는 극저온 카고 펌프의 소요 비용은 약 19억원 정도 수준이다.
LNGC 수주량과 LNGC 1척당 소요되는 비용을 고려해 LNG용 극저온 카고 펌프의 세계 시장 규모 추이를 살펴보면, 지속적인 성장세를 보여 온 것을 알 수 있다.
세계 LNGC 수주량은 2001년 22척, 2002년 19척, 2003년 16척 수준에서 2004년에는 59척에 이르는 등 높은 증가세를 보여 극저온 카고 펌프의 수요 또한 증가해 왔다.
LNGC 수주량이 59척에 달한 2004년 극저온 카고 펌프 시장은 1,121억원으로 급증했다.
그러나 2008년에는 공급과잉으로 신규 발주가 제한적으로 발생해 수주 실적이 매우 낮았으나 2012년부터 다시 LNGC의 발주량이 증가할 것으로 예상돼 극저온 카고 펌프 시장도 확대될 것으로 전망된다.
국내 LNGC 건조 물량은 2002년 6척을 시작으로 2004년에는 42척을 수주했다. 따라서 카고 펌프 시장은 798억원에 달하는 등, 폭발적인 성장세를 보였다.
그러나 2008년에는 공급과잉 현상으로 시장 규모가 95억원으로 축소되는 결과를 보였으나, 이는 일시적인 현상으로 세계 시장의 활성화가 예상됨에 따라 곧 국내 시장규모 또한 회복될 것으로 전망된다.
국내 시장 규모에 대한 상대적인 평가를 위해 세계 선박 건조 대비 국내 점유율을 살펴보면, 2003년 81.3%를 시작으로 본격적으로 세계 시장을 점유하기 시작했다.
2008년에는 비록 전 세계적인 수주량이 5척에 불과했지만 우리나라의 경우 100%의 점유율을 보이는 등, 독점적인 시장 점유 상황을 유지해 왔다.
그러나 이러한 국내 LNGC 시장 점유율에도 불구하고 핵심 기자재인 극저온 카고 펌프의 경우 국내 업체의 제작·탑재 실적은 거의 없는 것으로 나타났다.
국내 조선소에 건조되는 LNGC에는 선주들의 요구에 따라 EBARA 제품과 SHINKO 제품이 비슷한 수준으로 탑재되는 것으로 파악된다.
극저온 카고 펌프의 향후 수요 전망은, 극저온 카고 펌프와 LNGC과 FPSO에 공통적으로 활용되는 기자재인 점을 고려하여 LNGC와 FPSO의 발주 규모를 바탕으로 예측할 수 있으며 예측 결과, 연간 국내 시장은 2010년에 160억원, 2013년에 392억원 규모로 증가가 예상된다.
■주요 생산 업체 현황
극저온 카고 펌프 시장의 중요성이 확대되면서 국내 업체도 기술 개발의 필요성을 인식하고 있으나 현재는 해외 선진국들이 시장을 장악하고 있는 상황이다.
J. C. Carter(미국)가 최초로 submerged cargo LNG용 극저온 펌프를 개발한 이후, 1980년대까지 Cryodynamics(미국) 및 Cryostar(프랑스)가 독자 모델을 개발하여 LNG용 극저온 펌프의 세계 기술을 선도했다.
미국의 EBARA가 Cryodynamics와 Cryostar를 합병하여 LNGC용 극저온 펌프 대부분의 시장과 육상용 펌프 시장의 약 70%를 차지해 세계 시장을 독점하고 있다.
미국 EBARA의 경우, 일본 EBARA와 협력 및 제휴관계를 맺고 있는 것으로 알려져 있으나 모든 경영권이 일본 EBARA에 있는 것으로 파악된다.
일본의 니키소(NIKKISO)는 시장 진입을 위한 기술개발에 박차를 가하고 있다.
SHINKO는 선박용 펌프 전문기업으로 LNGC용 극저온 카고 펌프와 각 선박에 들어가는 카고 오일 펌프 등 모든 선박용펌프에 대해 높은 점유율을 차지하고 있다.
