심해저 극한건설 플랜트·장비기술

2. 기술 동향

2.2. 국내외 해저 공간 및 구조물 개발 동향

2.2.5. 심해저 극한건설 플랜트·장비기술

◦ 핵잠수함 USS 미시간호는 길이 170m, 폭 12.8m로 4층의 구조로 설계.

◦ 잠수함의 대략 면적을 8000㎡라고 가정하면, 2400평에 해당. (축구장 1개의 크기)

◦ 160명의 승조원을 40가구(1가족 4인 기준)로 가정하면 100가구는 이보다 2.5배 큰 공간이 필 요.

◦ 따라서 100가구 거주 시 필요면적은 약 6000평(약 2만㎡)이 산술적으로 도출.

◦ 이는 산술적인 계산일뿐이며, 발전소, 생명유지장치 등 유틸리티 공간이 별도로 필요하므로, 적어도 실제 거주 공간의 5배 이상이 필요.

◦ 또한 육상과 해저를 연결하는 터미널과 잠수함 정박지 등을 고려하면 더욱 많은 공간이 필

요.

◦ 국내적으로는 해저 플랫폼과 이송기술 등에 대한 설계 및 시공, 접합시스템, 유지관리, 위해 환경 분석 등 연구개발이 미미한 실정임.

◦ 국내에는 본 기술과 관련된 가치사슬이 전무한 실정이며, 단지 해외 선전기업으로부터 기자 재 제작 주문을 받아 납품하는 일부 품목이 있음.

◦ 향후 시장수요 증가가 예상되고 있는 상황에서 세계 시장을 몇몇 회사가 독점하고 있어 수급 에 있어서 국내 관련기업(건설·엔지니어링사, 중공업사, 기자재 기업 등)을 중심으로 심해저 극한건설기술에 대한 독자개발을 통하여 시장진입을 위한 적기로 분석됨.

[그림 2.19] 심해저 극한건설 플랜트·장비기술 개요

[그림 2.20] 심해 극한기술의 활용분야 예시

☐ 심해저 극한건설기술 및 산업현황

◦ 국내에서는 연구소, 대학에서 가스 배관 및 원격작동기구(remotely-operated vehicle) 등에 대

한 수치해석 및 모형시험 검증 등 기반기술을 부분적으로 보유

◦ 심해저 플랜트·장비의 설계 및 제작, 시공, 용접시스템, 배관재료, 첨단유지관리 및 운영, 해 저 위해환경 분석 등에 관한 연구는 전무한 실정

◦ 국내의 경우 해저생산플랜트에 대한 기술 수준은 일부 중공업 업체가 연근해 해저파이프 설 치 기술을 보유하고 있는 수준으로 국내 기술 인프라를 고려 시 전반적으로 기술 수준은 선 진업체 대비 약 50% 내외로 평가됨.

◦ 국외 선진기술 현황을 살펴보면 해저생산시스템인 해저트리(subsea tree)와 매니폴드 (manifold)는 2006년 해저 2,463m까지 설치된 기록이 있음.

◦ 1990년대 이후 심해 1km 이상의 깊이 설치된 이후에 이러한 설치사례는 점증하고 있음을 알 수 있음. 여기서 해저트리는 해저 시추공에 설치되어 생산 및 안전성을 제어를 하는 장비이 며, 매니폴드는 다수의 해저트리를 연결하는 장치임.

◦ 해저 배관 시공분야에서 최근의 핵심기술은 J-lay 기술로써, 기존에 S-lay 방식에서는 배관이 바지선과 해저면에서 각 1회씩 2회 굽힘과정을 거치는 반면에 J-lay 기술은 배관의 굽힘이 배관이 해저면에서 1회 거치는 방식으로 해상(off-shore)에서 심해로 약 2km에 적용된 사례 가 있음.

◦ 해저생산플랜트 분야는 노르웨이의 FMC 및 Aker Solution과 미국의 Cameron 등이 전체 해저 플랜트 시장의 80%를 차지고 있음.

◦ 현재까지 해저 플랜트 시장은 해저생산시스템(subproduction system)이 대부분을 차지하였으 나 최근에는 시추방법, 시스템 기능 등 새로운 기술이 접목되고 있음.

◦ 해저와 관련된 설비 및 엔지니어링 시장의 경우 오일 주력사와 연계된 소수의 에너지 관련 설비 및 엔지니어링업체들이 시장을 주도하고 있음.

◦ 대표적인 글로벌 업체들로는 해저생산시스템 시장을 주도하고 있는 FMC, GE, Cameron 등이 있고, 엔지니어링 업체로는 Aker Solution, Technip, Saipem 등임.

[그림 2.21] 해저 플랜트·장비 설치수준

[그림 2.22] 해저생산플랜트 설치현황 (Journal of Offshore Technology, 2009, INTECSEA)

[그림 2.23] S-lay(좌) J-lay(우) 공법 개념도

☐ 심해저 극한건설기술 개발방향

◦ 일부 선진기업이 시장 카르텔을 형성하여 독점하고 있는 심해저 극한건설 플랜트·장비분야 는 에너지·자원 메이저 업체와의 연계가 크게 작용

◦ 오랫동안 축적된 높은 원천기술 및 사업실적 등으로 초기 시장진입 장벽이 높은 편임.

◦ 심해저 극한건설 플랜트·장비분야는 시장 확대 및 성장 가능성이 매우 크고 소수의 기업에 의한 시장 과점으로 인하여 경쟁이 치열하지 않아 후발 기업에게는 기회요인으로 분석됨.

◦ 해양 및 해저분야 개발 증가에 따라 점진적인 시장 확대가 예상되는 심해저 생산플랜트 및 장비, 심해저 배관망설계 및 시공기술, 2km 이상 심해저 시추기술 등이 유망한 것으로 분석

◦ 기자재 설계 및 제작, 현장 적용을 위한 엔지니어링 등 산업파급효과가 매우 크고, 기본적인

단위유닛 및 기기 가격이 1기당 수백억 원이 넘는 등 고부가가치 분야이며 현장 시공분야는

수천억 원 이상의 대규모 공사가 수반되는 산업분야임.