[헤럴드경제=홍석희 기자] 가정용 냉장고의 냉동실 온도는 영하 20도 정도다. 드라이 아이스의 온도는 영하 80도다. 그런데 LNG(액화천연가스, Liquefied Natural Gas)의 화물창 온도는 영하 162도까지 떨어진다. 저온 상태가 유지되지 않을 경우 LNG는 기화되고 이는 곧 운반 손실로 이어지게 된다.

최근 국내 대형 조선사들이 기화된 LNG를 재액화 하는 기술을 잇따라 선보이는 것도 운반손실률을 낮추기 위해서다. 일반적으로 천연가스의 성분 중 90% 이상을 차지하는 메탄(methane, CH4)은 끓는점은 영하 162도다. 그래서 LNG선이 천연가스를 액화상태로 운반하려면 화물창을 -162℃로 유지해야 한다.

▶액화 이유는?= 가스를 액화 시키는 이유는 부피 때문이다. 일반저긍로 액화된 천연가스가 기화될 경우에 부피가 600배로 늘어난다. 반대로 기화된 가스를 액화시킬 경우엔 부피가 600분의 1로 줄어들게 된다. 말하자면 운반효율이 600배나 차이가 난다.

그러나 600배에 이르는 운반 효율을 이루기 위해선 치러야 하는 비용도 만만치 않다. 영하 162도까지 온도를 떨어뜨려야 가능하기 때문이다. 유럽이나 북미지역 등 천연가스가 생산되는 지역과 소비지역이 육지로 연결된 지역에서는 파이프라인으로 기화된 상태로 가스를 보내고 받을 수 있다. 그러나 가스를 바다 건너로 보내야 할 때엔 현재까지로선 선박을 사용해 운송하는 것이 다수다.

▶핵심기술은 화물창= 화물창은 LNG선박의 핵심이다. 대략 선박 비용의 5% 가량은 화물창 특허를 가지고 있는 프랑스 업체에 로열티로 고스란히 지급되는 것도 화물창이 LNG선박의 핵심이기 때문이다. 화물창 건조비는 로열티 5%와는 별도다.

화물창 내부의 LNG는 영하 162도의 초저온 액체인데 반해, 선박(화물창) 밖의 온도는 상온이다. 화물창 내/외부의 온도차가 발생한다. 이 때 LNG의 온도가 조금이라도 올라 가게 되면 즉시 기화된다. 이 때문에 높은 압력과 낮은 온도에서 오는 변형(일반 금속의 깨어지는 성질이 증가)을 방지하고 -162℃의 극저온 상태를 유지시켜 주기 위한 특수한 화물창을 필요로 하게 된다.

예컨대 두께 1cm정도의 철판을 영하 162도 온도로 얼린 뒤 이를 1m 높이에서 떨어뜨리면 얼음조각처럼 산산이 부서진다. 영화 터미네이터2에서 액체합금 로봇이 극저온 상태로 얼은 다음 산산이 부서지는 것과 같은 원리다.

▶LNG선 화물창의 종류= LNG선 화물창은 모양에 따라 일반적으로 멤브레인형(Membrane type)과 모스형(Moss type, 구형탱크) 으로 나뉘어진다. 모스형은 공 모양의 탱크를 선체에 탑재하는 선형으로 화물창과 배 몸체인 선각이 독립돼 있다. 멤브레인형은 박스 형태의 화물창으로 모스형보다 용적 효율이 높고, 화물창이 갑판 하부에 위치하기 때문에 운항시 시계 확보도 우수한 장점이 있다.

멤브레인형은 방열재를 이용해 배 안에 특수한 화물창을 설치합니다. 외부에서 가해지는 모든 힘을 안전하게 지탱해주기 위해 외벽은 특수 콘크리트로 만들고, 내벽은 -162℃의 초저온 LNG를 실을 수 있는 니켈 합금강, 스테인리스강으로 제작된 멤브레인 시트로 만든다.

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<협조=삼성중공업>