최근 환경 문제를 포함하여 여러 이유로 액화가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 이로 인하여 선박을 통한 액화가스의 운송이 증대하고 있고, 이를 수용할 터미널 건설도 다수 이루어지고 있다. 터미널을 건설하는데 있어 그 규모의 결정은 대상선박이 명확히 결정되어 있을 경우 그에 따른다. 그렇지 않다면 터미널이 수용하고자 하는 선박 규모를 결정하고, 관련한 규정이나 기준에 제시되어 있는 선박 치수를 활용한다. 이와 관련하여 최근 액화가스터미널 건설을 위해 항만 건설시 설계기준으로 가장 많이 적용하는 항만 및 어항 설계기준 및 해설(2017)을 활용하여 대상선박의 규모를 파악하는 과정에서 대형화된 선박의 기준이 마련되어 있지 않고, 제시되어 있는 선박의 주요치수가 실질적으로 운항하고 있는 선박과 상당히 상이하다는 점이 발견되었다. 이러한 문제점으로 인하여 터미널을 건설하는데 있어 대상선박 및 터미널의 규모 결정, 터미널의 안전성 평가 등에 있어 이해 당사자 간의 많은 이견이 있을 수 있기에 현행 액화가스운반선의 주요치수에 대한 기준을 현재 운항하고 있는 선박들의 현황 분석을 통하여 개정안을 제시하였다. 제시된 개정안은 향후 선박 및 터미널 규모 결정에 보다 적절하고 현실적인 기준으로 활용되고, 불필요한 터미널 건설비용 증가를 막을 수 있을 것으로 기대된다.
최근 환경 문제를 포함하여 여러 이유로 액화가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 이로 인하여 선박을 통한 액화가스의 운송이 증대하고 있고, 이를 수용할 터미널 건설도 다수 이루어지고 있다. 터미널을 건설하는데 있어 그 규모의 결정은 대상선박이 명확히 결정되어 있을 경우 그에 따른다. 그렇지 않다면 터미널이 수용하고자 하는 선박 규모를 결정하고, 관련한 규정이나 기준에 제시되어 있는 선박 치수를 활용한다. 이와 관련하여 최근 액화가스터미널 건설을 위해 항만 건설시 설계기준으로 가장 많이 적용하는 항만 및 어항 설계기준 및 해설(2017)을 활용하여 대상선박의 규모를 파악하는 과정에서 대형화된 선박의 기준이 마련되어 있지 않고, 제시되어 있는 선박의 주요치수가 실질적으로 운항하고 있는 선박과 상당히 상이하다는 점이 발견되었다. 이러한 문제점으로 인하여 터미널을 건설하는데 있어 대상선박 및 터미널의 규모 결정, 터미널의 안전성 평가 등에 있어 이해 당사자 간의 많은 이견이 있을 수 있기에 현행 액화가스운반선의 주요치수에 대한 기준을 현재 운항하고 있는 선박들의 현황 분석을 통하여 개정안을 제시하였다. 제시된 개정안은 향후 선박 및 터미널 규모 결정에 보다 적절하고 현실적인 기준으로 활용되고, 불필요한 터미널 건설비용 증가를 막을 수 있을 것으로 기대된다.
Recently, the demand for liquefied gas has been increasing for various reasons, including environmental problems, and as a result, transportation of liquefied gas through a ship is increasing, and several terminals are also being constructed to accommodate it. The size of the terminal to be construc...
Recently, the demand for liquefied gas has been increasing for various reasons, including environmental problems, and as a result, transportation of liquefied gas through a ship is increasing, and several terminals are also being constructed to accommodate it. The size of the terminal to be constructed shall follow the result if the target ship is clearly determined. Otherwise, the size of the vessel that the terminal intends to accept shall be determined, and then, the dimensions of the vessel given in the regulations or standards shall be used. In this regard, it was found that the main dimensions of the proposed vessels are substantially different from those actually operating and the standard for large-sized vessels has not been established in the process of determining the size of the target vessel by using the "Port and Fishing Port Design Standards" and commentary(2017), which recently is most commonly used as port design criteria in order to construct the liquefied gas terminal. Because of these problems, a revision of the standard for the major dimensions of liquefied gas carriers was proposed through an analysis of the current status of ships in service, as there could be many differences between interested parties in determining the size of the target ships and terminals and evaluating the safety of terminals. It is expected that the proposed revision will be used as a more appropriate and realistic criterion for determining the size of ships and terminals in the future and will prevent unnecessary terminal construction costs.
Recently, the demand for liquefied gas has been increasing for various reasons, including environmental problems, and as a result, transportation of liquefied gas through a ship is increasing, and several terminals are also being constructed to accommodate it. The size of the terminal to be constructed shall follow the result if the target ship is clearly determined. Otherwise, the size of the vessel that the terminal intends to accept shall be determined, and then, the dimensions of the vessel given in the regulations or standards shall be used. In this regard, it was found that the main dimensions of the proposed vessels are substantially different from those actually operating and the standard for large-sized vessels has not been established in the process of determining the size of the target vessel by using the "Port and Fishing Port Design Standards" and commentary(2017), which recently is most commonly used as port design criteria in order to construct the liquefied gas terminal. Because of these problems, a revision of the standard for the major dimensions of liquefied gas carriers was proposed through an analysis of the current status of ships in service, as there could be many differences between interested parties in determining the size of the target ships and terminals and evaluating the safety of terminals. It is expected that the proposed revision will be used as a more appropriate and realistic criterion for determining the size of ships and terminals in the future and will prevent unnecessary terminal construction costs.
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문제 정의
LPG 운반선의 경우도 전 세계적으로 현재 운항하고 있거나 건조 계획을 갖고 있는 LPG 운반선들의 현황을 파악하여 LPG 운반선들의 주요치수를 도출하고자 한다.
선형변화 및 대형화도 이루어지고 있다. 본 논문에서는 국내외에 운항하고 있는 액화가스운반선의 현황 및 규정 개정의 필요성을 파악한 후 액화가스운반선의 주요치수를 도출하였다.
여기에서는 전 세계적으로 현재 운항하고 있거나 건조 계획을 갖고 있는 LNG 운반선들의 현황을 파악하여 LNG 운반선들의 주요치수를 도출하고자 한다.
이에 항설에 명시되어 있는 대상선박이 주요치수에 대한 상기의 문제점을 개선하고자 우리나라 및 일본의 규정이 대상 선박의 주요치수를 도출하는데 사용한 회귀분석법을 검토하였다. 그동안 관련 규정이 상당시간 활용되어 왔다는 측면에서 그 신뢰성은 검증이 된 것으로 판단되어 주요치수를 도출하기 위한 분석법은 기존의 방식을 그대로 적용을 하되, 현재 운항하고 있는 액화가스운반선들의 현황을 반영하여 다음과 같이 개선점이 반영된 액화가스운반선의 주요치수 개정안을 제안하였다.
제안 방법
제시하고 있다. LPG 운반선의 경우도 실질적으로 운항하고 있는 선박들에 적용했을 경우 그 오차가 너무 크기 때문에 이에 대한 관계식도 조사된 자료를 바탕으로 새로이 도출하였고, 그 결과는 Fig. 6, Table 10 및 식(4)와 같다.
3. Linear regression analysis between DWT and GT of LNGC (Prismatic).
6. Linear regression analysis between DWT and GT of LPGC.
PIANC와 같이 최대 선형의 값을 취하는 것은 안전성 확보 측면에서는 좋을지 모르겠으나 너무 과도한 값이 설정됨으로 인하여 불필요한 항만 건설비용의 증대가 발생할 수 있기에 우리나라와 일본의 분석방식을 통하여 수치를 도출하였다. 이는 이용자 측면에서도 개정된 자료를 활용하는데 혼란을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
그동안 관련 규정이 상당시간 활용되어 왔다는 측면에서 그 신뢰성은 검증이 된 것으로 판단되어 주요치수를 도출하기 위한 분석법은 기존의 방식을 그대로 적용을 하되, 현재 운항하고 있는 액화가스운반선들의 현황을 반영하여 다음과 같이 개선점이 반영된 액화가스운반선의 주요치수 개정안을 제안하였다.
검토하였다. 그리고 실질적으로 운항하고 있는 국내외 LNG 및 LPG 운반선들의 현황 분석을 통하여 도출된 선박 치수 기준을 관련 규정들과 비교하여, 국내 항설 규정에 명시되어 있는 액화가스운반선의 선박 주요치수에 대한 개정안을 제안하였다. 이는 향후 액화가스터미널이 건설될 때에 합리적인 대상선박의 기준을 제시함으로써 불필요한 터미널 건설비용을 막을 수 있을 것으로 사료된다.
다만, 앞서 언급되었던, 국내외 액화가스운반선들의 분류기준이 상이하여 본 연구에서는 우리나라와 일본의 분류 기준인 총톤수(GT)를 바탕으로 주요치수를 정리하였고, 총 톤 수와 재화중량과의 상관관계식도 조사된 자료를 바탕으로 새로이 도출하였다.
연구보고서를 몇 차례 작성을 하였다. 보고서에서는 운항하고 있는 선박들의 현황 및 분포도를 바탕으로 선박들의 주요치수를 분석하였다.
상기 관계식을 바탕으로 현재 국적선사가 운영하고 있는 Prismatic 방식 및 Spherical 방식 LNG 운반선의 값을 도출하여 실제 값과 어느 정도의 차이가 발생하는지를 확인하였다. 실제 값은 화물저장탱크의 용적(CBM(m3))에 따른 대분류에 각각의 화물저장탱크 용적에 해당되는 선박들의 평균치이며, 그 결과를 살펴보면 Table 5와 같다.
제시하고 있다. 앞서 언급한 바와 같이 실질적으로 운항하고 있는 선박들에 적용했을 경우 그 오차가 너무 크기 때문에 이에 대한 관계식도 조사된 자료를 바탕으로 새로이 도출하였고, 그 결과는 Fig. 3, Table 8 및 식(3)과 같다.
우리나라와 일본의 경우는 선박의 주요치수 도출을 선박의 현황 파악을 통하여 수집된 자료를 바탕으로 로그 회귀분석(Logarithmic Regression Analysis), 평균값분석(Average Value Analysis) 및 선형회귀분석(Linear Regression Analysis) 방식 등을 통하여 값을 도출(각기의 톤수에 대한 커버율은 75%임) 하였고, PIANC는 최대치 값을 채택하고 하다.
우선, 국내외적으로 선사가 운영하고 있는 LNG 운반선, 설계사가 건조 설계한 LNG 운반선 및 조선소에서 건조했던 164척의 LNG 운반선들의 현황을 분석하였다. 이를 바탕으로 LNG 운반선의 주요치수인 LOA, Lpp, B 및 만재흘수 등에 대한 수치를 도출하여, 선박의 크기별(GT)로 분류하였고, 그 결과는 Table 6과 같다.
LNG 운반선들의 현황을 분석하였다. 이를 바탕으로 LNG 운반선의 주요치수인 LOA, Lpp, B 및 만재흘수 등에 대한 수치를 도출하여, 선박의 크기별(GT)로 분류하였고, 그 결과는 Table 6과 같다.
LPG 운반선들의 현황을 분석하였다. 이를 바탕으로 LPG 운반선의 주요치수인 LOA, Lpp, B 및 만재흘수 등에 대한 수치를 도출하여, 선박의 크기별(GT)로 분류하였고, 그 결과는 Table 9와 같다.
이에 따라, 본 연구에서는 먼저 국내외 선박의 치수 관련 규정을 검토하였다. 그리고 실질적으로 운항하고 있는 국내외 LNG 및 LPG 운반선들의 현황 분석을 통하여 도출된 선박 치수 기준을 관련 규정들과 비교하여, 국내 항설 규정에 명시되어 있는 액화가스운반선의 선박 주요치수에 대한 개정안을 제안하였다.
이와 관련하여 국내 항만건설 시에 기술적 기준으로 가장많이 활용하는 ‘항만 및 어항설계기준·해설(해양수산부, 2017, 이하 “항설”)’에 의거하여 액화가스터미널의 설계 계획이 적정한지를 평가하였는데, 평가하는 과정에서 여러 문제점들이 발견되었다.
주요치수는 앞서 언급한 바와 같이 우리나라와 일본에서 주요치수를 도출하기 위하여 통계자료로 회귀분석을 통하여 커버율을 75% 적용한 것과 동일하게 수행하여 도출하였으며, Fig. 1 및 Fig. 2는 그 결과 중에 총톤수(GT) 대비 선폭 (B)에 대한 선형이다.
이후, 기술 개발 및 설비 구축 단가 절약 등이 이루어지면서 일부 LNG 운반선에 증발가스를 재액화할 수 있는 재액화 장치를 설비함으로 인하여 더 이상 증발가스를 선박연료로 사용할 필요가 없게 되었다. 해당 선박은 연료 효율이 떨어지는 Turbine 기관이 아닌 Diesel 기관으로 추진체계를 바꿔 건조가 이루어졌다. Diesel 기관은 Bunker-C를 선박연료로 사용하는 기관이다.
대상 데이터
국내외적으로 선사가 운영하고 있는 LPG 운반선, 설계사가 건조 설계한 LPG 운반선 및 조선소에서 건조했던 229척의 LPG 운반선들의 현황을 분석하였다. 이를 바탕으로 LPG 운반선의 주요치수인 LOA, Lpp, B 및 만재흘수 등에 대한 수치를 도출하여, 선박의 크기별(GT)로 분류하였고, 그 결과는 Table 9와 같다.
이론/모형
실질적으로 운항하고 있는 선박 또한 그 크기가 몇 가지로 제한적이며, Prismatic 방식의 선박과 달리 선형의 변화가 거의 이루어지지 않았다. 이러한 점들을 고려하여 앞서 제시한 외국의 사례(ROM)를 Spherical 방식 선박의 주요치수 기준으로 그대로 수용하였고, 그 결과는 Table 7과 같다. 향후 좀 더 데이터가 축적되어 유의미한 결과가 도출된다면 제시된 기준과 비교하여 개정의 필요성 여부를 판단하고자 한다.
성능/효과
(2) 선박의 형태가 상당이 상이한 Prismatic 및 Spherical 방식의 화물탱크를 설비하고 있는 LNG 운반선이 운항을 하고 있음에도 이를 반영하지 못하고, LNG 운반선 하나로만 명시되어 있다.
(3) LPG 운반선의 경우 LPG의 수요 증대에 따라 운반선의 대형화는 물론이거니와 선형 변화도 상당히 이루어졌는데, 항설에 제시되어 있는 LPG 운반선의 주요치수가 현재 실질적으로 운항하고 있는 LPG 운반선의 선형 변화를 반영하고 있지 않다.
그 결과 선박의 주요치수를 총톤수 기준으로 분류한다는 측면에서 그 차이가 너무 크기 때문에 일률적인 총톤수 기준으로 두 방식의 LNG 운반선의 주요치수를 적용한다는 것은 문제가 많다고 판단된다. 단편적인 예로 총톤수 11.5만톤급 Prismatic LNG 운반선의 경우는 DWT 가 약 10만톤, LOA가 약 288미터에 만재흘수가 약 12.4미터인 반면, 유사한 총톤수의 Spherical LNG 운반선의 경우는 DWT가 약 7.8만톤, LOA가 약 289미터에 만재흘수는 12.02미터로 주요치수에 큰 차이가 있음을 알 수 있다.
세 번째로, LNG 운반선의 추진체계의 변화도 가장 큰 변화 중에 하나이다. LNG 운반선은 LNG을 운송하는 과정에서 자연 증발이 이루어진다.
여러 요인으로 인한 국내외적인 액화가스의 수요 증가에 따른 액화가스운반선의 선대 증가와 더불어 이를 수용할 부두의 건설도 증가하고 있는 가운데 새로이 신설하고자 하는 액화가스 운반선 전용부두의 선석 제원을 결정하기 위한 액화가스 운반선의 주요치수를 확인하는 과정에서 국내외에 규정되어 있는 액화가스운선반의 주요치수가 상이하다는 점이 발견되었다.
주요치수는 우리나라와 일본에서 주요치수를 도출하기 위하여 통계자료로 회귀분석을 통하여 커버율을 75% 적용한 것과 동일하게 수행하여 도출하였으며, Fig. 4 및 Fig. 5는 그 결과 중에 총톤수(GT) 대비 LOA에 대한 선형이다.
첫 번째 앞서 언급한 바와 같이 LNG와 LPG 운반선은 화물의 물리적 특성에 차이가 많아 동일한 총톤수라 하더라도선박의 치수에 큰 차이가 발생하기 때문에 액화가스 겸용터미널에 적용시킬 대상선박을 결정하는데 여러 이견이 발생하였고, 두 번째 LNG 운반선은 점점 대형화되고 있는 추세이나 항설에는 대형 LNG 운반선에 대한 기준이 마련되어있지 않았으며, 세 번째 항설에 마련되어 있는 LPG 운반선치수 기준이 실질적으로 운항하고 있는 LPG 운반선과 상당한 차이를 보이고 있다.
후속연구
그리고 실질적으로 운항하고 있는 국내외 LNG 및 LPG 운반선들의 현황 분석을 통하여 도출된 선박 치수 기준을 관련 규정들과 비교하여, 국내 항설 규정에 명시되어 있는 액화가스운반선의 선박 주요치수에 대한 개정안을 제안하였다. 이는 향후 액화가스터미널이 건설될 때에 합리적인 대상선박의 기준을 제시함으로써 불필요한 터미널 건설비용을 막을 수 있을 것으로 사료된다.
제시된 액화가스운반선 주요치수에 대한 개정안은 현재 운항하고 있는 액화가스운반선의 현황을 반영한 것으로 현재 건설 중인 그리고 향후 건설 예정인 액화가스운반선 전용 부두에 적용시킴으로써 자칫 사업자, 부두설계사 및 부두 인허가와 관리 감독을 하는 관리청 등의 이해 당사자 간의 부두 건설에 관련된 규정 적용에 있어 발생할 수 있는 이견을 줄일 수 있고, 불필요한 부두 건설비용 증가도 막을 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 점들을 고려하여 앞서 제시한 외국의 사례(ROM)를 Spherical 방식 선박의 주요치수 기준으로 그대로 수용하였고, 그 결과는 Table 7과 같다. 향후 좀 더 데이터가 축적되어 유의미한 결과가 도출된다면 제시된 기준과 비교하여 개정의 필요성 여부를 판단하고자 한다.
물론, 항설에는 총톤수와 재화중량톤수의 상관관계에 적용할 수 있도록 관계식을 제시하고 있지만, 액화가스운반선도 총톤수 기준보다는 재화중량톤수 기준을 많이 사용한다는 측면에서 관계식을 통한 변환에 다소 번거로움이 있다. 향후, 액화가스운반선의 주요치수 구분 기준이 조금 더 많은 영역에서 재화중량톤수로 이루어진다면 분류 기준을 변경할 필요성이 있을 것으로 사료된다. 더불어 3.
후속 연구로 Spherical 방식의 LNG 운반선에 대한 자료 취합 및 보강을 통하여 개정안을, 그리고 다른 선종의 주요치수도 검증을 통하여 필요하다면 개정안을 제안하고자 한다.
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