해양플랜트산업은 원유(Crude oil), 천연가스(Natural Gas), 미래에는 하이드레이트(Hydrate), 천연광물 등의 해양자원을 발굴하고 시추하며, 시추된 자원을 저장하고 더 나아가 정제하는데 필요한 모든 설비, 장비, 기기 등을 포함하고 있다. 해양자원을 발굴, 시추, 저장, 정제하는 모든 설비, 장비, 기기를 제조, 운전, 관리, 유지하는 모든 활동도 해양플랜트산업에 포함된다.
해양플랜트의 범위
해양플랜트는 바다 위에 떠 있거나(부유식) 바다 위로 나와 있는(고정식) 해상플랫폼과 해저와 접촉이 이루어지고 해양자원을 채굴하는 해저시스템과 이송설비로 구성되어 있다. 일반인이 이해하고 있는 해양플랜트는 해상플랫폼을 의미하지만 해저의 시스템과 이송설비는 해상플랫폼 이상의 기술과 Know-how를 필요로 한다. 국내의 해저시스템과 이송설비 기술은 선진기술에 비해 크게 부족하며, 경험을 갖고 있지 못한 단점도 있다.
용도와 설치방식에 따른 분류
해양플랜트는 용도에 따라 시추용과 생산용으로 나누고 설치방식에 따라 고정식과 부유식으로 구분한다. 용도에 따라 나눈 시추용과 생산용에서 시추용은 다시 연안과 심해로 나누어진다. 연안에는 Jack-up(갑판승강형구조물), 심해에서는 Drillship(선박형 구조물), Semisubmersible(반잠수식 구조물)이 있다. Jack-up(갑판승강형구조물)은 수심 100m 정도의 해역에서 사용하는 이동 가능한 구조물이고 Semisubmersible(반잠수식 구조물)은 수심 150~2,000m에서 사용하는 구조물이다. Drillship(선박형 구조물)의 경우도 다양한 깊이의 심해에서 사용한다.
생산용의 해양플랜트도 연안과 심해로 나누어진다. 연안에서는 Fixed Platform(고정식 플랫폼)이 사용되며, 심해에서는 FPSO(부유식 원유시추저장설비)와 FPU(부유식 원유시추설비)가 사용된다. Fixed Platform(고정식 플랫폼)은 이동 가능한 부유식과 달리 해역에 고정된 형태이다. FPSO(부유식 원유시추저장설비)는 대수심 유전이나 중소규모 유전개발에 이용되며, 심해 생산구조물 중 가장 주목 받는 구조물이다. FPU((부유식 원유시추설비)는 FPSP(부유식 원유시추저장설비)와 역할을 분담한 구조물이며, 시추와 생산만 담당한다.
설치방식에 따라 고정식과 부유식으로 구분하는데, 고정식은 Gravity Based Structure(중력기반구조물), Jack-up(갑판승강형구조물), Guyed Tower(타워형구조물)이 있다. Gravity Based Structure(중력기반구조물)은 해저부에 깊이 고정되어 있어 안정적이며, Jack-up(갑판승강형구조물)은 이동시에는 부유식으로 보이나 작업시엔 다리를 해저에 고정시킨다. Guyed Tower(타워형구조물)는 외력에 의해 일부 흔들릴 수 있도록 설계된다.
부유식은 개발해역이 깊어짐에 따라 그 유용성이 나타나게 된다. 수심에 영향을 받지 않기 때문에 심해저 시추, 생산에 가능하지만 해저에 고정하지 않기 때문에 계류시스템을 통해 위치를 고정하여야 한다. 최근의 기술로는 1m 범위 내에서도 고정이 가능한 것으로 알려지고 있다. 부유식에는 SPAR(스파형 구조물), TLP(인장각식 구조물), Semisubmersible(반잠수식 구조물), FPSO(부유식 원유시추저장시설)이 있다. SPAR(스파형 구조물)는 심해저용으로 개발되었으며, 굴착과 생산을 할 수 있다. TLP(인장각식 구조물)는 부력을 이용하고 파이프를 통해 계류한다. Semisubmersible(반잠수식 구조물)은 정확한 위치선정을 위해 Dynamic Positioning System을 이용한다. FPSO(부유식 원유시추저장시설)는 생산, 저장, 하역이 가능한 시설로 부유식 중에서 가장 주목받는 시설이다.
해양플랜트의 특성
해양플랜트산업은 해양자원 채굴에 많은 비용이 들어가기 때문에 진입장벽이 매우 높고 운전에 대한 Risk가 항상 존재한다. 원유와 천연가스를 보더라도 그 시장은 독과점 시장이고 글로벌 기업이나 각 국가의 국영기업에 의해 운영되고 있다.
해양플랜트는 개발광구의 지형이나 기후, 생산자원의 특성을 면밀히 파악하여야 하며, 시추하는 해양자원이 막대한 경제적 효과를 주기 때문에 해양플랜트의 가격은 상대적으로 안정적인 채굴 능력을 보여주는 것이 중요하다. 따라서 해양플랜트는 그동안 북해와 멕시코만에서 많은 경험을 쌓은 영국, 미국, 노르웨이가 Know-how를 갖고 있으며, 해상플렛폼을 제작할 때, 중요한 부품을 직접 선택하거나 제작한다. 이것이 국내 해양플랜트의 최대 약점이며, 해양플랜트를 제조하면서 부가가치의 한계를 갖는 이유가 된다. 국제사회의 감시와 날카로운 시선 때문에 해양자원개발은 더욱 안전을 강조하고 따라서 해양플랜트의 부품 및 시스템에 대한 발주국가의 간섭은 심해지고 있다.
최근의 산업 경향과 국내 기술수준
최근의 해양플랜트는 또다시 전환을 맞고 있는데, 그것은 IT와의 융합이다. 다행이 IT기술은 우리나라가 앞서 있기 때문에 안전만을 강조한 기존 해양플랜트의 부가가치 한계를 극복할 수 있는 계기로 삼아야 한다. 해양플랜트는 해양자원을 운반하는 해양운송, 심해자원을 정제하는 석유화학산업, 플랜트를 제조하는 철강, 화학, 전자 산업의 복합설비 산업이나 이제 안전이 검증된 이상 IT를 융합한 효율의 시점으로 접어들고 있는 것이다.
한국조선협회를 통해 국내 해양플랜트의 수준을 보면, 한국은 건조/제작을 제외하고는 상의 위치에 올라오지 못하고 있다.
*예비탐사/타당성조사: 상(미국, 프랑스, 영국, 이탈리아), 중(일본, 네덜란드, 브라질, 인도), 하(한국)
*시추/평가: 상(미국, 프랑스, 영국, 이탈리아), 중(한국, 일본, 네덜란드, 스위스, 브라질, 인도), 하(중국)
*설계: 상(미국, 프랑스, 영국), 중(한국, 중국, 싱가폴, 이탈리아, 네덜란드, 스위스, 브라질, 인도)
*건조/제작: 상(한국), 중(중국, 일본, 싱가폴, 미국, 프랑스, 영국, 이탈리아, 네덜란드, 스위스, 브라질)
*운반: 상(미국, 프랑스, 영국, 네덜란드), 중(한국, 중국, 일본, 싱가폴, 이탈리아, 스위스, 브라질)
*설치/시운전: 상(일본, 미국, 프랑스, 영국), 중(한국, 중국, 싱가폴, 이탈리아, 네덜란드, 스위스, 브라질)
*운영/유지관리: 상(미국, 프랑스, 영국), 중(중국, 일본, 싱가폴, 이탈리아, 네덜란드, 브라질), 하(한국)
세계시장 경쟁그룹
또한 한국과학기술정보연구원의 자료에 의하면 해양플랜트 세계시장 경쟁구도는 한국이 2그룹에 속하고 2그룹은 전체시장의 30% 수준을 점유하고 있다.
* 1그룹(미국, 유럽) : 시장점유율(60%), 개발/설계/운영 및 핵심 부대장비
* 2그룹(한국, 싱가폴) : 시장점유율(30%), 설계/건조/개조 및 업그레이드
* 3그룹(중국, 중동) : 시장점유율(10%), 설계/건조/운송/설치/운영/수리
