김영주 / 한국지질자원연구원 탐사시스템연구실 실장 – “드릴링 시스템은 자원플랜트 핵심 기술, 세계 최고 수준의 기술 개발 목표”

기후변화 대응, 극한지 자원개발과 비전통 자원개발 확대 등 에너지 시장 판도변화와 함께 에너지 안보를 위해서 국내 플랜트산업이 다운스트림 일변도에서 벗어나 업스트림으로 진출해야 한다는 지적이 많다. 업스트림으로 진출하기 위해서는 핵심 기술인 드릴링 기술과 장비 국산화가 필수적이다. 이를 위해  국토교통부에서 육상시추시스템연구단을 출범시켰다. 본 연구단을 이끌고 있는 한국지질자원연구원 김영주 탐사시스템연구실 실장을 만나봤다. 김 실장은 국토교통과학기술진흥원 플랜트 연구단장도 겸하며 국내 플랜트산업 R&D에 활발히 활동 중이다.<편집자주>

– 한국지질자원연구원 탐사시스템연구실을 맡고 있는데, 어떤 연구를 수행하는 곳인가.

한국지질자원연구원 포항센터 탐사시스템연구실은 해저 탐사시스템 연구분야(탐사 엔지니어링 특화 기술)와 육·해상 자원플랜트 연구분야(심해 자원플랜트 요소기술 개발 및 시험) R&D가 활발하게 진행되고 있다.

세부적으로 현재 탐사시스템 연구 분야는 소형선박 맞춤형 탐사기술 개발 및 실증 등을 연구하고 있으며, 자원플랜트 연구 분야는 석유가스 시추시스템 핵심기술 개발, 플랜트 요소기술 설계 및 안정성 평가, 50m급 타워형 실험동 구축 및 운용, 해저시스템 핵심기술 개발 등을 연구하고 있다.

– 국토교통부 국책과제의 하나로 자원플랜트 핵심기술인 육상 시추 드릴링 시스템을 개발하는 「육상시추시스템연구단」을 이끌고 있다. 본 연구단에 대한 소개를 부탁한다.

육상시추시스템연구단은 국토교통분야 미래신성장동력 창출 및 국민의 삶의질을 향상시키기 위해 수립된「2013년 국토해양기술 연구개발사업 시행계획」에 따라 선행 기획 연구를 통해 발굴한 사업으로 2017년 6월부터 2023년까지 6년간 총 예산 330억 원의 연구사업을 수행하게 된다.

한국지질자원연구원을 주관기관으로 산동금속공업과 우민기술 등 19개 기관·기업이 참여해 방향성 추진체와 이수순환기술(실시간 이수 혼합, 순환 후 배출된 혼합물의 분리·회수 기술)을 연구하게 되며, 본 연구단은 산동금속공업이 보유한 캐나다 광구 테스트 베드 인프라를 활용한 시추 관련 연구 수행 및 저개발 자원 부국의 현장 적용을 위한 장비 생산에 활용할 계획이다.

– 동 연구단에서 앞으로 연구, 개발할 과제와 목표는.

 본 연구단은 세계적 수준의 드릴링 시스템용 방향성 추진체 및 이수 기술 개발을 통하여 오일·가스 건설장비·기자재 및 서비스 시장 진출 교두보 확보를 위하여 다음과 같이 세계 최고 수준의 기술 개발을 목표로 하고 있다.

첫째, 방향 전환율(15°/30m)로 드릴링속도를 개선한 방향성 추진체 및 제어시스템 개발, 둘째, 이수 순환경로 4km, 공급압력 350bar급 연속 이수 순환 및 공급시스템 개발, 셋째, 연속 순환 시스템(Continuous Circulation System)을 통해 이수순환/정지에 따른 문제점 해결 등이다.

본 기술은 국내외 개발사업의 방향성 드릴링 분야로 대심도 지반조건 탐사, 장거리 파이프라인 시공, 비전통 자원·에너지 탐사·개발, 지중환경오염 방지설계 등의 기술구성과 활용영역이 매우 넓으며, 사업의 범위는 단순히 기자재/유닛을 개발하는 데 있기보다는 현장개발에 필요한 건설장비·시스템과 운영·서비스 기술의 실증 개발에 중점을 두고 있다.

– 육상 시추 드릴링 시스템 기술의 개발로 기대할 수 있는 산업적, 경제적 효과는 무엇인가.

본 연구단의 육상용 시추 시스템 기술 개발의 기술이전 및 라이센스화를 통해 중소·중견기업의 사업화를 촉진하고 성과 홍보를 통해 해외 비즈니스 모델 창출이 가능하다.

에너지 자원 개발을 위한 방향성 드릴링 시스템 및 기자재, 이를 이용한 서비스 산업 진출을 위한 신기술의 개발 및 적용사업 확대를 통하여 신산업 창출에 기여하여 지반탐사, 유가스전 탐사 및 개발 등 연관서비스 산업 활성화를 기대할 수 있다.

또한, 드릴링 분야 PM/PE, 연구개발인력, 솔루션 개발, 컨설팅 등 다양한 분야별로 본 연구단의 참여와 활동을 통해 연간 10명 이상의 전문인력 양성을 기대할 수 있다.

– 강관 등 국산 기자재 활성화에도 긍정적인 영향을 미치는가.

본 연구단에서 개발하는 육상 시추 드릴링 시스템 기술은 오일가스 개발 산업에 적용할 수 있으며, 자원개발은 개발에 의한 수익 외에 연관 또는 부대 산업에 의한 수익 창출이 매우 크다. 특히, IT나 기계산업, 플랜트, 건설 및 인프라산업 등 우리나라가 국제적인 경쟁력을 갖추고 있는 산업들이 적지 않다.

이러한 산업들을 자원개발 전문 기업으로 육성한다면 국내 다양한 산업들의 부가가치를 확대 할 잠재력이 높다고 볼 수 있다. 특히, 최근 에너지 및 자원개발 분야의 패러다임 변화는 IT 기술 등을 활용한 융복합 기술 확대, 기술 발전과 CAPEX 절감을 위한 철강 대체재 수용 등이 대표적인 사례이다. 따라서 한국의 앞선 IT 기술을 접목하여 개발한다면 충분히 신성장동력 산업의 기회를 가질 수 있을 것으로 판단된다.

한편, 국내 강관산업은 자원개발을 위한 소재 및 기반기술 개발에 매우 취약한 상태로 기존 기술 또는 제품 중심의 개발과 투자에서 시장연계 중심의 R&D 투자가 시급하다는 입장이다. 이에 본 연구단은 지난 4월 ‘자원플랜트-에너지강관 사업 활성화를 위한 컨퍼런스’를 개최하여 최근 시장 확대에 따른 자원플랜트와 에너지강관 관련 신기술 개발 및 신산업 창출을 위한 자리를 마련하였다.

또한 본 개발을 통해 드릴링 환경과 유사한 테스트 베드를 구축하여 국내외 고객사의 니즈를 해소하고 다양한 국산 기자재 개발의 최적화된 제품 검증기반 확보가 가능하여 관련 기자재 사업 활성화에도 기여할 것으로 기대한다.

– 국내는 자원이 없어 탐사 시추 기술보다 EPC에 국한된 사업과 기술에 초점이 맞춰져 있는데, 시추 기술과 장비의 국산화가 필요한 이유는 무엇인가.

최근 자원개발 산업은 극한지 비전통 유·가스 개발, 대심도 활용도, 각종 파이프라인 시공 분야의 방향성 드릴링 수요가 증가하고 있어, 기존 오일·가스전 생산 증진, 비전통에너지 개발, 미개척 극지 및 동토 개발을 위한 방향성 드릴링 장비 및 기술이 첨단화되고 있다.

해당 기술 분야는 원천 및 시스템 기술이 일부 선진기업이 독점하고 있다. 이 때문에 자체 인프라 건설 및 자원·에너지 개발에 있어서 해외 의존이 심화되고 있어 자원개발에 따른 대규모 부가가치 유출이 예상된다. 또한, 각국의 자원·에너지 안보차원 접근추세, 국가 및 지역 간 기후환경 변화에 대응하는 도전적인 신시장 진출을 위해 독자적인 원천기술 및 핵심장비 국산화 개발 및 확보가 필요하다.

– 국내 자원플랜트 시추 분야의 경쟁력 향상을 위해 업계나 정부 차원에서 특히 보완해야할 점에 대해 의견이 있다면.

지금까지 정부의 자원개발 정책이 단순한 투자확대였다면, 앞으로는 국내 기업이 광구사업을 주도할 수 있는 운영권 투자를 확대시키고 자원개발에 대한 국내 산업생태계를 육성할 수 있는 다양한 정책적 노력이 필요하다.

또한 자원개발을 통한 국내 관련 산업 효과를 크게 하려면 국내 기업이 실질적인 자원개발 경험을 할 수 있는 기회를 만드는 것이 중요하며, 이를 통해 Track record를 쌓고 경쟁할 수 있는 역량을 키워야 한다. 이는 기업의 노력만으로는 불가하고 국내 산업이 해외광구 개발에 참여할 수 있는 제도적 정책 지원이 필요하다.

– 끝으로 개인적으로 이외에 하고 싶은 연구나 포부가 있다면.

본인은 한국지질자원연구원 플랜트 실증센터가 에너지자원 분야 타 공공기관과 대학교 및 기업들과의 유기적인 산∙학∙연 연계를 통해 석유·가스 및 에너지자원의 R&D 메카가 되기를 바라고 있다.

이를 위해 중장기적으로 자원 개발 실증용 테스트베드와 각종 시험 설비를 구축하여 관련 기자재 성능시험과 인증을 할 수 있는 인프라 설비를 구축할 것이다. 국내 유일의 자원플랜트 시스템 및 기자재 실증센터를 구축하여 지속적 성장이 가능한 산업 기반을 마련하고, 전문인력 양성 및 지역 산업경제 활성화에도 기여하고자 한다.