독일 최초의 액화천연가스 터미널의 종합 배출 모니터링 설비

2022년에 발생했던 일련의 사건들은 에너지 시장에 큰 충격을 안겨주었습니다. 갑작스럽게 독일에서도 액화천연가스(LNG)가 주요 화두로 떠올랐습니다. 빌헬름스하펜에 위치한 독일 최초의 LNG 터미널에 사용되는 연도가스 측정 시스템은 SICK가 공급했으며, 현재는 엔드레스하우저가 판매하고 있습니다.

• 2022년 12월 중순부터 독일은 빌헬름스하펜에 정박한 Höegh Esperanza호를 활용하여 자체 LNG 터미널을 운영하고 있습니다.
• 배출 모니터링을 위해서는 이 특수 용도에 맞는 새로운 시스템을 설계해야 했습니다. 방폭 관련 특수 요건을 충족해야 할 뿐만 아니라, 해당 선박이 항구에 10일 이상 머무르기 때문에 국제해사기구(IMO)의 규정이 아닌 대형 연소 설비에 대한 독일 연방 배출가스 규정이 적용되기 때문입니다.
• 이 글은 2023년 4월 27일 www.sick.com에 처음 게시되었습니다. 2025년 1월 1일부터 엔드레스하우저는 SICK의 가스 분석 및 유량 측정 기술을 전 세계에 독점 판매하고 있습니다.

독일은 2022년 12월 중순부터 빌헬름스하펜에 정박한 Höegh Esperanza호를 활용해 자국 최초의 액화천연가스(LNG) 터미널을 운영하고 있습니다. 이 터미널은 매년 약 50억 m³의 천연가스를 독일 가스 공급망에 공급할 예정입니다. 이는 독일 전체 가스 수요의 약 6%에 해당하는 양입니다. 독일 연방정부는 특정 에너지원, 특히 러시아산 가스에 대한 의존도를 신속하게 낮추기 위한 방안으로 이 부유식 저장·재기화 설비(FSRU)를 매우 짧은 기간 내에 구축했습니다. Höegh Esperanza호는 탱커 운송을 위해 영하 163도로 액화된 천연가스를 다시 기체 상태로 변환(재기화)하는 용도로 10년간 임차된 상태입니다. FSRU 설비에서는 증기를 발생시켜 액화 가스를 가열하는 데 사용합니다. 천연가스가 다시 기체 상태로 전환되면 가스 계량소로 이송되어 상거래용 계량을 거친 후 가스 공급망 운영사에 전달됩니다. Höegh Esperanza호가 공급하는 가스의 상거래용 계량에도 엔드레스하우저 장비가 사용되고 있습니다.

독일 최초의 FSRU인 이 설비의 특징은 재기화 과정에서 발생하는 배출가스도 검증된 SICK 기술로 측정한다는 점입니다. 엔드레스하우저 SICK의 전력 및 에너지(Power & Energy) 부문 산업 관리자인 마르쿠스 하스(Markus Haas)는 “이처럼 특수한 용도에 맞는 기술 시스템은 이전에 없었기 때문에, 완전히 새로운 시스템을 개발했습니다.”라고 설명합니다. “방폭과 관련된 특수 요건을 충족해야 할 뿐만 아니라, 이 선박은 항구에 10일 이상 머무르기 때문에 국제해사기구(IMO)의 규정 대신 대형 연소 설비에 대한 독일 연방 배출가스 규정이 적용됩니다.”

이 프로젝트는 이러한 요건들 때문만이 아니라 조선소와 선주부터 관계 당국 그리고 한국,·일본,·노르웨이 등지에 있는 SICK의 여러 지사에 이르기까지 수많은 국제적 이해관계자가 참여했기에 더욱 까다로운 과제였습니다. SICK AG의 국제 고객 및 프로젝트 컨설팅 책임자인 아네트 슐티스(Anette Schultis)는 “이러한 국제적 접근 방식과 그에 따른 업무 조율 과정이 프로젝트를 매우 역동적이면서도 복잡하게 만들었습니다.”라고 말합니다. 프로젝트에는 일정상의 압박도 컸습니다. 당시 가스 공급을 둘러싼 어려운 상황 때문에 모든 절차를 매우 신속하게 진행해야 했습니다. 슐티스는 “시스템 시운전은 2022년에 이루어졌습니다. 플랜지 설치와 기타 사전 작업은 Höegh Esperanza호가 브레스트항에 정박해 있던 2022년 10월에 진행되었습니다.”라고 덧붙였습니다.

SICK가 적절한 시점에 대응할 수 있었던 데에는 터미널 운영사인 Uniper와 이전부터 교류해 온 점도 도움이 되었습니다. 액화천연가스(LNG) 터미널의 배출 모니터링 시스템에 대한 첫 문의는 이미 2016년에 이루어졌습니다. 2019년, SICK는 보일러 및 엔진 제조사 및 자사의 배출가스 전문가들과 협력하여 FSRU 선박 내 8개 시료 채취 지점을 배출 규정에 따라 모니터링하기 위한 계획을 수립했습니다.

2022년 봄, Uniper로부터 Höegh Esperanza호에 대한 문의를 받았을 때, 비록 해당 선박의 기술적 사양은 완전히 달랐지만 앞서 수립해 둔 계획들이 유리하게 작용했습니다. 마르쿠스 하스는 “이러한 사전 작업과 우리의 전문 지식 그리고 MCS200HW라는 적합한 제품을 보유하고 있다는 사실이 종합적으로 작용하여 적기에 솔루션을 제공할 수 있는 원동력이 되었습니다.”라고 말합니다. 이 배출 모니터링 시스템은 배출 모니터링을 위한 전환 기간을 거친 후 2023년 5월 Höegh Esperanza호에서 본격적으로 가동되었습니다.

Höegh Esperanza호의 경우 천연가스 공급 체계를 신속하게 구축하고 친환경적인 배출가스 제어 방식을 도입했지만, 기후 변화 완화라는 측면에서 LNG는 여전히 과도기적 연료로 간주됩니다. 따라서 향후에는 액체 암모니아의 재기화와 같은 방식으로 무탄소 에너지 생산에도 FSRU를 활용할 수 있어야 합니다. SICK 팀은 솔루션 설계 단계부터 이러한 가능성을 고려했습니다. 마르쿠스 하스는 “이 시스템은 향후 암모니아에 사용할 수 있도록 약간의 수정만 거치면 됩니다.”라고 설명합니다.

이러한 점에서 Höegh Esperanza호의 배출 모니터링 시스템은 향후 에너지 전환의 방향을 제시하고 큰 잠재력을 보여주는 중요한 프로젝트입니다.