북극 석유자원개발과 해양플랜트 산업의 현황 및 전망 467 Fig. 1. Undiscovered oil and gas resources in the arctic (USGS, 2010). 을 가진 북극에서 지구온난화로 인한 빙하 감소로 북극해 항해 기간이 단축되고, 새로

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용전 원
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1 한국자원공학회지 J. Korean Soc. Miner. Energy Resour. Eng. Vol. 55, No. 5 (2018) pp , ISSN (print) ISSN (online) 기술보고 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 신효진 1) 문영준 1) 임종세 1) * Trends and Outlook of the Arctic Petroleum Development and the Offshore Plant Industry Hyo-Jin Shin, Young-Jun Moon and Jong-Se Lim* (Received 1 October 2018; Final version Received 26 October 2018; Accepted 26 October 2018) Abstract : Petroleum exploration and production (E&P) of the Arctic is being carried out through the routes opened by global warming-induced glacial melting. However, there are considerations in the E&P such as low temperature, infrastructure, flow assurance, and environmental regulations. In extreme environments, it is difficult to apply current plant technologies, and each step of the development involves high risk and cost. Therefore, development has been carried out only by a few major oil companies. The domestic technical capability of building and manufacturing is excellent; however, the required technology and expertise of basic design and FEED are still lacking. Because the stability and quality of the plant are important, it is necessary to develop evaluation techniques for interpreting a degree of risk. In order to enhance the competitiveness of the Arctic E&P, technology convergence must be accomplished in various fields including the offshore plant industry by comprehending international technology trends. Key words : Arctic, Petroleum Exploration and Production, Offshore Plant, Technology Trends 요약 : 지구온난화로인한빙하감소로확보된항로를통해북극지역의부존자원에대한탐사및개발작업이이루어지고있으나, 저온생산환경, 인프라문제, 유동안정성확보, 환경적규제등의자원개발을진행함에있어고려사항이존재한다. 극한환경에서석유자원개발시기존의해양플랜트기술적용이어렵고탐사에서생산까지큰비용과위험이수반되므로주로석유메이저등소수기업에의해진행되어왔다. 국내의경우해양플랜트건조및제작단계의기술역량은우수하나핵심기술인기본설계부문및 FEED의기술력과경험은부족한상황이다. 또한, 플랜트의안정성과품질을중요시하는산업의특성상진입장벽이높아위험도해석과평가기술개발이필요하다. 향후북극자원개발의경쟁력을높이기위해서는국외의기술동향을파악하여해양플랜트산업을포함한다양한분야와의기술융합이이루어져야할것이다. 주요어 : 북극, 석유자원개발, 해양플랜트, 기술동향 서 북극은대륙인남극과달리북미와유라시아대륙으로둘러싸인해양으로중심지역은거의대부분이두꺼운얼음으로덮여있으며, 일반적으로 7 월평균기온이 10 C 인등온선이북지역을뜻한다. 북극해면적의 70% 를차지하는대륙붕은석유지질학적으로석유부존가능성이크고광물자원이풍부하며, 자원의대부분은수심 500 m 이내의천해에부존하고있다 (Han et al., 2013). 또한, 북극은별도의국제조약없이북극해역에대해서 1982 년 UN 에서채택되 론 1) 한국해양대학교에너지자원공학과 *Corresponding Author( 임종세 ) ; jslim@kmou.ac.kr Address; Dept. of Energy and Resource Engineering, Korea Maritime and Ocean University, Busan, Korea 어 1994 년부터발효된 UN 해양법협약 (United Nations Convention on the Law of the Sea; UNCLOS) 의적용을받아북극해 5 개연안국 ( 러시아, 미국, 캐나다, 덴마크, 노르웨이 ) 들은기본적으로 200 해리배타적경제수역을인정받고있으며, 대륙붕의지질학적인연장에의존하여해안기준선으로부터최장 350 해리혹은 2,500 m 등심선으로부터 100 해리까지대륙붕을인정받기위하여과학조사중에있다 (Lim et al., 2014). 그러나 UN 해양법협약상에서는실제적규정들이중간적입장에서모호하게규정되어있어그외의국가들간의영해, 배타적경제수역, 대륙붕과같은해양경계확정에관하여완전한합의를보지못한상태이다 (Lee, 2012). 북극해는조류, 바람, 해류의영향에의해부빙으로형성되어있으며, 이는일정하게움직이고있다. 이와같은환경 466

2 북극 석유자원개발과 해양플랜트 산업의 현황 및 전망 467 Fig. 1. Undiscovered oil and gas resources in the arctic (USGS, 2010). 을 가진 북극에서 지구온난화로 인한 빙하 감소로 북극해 항해 기간이 단축되고, 새로운 수송로가 발견됨으로써 북 극항로를 통한 자원개발 가능성이 증가되고 있다(Ko, 2011). 석유의 미발견회수가능(Undiscovered, Technically Recoverable) 자원량은 Fig. 1과 같이 오일 90 Bbbl, 천연가스 1,670 Tcf, 콘덴세이트, 천연가솔린 및 LPG를 포함하는 NGL(Natural Gas Liquid) 44 Bbbl로 발견되지 않은 세계 석유자원량의 약 22%를 차지한다(USGS, 2010). 부존 석 유의 87%가 서시베리아 분지(West Siberian Basin), 알래 스카(Alaska) 해역, 동바렌츠 분지(East Barents Basin), 서 그린란드-동캐나다 분지(West Greenland-East Canada Basin), 동그린란드 열곡분지(East Greenland Rift Basin) 에 집중되어 있을 것으로 추정되고 있다. 북극지역의 석유자원개발 북극 자원개발 현황 러시아의 석유자원은 북극지역에서 자원량 규모 1위인 서시베리아 분지와 3위인 동바렌츠 분지에 집중되어 있으 며, 석유생산량의 대부분은 서시베리아에서 생산되고 2050년에는 러시아 북극연안에서 전체 생산량의 20~30% 가 생산될 것으로 예측되고 있다. 러시아 북극연안 Prirazlomnoye에는 Gazprom Neft가 운영하는 플랫폼을 통해 2018년에 260만톤을 생산할 계획이며(Reuters, 2017), 푸 틴 러시아 대통령은 2013년 러시아 북극지역 개발 전략을 승인하여 2020년 러시아 극지방 사회경제 개발 정책 을 2025년까지 연장하였다. 또한 최종투자결정(FID)이 승인 된 Yamal LNG 프로젝트의 일환으로 2017년 말에 Yamal LNG 가스플랜트, Tambey Gas Center 개발을 시작하였 으며, Gazprom사와 독일 Wintershall사가 Urengoy 석유 및 가스콘덴세이트 매장지의 Achimov 퇴적층 지역을 개 발할 계획이다(KMI, 2018). 미국 알래스카는 북극지역에서 가장 많은 약 30 Bbbl의 탐사자원량이 있는 대표적인 대형 석유 부존지역이다. 2010년 멕시코만(Gulf of Mexico)에서 발생한 Deepwater Horizon호 폭발사고 이후, 미국 오바마 정부는 석유 산업의 환경적인 문제에 강력한 규제를 가하여 북극해에서의 석유 시추를 금지시켰다. 2017년 트럼프 대통령 당선 이후, 미국 정부는 국내 에너지 생산량을 늘리기 위한 조치로 거의 모 든 미국 연안 해역에서 석유 시추를 개방하였다(Reuters, 2018). 이에 따라 2015년에 Shell이 알래스카 Chukchi Sea 에서 진행한 시추 이후 처음으로 석유탐사를 위한 시추를 허가하였다(The Seattle Times, 2018). 또한, 미국 상원의 회 국방위원회가 2018년 국방수권법(National Defense Authorization Act)을 통과시켰으며, 최대 6척의 쇄빙선 건 조를 허용하는 조항이 포함되었다(KMI, 2017). 캐나다는 전 세계 석유 생산국가 중 석유부존량 3위, 총 일차 에너지 생산량 5위로 개발 생산이 활발하게 진행되고 있으나(EIA, 2018), 북극지역 개발은 준비 단계이다. 캐나 다 북극지역의 주요 석유 부존지역 중 탐사자원량이 가장 많은 지역은 Amerasian 및 서그린란드-동캐나다 분지로 각각 Bbbl과 Bbbl로 추정되며(USGS, 2008a), 자원개발 시 비용 측면에서 경제성이 떨어져 캐나다 북극 지역의 총 11개의 유 가스전은 탐사와 시추 단계에 머물러 있는 상태이다. 2018년에는 C-NLOPB(Canada-Newfoundland and Labrador Offshore Petroleum Board)와 CNSOPB (Canada-Nova Scotia Offshore Petroleum Board) 주도하 에 탐사 및 시추를 진행 중이며, 생산을 위한 유정작업을 수 행하고 있다(NEBCanada, 2018). 제55권 제5호

3 468 신효진 문영준 임종세 그린란드는북아메리카북동부대서양과북극해사이에위치하며, 영해에는원유 48 Bbbl, 서부그린란드와동부캐나다사이의지역에는원유 7.3 Bbbl, 천연가스 52 Tcf 가부존되어있는것으로추정하고있다 (USGS, 2008b). 특히, 그린란드북동대륙붕은북해의약 2 배에달하는광대한면적의미개척석유부존지역으로알려져있다 (Ko, 2012) 년부터현재까지 GEUS(Greenland Geological Survey) 와덴마크정부주도하에그린란드동쪽에위치한 Jameson Land 에대한탐사를수행하고있으며, 2007~2015 년사이에 Carin Energy 는그린란드서쪽에 8 개의시추를수행하였으나상업성을확인하지못하였다. 또한 2013~2014 년에는그린란드동쪽지역에서의탐사권한을 Shell, Statoil, Chevron, ENI 에허가한바있다 (Greenland Gas and Oil, 2018). 노르웨이의경우정부발표에따르면지속적인탐사로인해북극해의바렌츠해에는 80 억 Boe, 노르웨이해는 53 억 Boe 의석유가부존되어있는것으로추정된다 (KEEI, 2014) 년북극지역석유탐사권을 13 개의석유기업에발행하였으며, 북극해의지속가능한발전을위해북극권도시인트롬쇠 (Tromsø) 에북극해양연구소건립을계획하고있다 (KMI, 2017). 북극자원개발시고려사항북극항로중북서항로의연안국인캐나다, 북동항로의연안국인러시아그리고북극항로의자유통항을주장하는국가들로미국, EU, 중국등이있으며, 영유권및관할권문제와더불어극한환경에서도각국은자원개발을위하여많은비용소모와위험부담을안고개발을진행하고있다. 북극에대한접근성은빙질조건, 수심, 북극연안국의요구, 규정등에크게좌우되며, 겨울은영하 40 C 밑으로내려가는추위와초속 30 m 이상의눈폭풍등으로야외활동이불가능하고곳곳에위험요소가산재하고있어일반적인생활이어렵다 (Lim et al., 2014). 북극에서의자원개발은전형적인고위험, 고비용사업구조로극한환경으로인한특수장비가필요하며, 접근성문제로각종물자조달비용이상승하고자원개발을위한기반시설이극도로취약한실정이다. 시추완료후완결작업을수행할경우영하 35 C 이하에서는모든운영작업이중단되며, 저온생산환경에서발생하는문제에대한대비책이필요하다. 또한, 계절에따라북극지역에대한접근성이크게차이나며, 생산된석유의수송은주로파이프라인을통해서이루어지고있다. 그러나파이프라인건설시지반침하, 환경문제, 동상 (Frost Heaving) 현상과시추작업후유체가흐르기시작하면서석유에서석출되는고체물질에의한유동안정성확보 (Flow Assurance) 문제를제어할수있는기술이필요하다. 환경의경우지구온난화로북극해해빙의두께와크 기가꾸준히감소하고있으며, 수백톤이상의메탄가스가북극해저에서방출되고잔류성유기오염물질 (Persistent Organic Pollutants; POPs), 중금속, 방사능, 산성화, 북극안개, 오존층파괴, 생태계파괴등으로인해환경오염이가중될우려가있다 (Lim, 2017). 따라서 E&P, 플랜트, 운송, 조선, 철강등과같이북극개발관련산업에있어지속가능한개발을위해서는자연광부족, 해빙, 저온환경등과같은요인들을고려할수있는기술을적용하여야한다. 자원개발을위한해양플랜트산업의이해 해양플랜트산업해양플랜트산업은바다에서석유자원의시추와생산, 처리등과직접연관된시설, 구조물, 장비, 시스템등을총칭하며, Fig. 2 와같이나타낼수있다. 해상플랫폼 (Floater) 은해수면에서고정식또는부유식의형태로설치되어해저로부터석유를생산하여처리또는저장하고, 육상이나셔틀탱커등으로이송하는데필요한해상설비를탑재한구조물을일컫는다. 상부구조물 (Topside) 은일반적으로석유의생산, 정제및저장등을위한해상플랫폼에탑재되는장비와플랜트, 시스템등을총칭하며, 전력생산을위한발전기, 가스의처리공정을위한가스플랜트등을포함한다. URF 는 Umbilicals, Riser 및 Flowline 으로구성되며, 각각통신, 전력및화학처리제를이송하기위한일종의케이블, 강관혹은유연관으로해저면에서해상설비로직접연결되는관로와처리되지않은생산물이흐르는해저관로를뜻한다. 해저시스템은해저생산정에서회수된원유및가스등을해상의생산설비에안정적으로공급또는위급한경우차단하기위한해저생산시스템과생산정의생산량및회수율향상을위해최근적용되는해저프로세싱시스템으로구성된다 (KRISO, 2015b). 이렇듯석유뿐만아니라심해저망간단괴, 가스하이드레이트, 파력발전플랜트, 조력에너지발전플랜트, 해상풍력발전플랜트등도넓은의미의해양플랜트로이해될수있다 (Sung, 2014). 또한해양플랜트는해상을이용하여화물을운송하는선박이나해저의석유및광물자원을시추, 생산, 수집하는등의해양자원개발뿐아니라풍력, 조력, 파력등의신재생에너지원의해양시스템, 해양공간을활용하기위한다양한목적의건조물을의미한다. 컨테이너선, 벌크선, 유조선, 해저에너지원을탐사, 시추, 생산하기위한해상플랫폼, 해저생산처리시스템, 상부구조물플랜트의엔지니어링, 건조 제작, 이송 설치 운용 유지 보수와관련된산업활동이포함되며, 조선해양플랜트기자재도포함한다 (KATS, 2017). 한국자원공학회지

또한다양한공학기술을바탕으로한대표적인융복합산업으로각종분야의전문인력이요구되는고용창출형산업구조이며, 철강, 조선, 기자재, 해운은물론 IT, 전기, 전자, 철강, 화학등연관산업이매우다양하다 (KRISO, 2015b). 각과정에많은비용과위험이수반되는석유자원개발로인해주로석유메이저와일부국영석유기업등소수기업에의해해양플랜트가발주되어왔다. Fig.

4 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 469 Fig. 2. Composition and proportion of offshore plant (ISIA, 2018). 해양플랜트산업의특성과공급사슬해양플랜트산업은북해와멕시코만의해상광구를중심으로노르웨이, 영국, 미국등의국가에서발전해왔으며, 해양의극한환경을극복하며안정적으로석유자원을개발하기위해서는고난도의기술집약적인대규모설비및막대한자본투자가필요하다 (KEEI, 2015). 또한다양한공학기술을바탕으로한대표적인융복합산업으로각종분야의전문인력이요구되는고용창출형산업구조이며, 철강, 조선, 기자재, 해운은물론 IT, 전기, 전자, 철강, 화학등연관산업이매우다양하다 (KRISO, 2015b). 각과정에많은비용과위험이수반되는석유자원개발로인해주로석유메이저와일부국영석유기업등소수기업에의해해양플랜트가발주되어왔다. Fig. 3 과같은공급사슬을가지는해양플랜트산업은발주사가플랜트설계뿐아니라주요기자재의제작사지정등이들의영향력이매우크게작용하는수요자중심의시장이며, 전방산업인자원개발산업뿐아니라후방산업에서의파급효과도매우높다고할수있다. 또한, 정형화되거나표준화하기어려운특성이있어플랜트의사양과건조방식은프로젝트마다달라 지며, 안정성과품질을중요시여기는산업의특성상대부분의핵심및요소기자재는소수의검증받은제한된업체에의해공급되고업체간의경쟁이치열하다 (KEEI, 2015). 신규업체의경우시장에진입하기위해서는현장실증을통한납품실적 (track record) 을쌓아야가능하며, 제품이개발된후에도안정성이보장되어야한다. 북극자원개발용해양플랜트기술개발의필요성북극의극한환경하에서의자원개발은인프라와각종설비건설시날씨, 지반환경, 소요자원조달등에어려움이있으며, 플랜트를세우기위해서는계획, 설계, 설치, 운용, 사후관리까지전과정에걸쳐철저하고정밀한관리가요구된다. 기존의중동, 아프리카, 동남아시아등에서의플랜트기술로해소하기어려운측면이있으므로북극에서설치후 20 년이상사용되는해양플랜트의안전성및운용성을위해서는지상설비의재료, 공법, 형식등에있어차별화된기술과기준을적용한기술이필요하다. 또한국내의기자재업체들은대부분중소기업으로북극의극한환경해양플랜트기술개발에대한역량이다소부 Fig. 3. Supply chain of offshore plant. 제 55 권제 5 호

5 470 신효진 문영준 임종세 Table 1. The global market estimates (2010) and outlook by offshore plant type (Sung, 2014) Offshore plant Floater Subsea URF Offshore wind Etc Total , , ,165 1, , ,056 1,898 1, ,039 족한실정이며, 상용화기술 R&D 와더불어극한환경하에서도채굴, 처리할수있는해양플랜트관련설계및엔지니어링기술, 소재및기자재개발및인력양성에대한적극적인지원이반드시필요하다 (Kim, 2014). 미국, 일본및유럽의선진국에서는계획, 설계단계에서발생할수있는다양한문제점들을분석하여설계오류검증, 비용감소 / 공기단축등을목적으로하는가상현실기반의프로그램을개발하여활용하고있으며, 현장통합관리를위해플랜트에서실시간으로공정데이터, 이벤트를관리하고실시간데이터처리가가능한인프라및프로세스자동화솔루션을적극도입중이다 (Hwang, 2017). 북극자원개발용해양플랜트개발동향및전망 해양플랜트시장의규모와전망해양플랜트기자재분야는 Honeywell, Cameron 등소수의해외기업이독점적으로지배하고있으며, 가치사슬 (Value Chain) 상국내해양플랜트산업은 PCI(Procurement, Construction & Installation) 에서 EPCI(Engineering, Procurement, Construction & Installation) 분야로점차경쟁우위를넓혀가고있는것으로분석되고있다 (Sung, 2014). 주요해양플랜트분야별세계시장규모와전망을 Table 1 에나 타내었으며, 2014 년하반기이후유가하락이진행되면서해양부문에대한투자가빠르게위축, 수익성이악화된오일메이저의투자계획과더불어 Fig. 4 와같이 2016 년이후유가상승의긍정적인영향으로점차발주가재개될전망이다. 일반적으로해양유전개발의손익분기점을넘어서는유가수준은배럴당 70~80 USD 이상으로알려져있으며, 배럴당 70 USD 를상회하는수준에서유가가유지될경우주요자원개발투자기관들의해양유전투자가증가하는경향을보인다. 또한, 중장기적관점에서오일메이저들이생산능력을유지하기위해서는지속적인투자집행이이루어질필요가있으며, 다변화된자원개발포트폴리오확보등을위해경제성이양호한해양프로젝트를중심으로선별적인투자집행은지속적으로이루어질것으로전망된다 (KNU, 2015). 전세계해양시추리그의약 62% 는북해 (North Sea), 멕시코만, 페르시아만 (Perisan Gulf), 극동해 (Far East Sea), 동남아시아 (Southeast Asia) 에설치되어있으며, 약 0.45% 가북극지역에설치되어있다 (Statista, 2018). 세계해양시추설비가동현황은잭업리그 (Jack Up Rig), 반잠수식시추리그 (Semi-Submersible Drilling Rig), 시추선 (Drillship) 의전체가동설비량이 2013 년부터감소하는추세를보이며, 감소량은반잠수식시추리그, 잭업, 시추선순서로크게나 Fig. 4. Global oil price. 한국자원공학회지

6 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 471 타난다. 또한 FPSO(Floating Production Storage and Offloading), 고정식생산설비의전체가동설비량은 2013 년부터증가하는추세이며, 특히중동, 아시아태평양지역의고정식생산설비가동설비량이다른지역에비해크게증가하였다 (KOSHIPA, 2017). 국내해양플랜트업계현황국내해양플랜트업계는신규발주감소, 유가하락, 대규모적자등과공사기간연장및발주취소등의문제로실적악화는물론기업의신뢰도하락에영향을받고있는상태이다. 시장에서중국의저가물량공세와일본의엔저및기술력을바탕으로한경쟁에서국내업계는생산성저하, 기업의영업실적악화라는어려움에처해있으나, 중장기적으로는중국, 인도등의지속적인에너지수요증가와육상및천해지역자원고갈등에따른심해석유개발증가로 2020 년이후에는점차발주가회복될것으로전망되고있으며, 2020 년이후 2014 년발주량수준으로회복되고 2017 년이후에는 FPSO 시장활성화가예상되고있다 (Seo, 2016). 국내해양플랜트업체들의경우대형업체들은 LNG 선, 극초대형컨테이너선, 대형탱커, 시추선, FPSO 등을주로건조하며, 중형급이하업체들은석유제품운반선, 벌크선등을주로건조한다 (FISI, 2016). 해양플랜트, LNG 선, 초대형컨테이너선등고부가가치선종중심으로시장을석권해왔던한국은해양플랜트시장이조정을거치면서수주량은감소하였으나, 시장점유율은상승하였다 (Fig. 5). 그러나플랜트설계표준화와단순화를통해중소형리그를생산하던해외조선사의시장참여로해양부문의경쟁이더욱높아졌으며, 국내업계의수주는과거처럼대폭늘어나기는어려울것으로예상된다. 국내선종별수주량, 건조량, 수주잔량은전체적으로감 소하는경향을보이며 (Figs. 6~8), 시추선의수주량및수주잔량은 2014 년을기점으로감소하였다 (KOSHIPA, 2017). 시추선은향후 7 년간연평균 4 척발주, FPSO 는향후 7 년간연평균 20 척 ( 신조 / 개조포함 ) 발주가기대되고있으며, 유망분야로는 LNG 수요증가에따른 LNG FPSO, LNG FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit) 등에대한발주가증가할전망이다 (Seo, 2016). Figs. 9~11 에국내조선 3 사의수주량, 건조량, 수주잔량을나타내었으며 (KOSHIPA, 2017), 건조량은수주잔량감소로 2011 년부터지속적으로감소하다 2016 년소폭상승하였다. 수주량은 2015 년을기점으로급격히감소하였으며, 수주잔량의경우 2010 년부터감소하는경향을보이다 2015 년을기점으로급격히감소하였다 년대부터국내대형조선사의수주잔고에서해양플랜트가 50% 이상비중을차지하였으며, 국내상위권조선사들이시장점유율저하에대응하여해양플랜트수주를확대해왔으나시추설비의인도물량부담과유가영향으로 2014 년이후해양플랜트발주규모는크게위축하였다. 국내해양플랜트산업의경우대형조선사들은축적된경험과기술개발능력을바탕으로주로고부가가치영역에서경쟁하고있으며, 범용선박시장은중국의다수조선업체들이진입하여경쟁을시작하였고국내중형급이하조선소들도수출시장에진입해있는상황이기때문에경쟁이치열하다 (KATS, 2017). 또한, 싱가포르와중국조선사들이가격경쟁력을바탕으로중형급의프로젝트수주에성공함으로써국내조선사들의경우대형프로젝트에서기술경쟁력을입증하고안정적인수주물량확보가능성을파악하여야할것으로사료된다. 따라서국내의수주경쟁력유지를위해서는자원개발에대한이해를바탕으로기존의해양플랜트건조및제작기술을접목시켜야할것이다. Fig. 5. Shipbuilding tonnage by 2016 of major shipyards. 제 55 권제 5 호

7 472 신효진 문영준 임종세 Fig. 6. Domestic amount of orders received by ship type. Fig. 7. Domestic shipbuilding tonnage by ship type. Fig. 8. Domestic order backlog by ship type. 한국자원공학회지

8 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 473 Fig. 9. The three domestic shipbuilders based on the amount of orders received. Fig. 10. The three domestic shipbuilders based on the shipbuilding tonnage. Fig. 11. The three domestic shipbuilders based on the order backlog. 제 55 권제 5 호

9 474 신효진 문영준 임종세 해양플랜트부문기술역량해양플랜트의가치사슬 ( 혹은생애주기 ) 은 Fig. 12 와같으며, 통상적으로타당성조사및예비탐사, 시추및탐사, 설계, 건조및제작, 운반, 설치및시운전, 운영및유지관리, 해체로구분된다. 국내의해양플랜트산업의경우생산기술의절대적인우위를점하고있음에도불구하고설계기술의자립화를위해상당한노력이필요하며, 가치사슬상건조및제작부문을제외하고는고부가가치영역은메이저와해양엔지니어링회사의독점영역에해당되어있다 (Sung, 2014). 국내조선 중공업사가강점을가지고참여하는단계는건조및제작단계라할수있으며, 플랜트건조과정에서설계변경등으로공정지연및비용초과가발생할수있으므로해양자원개발경험에기반을둔설계부문역량이제작공정의효율과비용을결정하는가치사슬의핵심요인이라 할수있다 (KEEI, 2015). 세계최고수준의해양플랜트기술수준을 100 으로보았을때우리나라와주요경쟁국들의기술수준분석결과를 Fig. 13 에나타내었다 (KRISO, 2015a). 설계에서제작에필요한생산설계부문의역량은우수하나, EPCI, 상세설계, 모듈화의경우경쟁국들과유사한수준이고자원개발과관련된타당성조사및예비탐사, 시추및탐사등그외의단계에있어서우리나라의기술력은부족한실정이다. 국내기업은시공중심의산업구조로성장하여가치사슬상의상세설계및시공관련우수한기술을보유하고있으나, 원천기술, 기본설계, 핵심기자재등에서는아직기술력이상대적으로미흡한상태이다. 국내조선 3 사 ( 현대중공업, 대우조선해양, 삼성중공업 ) 는전세계경기침체에따른업황부진을타개하고자하였으나, 무분별한해양플랜트수주로인해경영적위기를초래하였다. 또한 FEED(Front Fig. 12. Value chain of offshore plant. Fig. 13. Technology level of Korea and major competitors. 한국자원공학회지

10 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 475 End Engineering and Design) 기술의취약으로인한생산설계및공정, 기자재국산화와건조기간단축, 운송및설치등 EPC(Engineering, Procurement & Construction) 전분야에서경쟁력이약화되고있는실정이나, 핵심기자재의국산화추진및활발한 IT 융합기술개발과해외투자유치확대등으로시장여건을개선하기위한노력이추진되고있다 (MSS, 2016). 북극해양플랜트기술동향북극에서의해양플랜트개발은자원의소유와활용을위해둘러싸고있는인접국사이에서벌어지는영유권분쟁, 항로의통행과관련한국제협약상의이견등과더불어기술적으로다양한문제가산재한다. 수심이관건이되는심해용플랜트와달리북극지역해양플랜트에서기술적으로제기되는문제는기능의최적화와유빙의충돌로부터의안전확보, -50 C 이하의저온조건에서의생존확보와더불어안전및친환경설계등다양한관점에서의접근이필요하다. 특정해역에서수명이다할때까지위치를고정하고작업에투입될수있는해양플랜트에적용되는법규나기준은개별지역의환경적특수성으로부터많은영향을받는다 (Kim, 2014). 또한해양플랜트산업은목적및운항경로에따라적합한선형개발이필요하고, 거친해상에서의안전운항, 화재및비상탈출, 해양오염방지를위한설비구비등에있어국제표준및각종국제기구의기준을적용해야한다 (MSS, 2016). 국내기술로시장에진입한극한지역운항용선박및해양플랜트는쇄빙선및내빙선, 고정식플랫폼 (Fixed Platform), 반잠수식시추리그, 시추선, FPSO 등과함께북해지역에서운영가능한잭업리그까지다양한제품군이있다 (Kim, 2014). 그러나국제규제및산업환경변화에적응하여선박과해양플랜트에탑재되는부품및기자재를다양한특수복합성능을갖추도록요구함에따라국내해양플랜트산업의경쟁우위를점하기위해관련기술개발필요성이증대되고있다 (KATS, 2017). 해양플랜트선가의 35~55% 를차지하는해양플랜트기자재분야에서우리나라는 EU, 미국, 일본등선진국에비해제품의차별적기술, 신뢰도, 납품실적등의측면에서상대적인열위상태로산업적진입기수준에머물러있다. 국내조선산업에서상선에탑재되는기자재의국산화율은평균 90% 를상회하고있으나, FPSO, 반잠수식시추리그, 시추선등해양플랜트기자재의경우국산화율이 20% 에불과하여핵심기자재를수입에의존하고있는상황이다. 또한, 해양플랜트선가대비세부분야별기자재의국산화율은기계장치와배관재는 15~20% 의국산화율을나타내며, 전기장치는 35~45% 내외의비교적높은국산화율을보인다. 이에반해핵심장비인안전설비는 5% 내외의국산화율을보이고있어이들설비를대부분수입에의존하고있다 (KRISO, 2015b). 최근에는선박, 해양플랜트및관련기자재의연구개발및설계생산과관련하여 ICT(Information Communication Technology) 기술을접목한신기술개발을통해선박및해양구조물의기능고도화에대한관심이증가하고있다. 이러한해양플랜트 ICT 융합산업을통해조선해양산업의생산성을향상시킬수있으며, 국제경쟁력강화및해양시스템, 기자재의기능고도화및고부가가치화가가능할것이다 (MSS, 2016). 국내의경우 IT 기술의높은완성도와산업기반을가지고있어일반적인플랜트기술과 ICT 기술의융합이주요쟁점이며, 한국선급을중심으로생애주기관리시스템개발이진행되고있다. 국내조선 3 사및연구소를중심으로안전성및위험도해석과평가기술개발이활발히이루어지고있으며, 선진국의진입장벽을넘기위하여노력하고있는실정이다 (KRISO, 2015b). 이렇듯북극과같은극한환경에서의자원개발시자본적지출 (Capital Expenditure; CAPEX) 의증가로자원개발사의수익감소가불가피하므로 CAPEX 의감소가필요하며, 이를위한설비단순화, 표준화, 구조물의기능고도화등을적용한해양플랜트기술이요구되고있다. 결 북극해와같은극한환경에서해양플랜트를활용한석유자원개발은타산업에비해 R&D 규모가크고기술개발목표달성에대한위험부담이존재한다. 러시아, 노르웨이등유럽국가들은해양플랜트산업에대한기술력과지정학적우위를바탕으로북극자원개발과시장참여에적극적으로나서고있다. 미국은국가차원에서극지환경보전과국가간협력체계강화등보다근본적인생태계조성에주로초점을맞추고있으며, 석유개발메이저기업을중심으로자원개발을진행하고있다. 이렇듯북극자원개발은장기적인투자와지원이필요하며, 인력양성과더불어해양플랜트산업의높은진입장벽을넘어야성장이가능하다. 따라서국내의경우석유자원개발에대한이해와조선분야의건조및제작능력을바탕으로정부차원의전략적기술개발노력이필요하며, 해양플랜트, ICT 융합산업을통해기능고도화및고부가가치화실현을위한방안을개발해야할것이다. 사 이연구는산업통상자원부자원개발특성화대학사업의지원을받아수행되었으며, 이에감사드립니다. 론 사 제 55 권제 5 호

11 476 신효진 문영준 임종세 References Future Industry Strategy Institute(FISI), Industry Development Plan based on the Current Status and Prospect of Shipbuilding & Offshore Plant Industry, , Seoul, Korea, 129p. Greenland Gas & Oil, , projects/jameson.html. Han, B.S., Jang, H.C., Kim, D.H., Lee, J.H., and Shin, C.H., Investigation on the development status and strategies about oil and gas of neighboring countries in the arctic. J. Korean Society for Mineral and Energy Resources Engineers, 50(2), Hwang, I.J., Extreme oil gas plant technology. J. Korean Society of Mechanical Engineers, 57(2), Institute for Steel Industry Analysis (ISIA), , Kim, Y.J., Extreme resource plant technology trends. J. the KSME, 54(11), Ko, J.H., Petroleum geology of the arctic barents sea. J. Korean Society for Mineral and Energy Resources Engineers, 48(4), Ko, J.H., Petroleum geology of the North-East Greenland shelf in the arctic. J. Korean Society for Mineral and Energy Resources Engineers, 49(4), Korean Agency for Technology and Standards(KATS), Shipbuilding and Offshore Industry Status and Standardization Trend, KATS Technical Report 98, Eumseong, Korea, 16p. Korea Energy Economics Institute(KEEI), World Energy Market Insight, Analysis of issues 14-31, Ulsan, Korea, 13p. Korea Energy Economics Institute(KEEI), Tasks and Countermeasures of Offshore Plant Industry in Domestic Resource Development, Occasional Research Report 14-09, Ulsan, Korea, 113p. Korea Maritime Institute(KMI), Polar Ocean News Monthly 52, KMI, Busan, Korea, 19p. Korea Maritime Institute (KMI), Polar Ocean News Monthly 63, KMI, Busan, Korea, 17p. Kyungpook National University (KNU), Development of Offshore Plant Parts Industry with IT Convergence, Research Project, Daegu, Korea, 174p. Korea Offshore and Shipbuilding Association(KOSHIPA), Shipbuilding Yearbook, Research Project, Seoul, Korea, 450p. Korea Research Institute of Ship and Ocean Engineering (KRISO), 2015a. Research on the Status and Development Plan of Offshore Plant Industry. KRISO, Daejeon, Korea, 98p. Korea Research Institute of Ship and Ocean Engineering (KRISO), 2015b. Analysis and Development Plan for Improving Competitiveness of Offshore Plant Industry. Ministry of Science and ICT(MSIT), Daejeon, Korea, 123p. Lee, C.Y., The role and limitation of CLCS through the interpretation of UNCLOS and relevant rules. The Korean J. International Law, 57(4), Lim, J.S., Shin, H.J., Kim, J.S., and Jin, Y.K., The trends and outlook of technology development for oil and gas in the arctic. Ocean and Polar Research, 36(3), Lim, J.S., Arctic Oil and Natural Gas Development and the Fourth Industrial Revolution, Arctic Policy Forum, Busan Development Institute, p Ministry of SMEs and Startups (MSS), Plant Engineering, Technology Roadmap for SME , Daejeon, Korea, 259p. National Energy Board Canada, , getfile.php/ /pdf/seminar%202018/arctic%20sa fety%202018/keith%20landra%2c%20national%20ene rgy%20board%2c%20canada.pdf Reuters, , astern-arctic-iduskbn1990i5 Reuters, , y-all-u-s-offshore-to-oil-drilling-iduskbn1et1ow Seo, Y.J., Review and Prospect of Shipbuilding & Offshore Plant Industry, KIET Industrial Economics. Statista, , number-of-offshore-rigs-worldwide-by-region/ Sung, H.G., Proposal for Development of Offshore Plant Industry, Machine Industry. The Seattle Times, , business/eni-receives-federal-permit-for-us-arctic-offshoredrilling/ United States Geological Survey(USGS), 2008a. Assessment of Undiscovered Oil and Gas Resources of the West Greenland-East Canada Province, Fact Sheet , Virginia, USA, 2p. United States Geological Survey(USGS), 2008b. Circum-Arctic Resource Appraisal: Estimates of Undiscovered Oil and Gas North of the Arctic Circle, USGS Fack Sheet , Virginia, USA, 4p. United States Geological Survey(USGS), U.S. Geological Survey Oil and Gas Resource Assessment of the Russian Arctic, Final Report, Virginia, USA, 29p. US Energy Information Administration(EIA), , AN 한국자원공학회지

12 북극석유자원개발과해양플랜트산업의현황및전망 477 신효진 현재한국해양대학교에너지자원공학전공박사수료 ( 本學會誌第 54 券第 3 号參照 ) 문영준 2018 년한국해양대학교에너지자원공학과공학사 임종세 현재한국해양대학교에너지자원공학과교수 ( 本學會誌第 54 券第 6 号參照 ) 현재한국해양대학교에너지자원공학전공석사과정 ( ; yjmoon@kmou.ac.kr) 제 55 권제 5 호

Issue Br ief ing Vol E01 ( ) 해외경제연구소산업투자조사실 하반기경제및산업전망 I II IT : (

Issue Br ief ing Vol E01 ( ) 해외경제연구소산업투자조사실 하반기경제및산업전망 I II IT : ( Issue Br ief ing Vol. 2013-E01 (2013.07.22) 해외경제연구소산업투자조사실 하반기경제및산업전망 I. 1 1. 1 2. 2 3. 6 4. 7 II. 8 1. 8 2. 10 3. IT 15 4. 17 5. 20 6. 21 : (3779-6685) (3779-6679) (3779-5327) (3779-6677) (3779-6680)