박스형 대용량 고압 LNG 저장탱크 기술 개발

폴 베르간 교수팀, 형보다 20배 LNG 저장 가능한 직육면체형 압력탱크 개발

직육면체형 고압탱크가 적용된 LNG선. 파란색 영역의 부분(컨테이너 900개 적재)만큼 공간을 절약할 수 있다.

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 박스형 대용량 고압 LNG 저장탱크 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)는 해양시스템공학전공 폴 베르간 교수와 장대준 교수가 포스코와 공동으로 격자구조를 활용해 기존보다 최대 20배 많은 LNG를 저장할 수 있는 직육면체형 대용량 고압탱크 개발에 세계 최초로 성공했다고 18일 밝혔다.

이번에 개발된 고압탱크는 같은 양의 LNG를 저장할 경우 기존 원통형 고압탱크 대비 약 40%의 공간만 필요하다.

초대형 컨테이너 수송선의 LNG 연료 탱크로 사용될 경우 900개의 컨테이너를 추가로 적재할 수 있어 1척당 연간 90억원의 운송이익이 발생할 것으로 전망된다.

산업에서 사용되는 대용량 고압탱크는 대부분 원통형이다.

저장량을 늘리기 위해서는 외벽을 두껍게 만들어야 하지만 두꺼워질수록 가공이나 용접이 어려워 부피는 대형버스 10대 크기인 1000㎥ 수준에 그쳤다.

원통형 구조의 특성상 필요 없는 공간을 많이 차지하기 때문에 유효부피가 작아 저장량이 줄어드는 것은 물론 여러 개의 고압탱크 설치로 인해 유지보수비용이 많이 드는 단점이 있었다.

연구팀은 대용량 직육면체가 압력을 견딜 수 없다는 기존 상식을 과감히 탈피해 내부에 격자구조를 채택, 직육면체 압력 용기를 개발했다.

약 3m 간격으로 설치된 바둑판 형태의 격자구조는 외벽에 전달되는 압력을 분산시켜 부피가 늘어나도 외벽이 두꺼울 필요가 없다.

개발한 기술을 활용해 대형버스 200대 부피인 2만㎥(10기압)까지 설계 기술 개발을 마쳤다.

원천 기술인 격자구조를 활용하면 더욱 큰 고압탱크도 만들 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

포스코가 자체 개발한 극저온용 고망간강으로 고압탱크를 제작하면 30% 이상의 비용이 절감될 것으로 예상된다.

장대준 교수는 “이번에 개발한 격자형 고압탱크 기술로 에너지의 생산·수송·저장산업에 혁신을 가져올 것”이라며 “고압 공급 사슬 구축으로 LNG·LPG·CNG 공급 분야 전체에서 에너지 소모를 20% 이상 줄일 수 있게 될 것”이라고 밝혔다.

초대형 고압탱크의 축소모델로 만든 시험 탱크(10기압, 80㎥)는 오는 21일 포항 강림중공업에서 학계와 산업계 관계자들을 대상으로 시연회를 열고 24일부터 27일까지 일산 킨텍스에서 열리는 세계 최대의 천연가스 학회인 가스텍 2014에서 일반에 공개한다.

시험 탱크는 지난 2월 15기압의 수압 시험에 성공, 미국기계학회 압력용기 인증을 이미 확보한 상태다.