1. 서 론

1.1 연구의 배경

2020년 1월 1일부터 시행된 국제해사기구(이하, IMO)의 IMO 2020 규제에 대응하기 위해 선박의 운영자는 저유황유 연료 전환 또는 황산화물 저감장치(Scrubber) 설치 또는 액화 천연가스(이하 LNG)를 비롯한 황산화물 배출 감소가 가능한 대체 연료를 사용하는 선박 건조 중 하나를 선택해야 한다 (Li et al., 2020).

이러한 추세에 따라 LNG 연료를 사용하는 선박(이하 LNG 연료추진선박)이 증가하면서 IMO는 2017년 1월 1일 가 스 또는 저인화점 연료를 사용하는 선박의 안전을 위해 선 박 건조 시 반영해야 하는 내용을 담은 국제 규정(International code of safety for ships using gases or other low-flashpoint fuels, 이하 IGF Code)을 발효하였다(Yoo et al., 2017).

또한 선원의 훈련·자격증명 및 당직근무의 기준에 관한 협약(International Convention on standards of training, certification and watchkeeping for seafarers, 이하 STCW 협약)에 IGF Code 적용 선박에 필요한 훈련사항을 의무조항으로 포함시켰고 (IMO, 2017), LNG 연료추진선박에 승선하는 선원의 체계적 인 교육·훈련이 수행될 수 있도록 IMO Model course 7.13 및 7.14가 개발되었다(IMO, 2019a;IMO 2019b).

LNG 연료추진선박에 연료를 보급하는 작업(이하 LNG 벙 커링 작업)에 대한 인프라 확대의 필요성이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 LNG 벙커링 작업 중에 발생할 수 있는 위 험에 대한 안전조치의 필요성도 증가하고 있다(Park and Park, 2022).

LNG는 그 특성에 따라 화재, 폭발, 선체 손상, 인명피해 등 다양한 위험성이 존재하며, 안전한 벙커링 작업을 위해 작업자는 위험성, 작업안전, 작업절차 등에 대하여 정확하게 알고 있어야 한다(Yoo et al., 2022).

LNG 벙커링 작업은 LNG 연료추진선박이 LNG 탱크로리 로부터 LNG를 수급받는 Truck to ship(이하 TTS), 항만에 설 치된 배관으로부터 LNG를 수급받는 Pipe to ship(이하 PTS) 그리고 LNG 보급선(이하 LNG 벙커링 선박)으로부터 수급받 는 Ship to ship(이하 STS)으로 구분된다(Yu et al., 2020). 현재 국내에서 운항하는 LNG 연료추진선박의 벙커링 방식은 TTS 방식으로 진행되고 있으며, 정부는 STS 벙커링 인프라 를 확대하기 위해 500 cbm 저장용량을 가진 2022년 LNG 벙 커링 선박을 개발하여 STS 벙커링 실증 작업을 진행할 예정 이다(Jung et al., 2022).

Fig. 1은 LNG value chain을 나타내는 그림으로 국내에서는 현재 평택, 통영 가스 기지에서 LNG 탱크로리 출하가 가능 하며, 4개 가스 기지에서 LNG 운반선에 항만 배관(pipe line) 설비를 활용하여 LNG 양하 작업이 가능하다. 이와 더불어 당 진과 부산에 LNG 벙커링 선박에 충전이 가능한 터미널을 구 축하여 LNG 벙커링 인프라를 확대할 예정이다(KOLB, 2021).

1.2 선행연구 분석

최근 LNG 연료추진선박 및 벙커링 인프라 확대를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Han and Lee(2015)과 Roh et al.(2020)은 IGF Code가 적용된 LNG 연료추진선박에 승선 하는 선원들의 자격에 관한 연구를 수행하였고, Han et al.(2016)은 LNG 벙커링 안전시스템 기반 교육내용을 식별하 는 연구를 진행하였으며, Yoo et al.(2021)은 LNG 벙커링 교 육과정 개발을 위해 전문가를 대상으로 교육내용에 대한 설 문조사 및 분석에 관한 연구를 수행하였다.

또한, Yu et al.(2020)은 중국과 일본의 LNG 벙커링 규제 현황을 조사하고, 국내 벙커링 산업의 경쟁력 강화를 위한 방법을 제시하였다. Lee et al.(2021)은 조선소 내에서 안전하 고 경제적인 LNG 벙커링 작업을 위한 최적의 방법을 도출 하여 제시하였다.

Jeong et al.(2017)은 LNG 벙커링 작업 시 발생 가능한 잠재 적 위험을 식별하고, 안전 구역을 결정하는 통계적 방법을 제시하는 연구를 수행하였고, Park and Park(2022)은 TTS 방식 의 벙커링 작업 시 안전 구역을 설계하는 새로운 방법을 제 시하였다.

1.3 연구의 목적

지금까지 살펴본 바와 같이 다양한 LNG 벙커링 관련 연 구가 진행되었지만, 다양한 벙커링 방식(TTS, PTS, STS)의 LNG 벙커링 작업 종사자를 위한 교육 개발에 관한 연구는 미비하였으며 현재 개설된 전문교육이 없는 실정이다. IGF Code 적용 선박의 승무원은 승선 전 교육을 이수하나, LNG 트럭 및 항만설비 관련 종사자는 어떠한 교육을 받지 않고 작업에 참여하고 있다. 이 때문에 교육을 받지 않은 LNG 벙 커링 작업 종사자는 LNG 연료에 대한 기본적인 이해와 작 업안전 의식이 결여된 상태로 벙커링 작업을 진행하고 있으 며, 이는 대형 사고로 이어질 가능성이 상당히 높다. 외국의 경우 다양한 나라에서 LNG 벙커링 전문교육이 개설되어 활 발하게 진행되고 있으며 LNG 벙커링 인프라 확대 및 전문 인력 양성에 큰 역할을 하고 있다.

이에 본 연구는 국내 LNG 연료추진선박 현황 및 각 선박 특성에 따라 진행되는 LNG 벙커링 방식 조사, 외국 교육과 정 분석 그리고 국내 각 분야 전문가에게 교육내용의 중요 성에 대한 설문을 진행하였다. 그 결과를 면밀히 분석하여 국내 실정에 맞는 교육 콘텐츠를 식별하여 체계적인 교육 과정을 제안하고자 진행되었다.

2. LNG 연료추진선박 및 벙커링 현황

2.1 LNG 연료추진선박 현황

2000년에 노르웨이에서 세계 최초로 LNG 연료추진선박이 출현한 이후 LNG를 사용하는 선박은 유럽을 중심으로 계속 증가하고 있다. 국내의 경우 2013년 인천항만공사 ‘에코누 리’호가 아시아 최초 LNG 연료추진선박으로 건조되어 운항 하고 있고, 2018년 국내 최초로 LNG 연료추진 상선인 ‘ILSHIN GREEN IRIS호’가 취항을 했다. 이 선박은 고망간강 을 재료로 사용한 LNG 저장탱크를 적용한 최초의 선박이다. 현재까지 관공선, 외항 상선, 항만예인선 등 다양한 선종에 LNG 연료가 적용되고 있으며 국내에서 건조된 대표적인 LNG 연료추진선박의 현황은 Table 1과 같다.

Fig. 2는 2020년 12월 국내 선사에서 건조되어 국제항해에 최초로 투입된 ‘HL ECO’호이다. 이 선박은 LNG를 연료로 사용하며 기존 연료유에 대비하여 황산화물 배출량 99 %, 질 소산화물 배출량 85 %, 이산화탄소 배출량을 약 20 % 감소할 수 있다. 이 선박에는 LNG 연료탱크는 2기가 탑재되어 있으 며 각 탱크의 용량은 1600 ㎥으로 현재 벌크선에 적용되는 가장 큰 LNG 저장탱크이다(DNV, 2021).

2.2 관련 규정

국내의 경우 친환경적인 선박의 개발과 보급 확대를 위해 ‘환경친화적 선박의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률(이하 친 환경선박법)’을 제정하고, 2020년 1월 1일부터 시행하였다. 이에 따라 관공선, 공공기관의 선박 건조 시 친환경선박법 제2조(정의)제3항에 따라 환경친화적 선박에 해당하는 선박 을 건조해야 한다.

한편, 선박의 항해 구역에 따라 적용되는 규정이 다르다. 국제항해를 하는 선박의 경우 선박 건조 시 IGF Code 적용 을 받으며, 선박 승무원도 STCW 협약 V/3에 따라 자격을 갖 추어야 정부로부터 승무자격증(Certificate of Proficiency, 이하 COP)을 발급받고, IGF Code 적용 선박에 승선할 수 있다. STCW 협약에서 요구하는 내용이 선원법 시행규칙 제42조의 2에 명시하고 있으며, 해양수산청에서는 이를 근거로 선박 승무원의 교육 이수를 비롯한 COP 발급을 위한 조건을 확인 한다. 국제항해를 하지 않는 선박의 경우 IGF Code 대신 해 양수산부 고시 제2020-94호인 ‘저인화점연료추진선박기준’에 따라 선박이 건조된다. 또한 동 기준 제152조(선원의 자격) 에 따라 선사는 가스연료를 사용하는 선박에 탑승하는 선원 들이 능력을 갖추기 위한 훈련을 완료했는지 확인하여야 하 고, STCW 협약에 명시된 규정에 적합한지 확인해야 한다.

2.3 LNG 벙커링 현황

Fig. 3은 선박에 연료를 공급하는 벙커링 작업을 보여주는 그림으로 전술한 바와 같이 STS, TTS, PTS 3가지 방법으로 구분되며 벙커링 인프라와 선박의 LNG 연료저장탱크 용량 에 따라 벙커링 방식을 결정하게 된다.

Table 2는 국내 주요 LNG 연료추진선박의 벙커링 관련 장 비에 대한 요약이다. 국내에서는 LNG 연료추진선박의 벙커 링 작업은 TTS 방식으로만 진행된다. 한국가스공사의 통영, 평택기지에 설치된 출하 설비로 LNG 탱크로리에 LNG를 충전하여 각 지역으로 이동한다. LNG 벙커링 작업에 사용 되는 탱크로리의 최대적재중량은 15,100 kg, 최대적재용량은 37,000 Liter이다. 소형 LNG 연료추진선박의 경우 LNG 연료 탱크 저장용량이 15 ~ 25 ㎥이며, LNG 탱크로리 1대로 벙커 링이 가능하다.

LNG 연료탱크 저장용량이 500 ㎥인 ‘ILSHIN GREEN IRIS 호’의 경우, 2주 간격으로 동해항에서 벙커링을 진행한다. 이때 수급받는 양은 약 60,000 kg으로 LNG 탱크로리 4대가 투입된다.

Fig. 4는 TTS 방식으로 벙커링을 진행하는 장면이며 2대 이 상 공급이 가능한 집합 설비가 없어 호스를 분리하여 다른 탱 크로리에 다시 연결해야 한다. 따라서 벙커링 작업에 많은 시 간이 소요되며, 호스 연결작업에 많은 주의가 요구된다. 안전 한 작업을 위해 반드시 착용해야 하는 정전기 방지 작업복, 극저온 장갑, 안면보호구 등 개인안전장구(Personnel pretective equipment, 이하 PPE)가 없이 작업이 진행되어 전문교육을 통 한 작업자들의 벙커링 작업 안전의식 확보가 절실하다.

대형 LNG 연료추진선박인 HL ECO의 경우 LNG 저장탱크 용량이 3,200 ㎥이다. 이는 용량이 37 ㎥인 LNG 탱크로리로 벙커링 작업 시 산술적으로 86대 이상이 작업에 투입되어야 한다. 통상 현재 하루에 10대가 작업이 가능한 상황에서 9일 이 소요되는 것이다. 이는 막대한 항만사용료(접안료 및 정 박료)가 발생하게 되며 경제적으로 손실이 발생할 수밖에 없다. 따라서 대형 LNG 연료추진선박은 Fig. 5와 같이 STS 방식으로 LNG 벙커링 작업을 진행하는 것이 경제적이다.

HL ECO호의 경우 싱가폴이나 말레이시아에서 STS 방식 으로 LNG 벙커링을 진행하며 12시간 이내로 작업이 종료된 다. 이는 TTS 방식에 비해 벙커링 소요 시간을 획기적으로 줄일 수 있으며 경제적인 이점도 발생한다.

Table 3은 TTS, PTS, STS 방식의 LNG 벙커링 방식의 장단 점을 분석해놓은 자료이다. TTS 방식은 별도의 이송 펌프가 없이 LNG를 기화시켜 탱크 내의 압력을 높여 LNG를 이송 하는 PBU(Pressure build-up unit) 방식으로 진행하기에 시간당 이송량이 적고, 보통 LNG 탱크로리 1대 당(37 ㎥) 1시간이 소요된다. 반면에 STS 방식은 LNG 벙커링 선박에 펌프가 설 치되어 있어 LNG 탱크로리보다 시간당 이송량이 많아 작업 시간 단축이 가능하다.

현재 국내에는 PTS 방식의 벙커링 작업은 진행되고 있지 않지만 Fig. 6과 같이 외국에는 PTS 방식으로 LNG 벙커링 작업이 진행되고 있다. PTS 방식은 육상 LNG 저장탱크에서 부터 항만까지 배관으로 연결하여 항만에 접안한 LNG 연료 추진선박에 LNG를 공급해주는 방식이다(Trelleborg, 2018).

선박이 항만에 접안하여 하역작업과 동시에 진행할 수 있 으며 육상 LNG 저장탱크에 설치된 별도의 펌프를 이용하기에 빠른 벙커링 작업이 가능하다. 하지만 설치할 수 있는 항만이 제한되며, 지진과 같은 자연재해에 취약하다는 단점도 있다.

3. LNG 연료추진선박 및 벙커링 교육 현황

3.1 LNG 연료추진선박 교육 현황

2017년 1월 1일 IGF Code와 함께 STCW 협약이 발효되어 IGF Code 적용 선박에 승선하기 위해서는 자격요건을 만족 해야 한다. 우리나라의 경우 STCW 협약 V/3의 내용이 선원 법 시행규칙 제42조의2에 반영되었고, 2020년 10월 국내 교 육기관(한국해양수산연수원)에서 ‘가스연료추진선박 기초 및 직무교육’을 개설하여 시행하고 있으며 교육내용은 Table 4 와 같다.

주요 교육내용은 STCW 협약 A-V/3에 따른 IMO Model course 7.13, 7.14를 바탕으로 구성되어 있으며, 기초 2일 직무 3일로 구성되어 있다. 이 교육을 이수하면 교육이수증이 발 급되며 이 이수증은 COP(승무자격증)을 발급받기 위한 증빙 자료로 면허발급기관(지방해양수산청)에 제출해야 한다.

외국의 경우 Antwerp, Belgium에 있는 교육기관인 BIM (Bureau international maritime)이 대표적이며 2018년 저자를 포 함해서 한국해양수산연수원 교원 2명이 교육을 이수했다. BIM은 STCW 협약 A-V/3-1, 3-2에 따라 Basic과 Advanced 과 정으로 구분하여 IGF Code 적용선박 교육을 진행하고 있으 며, 세부 내용은 Table 5와 같다.

국내 과정과 비교하여 교육내용에 다소 차이가 있지만 STCW 협약 A-V/3에서 요구하는 능력 요소가 워낙 방대하여 각 교육기관에서 중요한 내용을 선별하여 교육내용을 구성 하고 있다. STCW 협약 A-V/3의 주요 내용은 안전한 연료의 관리와 비상 상황에 대한 대응능력이다. 연료를 다루는 작 업 중 가장 위험 요소가 많은 작업이 벙커링 작업이다. 따라 서 LNG 연료추진선박의 승무원뿐만 아니라 LNG 벙커링 종 사자에 대한 교육이 절실하다.

3.2 LNG 벙커링 교육 현황

외국에서는 LNG 벙커링 작업의 중요성을 인지하고, 전문 교육 과정을 만들어 진행하고 있다. 프랑스의 GTT사에서는 Table 6과 같이 LNG 벙커링 작업을 위한 교육과정을 진행하 고 있고, 과정의 1일 차는 LNG 및 해양 연료로서의 사용에 대한 소개를 제공하고 2일 차는 벙커링 작업, 가스연료 엔 진, 사용 중 LNG 벙커 탱크 관리 및 비상 대응 조치의 안전 및 단계에 중점을 두고 있다(GTT, 2022).

GTT외에도 The Nautical Institute(United Kingdom), Institute of Marine(United Kingdom), Petro EDGE(Singapore & Malaysia), SP(Singapore), USMRC(USA)등 다양한 국가의 교육기관에서 LNG 벙커링 전문 교육과정을 운영 중이다. 국내에도 LNG 연료추진선박 건조가 증가하고 있고 벙커링 작업도 증가할 수밖에 없기에 조속한 전문교육 과정 개설이 시급하다.

4. LNG 벙커링 교육 콘텐츠 개발

4.1 교육콘텐츠 설계

LNG 벙커링 현황 분석, 선진 국가의 교육내용을 참고하 여 다음과 같은 기준에 중점을 두고 LNG 벙커링 종사자 교 육 콘텐츠를 설계하였다.

교육내용 구성을 위해 외부 전문가그룹을 대상으로 설문 조사를 수행하였으며, 전문가그룹은 Table 7과 같이 대학, 해 운회사, 연구기관, 선급, 기자재 업체 등 총 25개 기관을 대 상으로 선정했고 총 50명의 전문가가 설문에 참여했다.

설문 진행 시 교육내용의 중요성 이외에도 교육의 필요 성, 교육 개설시 참여 여부에 대하여 조사를 진행한 결과, 응답자 대부분이 LNG 벙커링 교육과정은 꼭 필요하고 교육 개설이 되면 교육을 이수할 의향이 있다고 답변하였다. 또 한 기타의견에 관련법에 교육과정을 반영하여 교육 대상을 정하고 교육 이수를 강제화해야 한다는 의견도 있었다. LNG 벙커링 교육이 개설되면 LNG 벙커링 작업과 관련된 모든 종사자는 교육을 이수해야 하도록 관련법에 의무교육으로 반영하기 위한 연구도 타 기관에서 진행하고 있다.

앞서 조사한 외국의 교육내용과 국내 LNG 연료추진선박 및 벙커링 설비 현황을 바탕으로 Table 8과 같이 기초 지식, 주요 설비, 작업 안전, 벙커링 실무 총 4개 분야로 나누어 분 야별 5가지의 세부 교육내용을 식별하고 총 20개 과목을 대상 으로 설문을 진행하여 각 과목에 따른 중요도를 파악하였다.

Table 9는 각 교육내용에 대한 중요도 설문 결과이며, 20 개의 교육내용에 대한 전문가의 의견을 확인하였다. 이를 바탕으로 다시 LNG 벙커링 종사자의 작업 연관성과 참여도 에 따라 기초와 상급과정에 필요한 내용을 구분하였고 상급 교육을 받기 위해서는 기초교육이 선행되어야 한다고 판단 되어 교육과정이 개설되면 적용할 예정이다. 설문 결과에 따라 중요도가 높은 교육내용은 최대한 반영하기 위해 교육 시간, 방법 등을 검토하였고, 중요도가 낮게 나온 PTS 벙커 링 운영, LNG 산업 동향 등의 내용은 간단하게 다뤄지도록 교육과정을 구성하였다.

Table 10은 설계된 2일 과정의 기초교육으로 교육 대상자 는 LNG 벙커링 작업과 관련된 다양한 분야의 관련자를 대 상으로 하며 LNG 특성을 비롯하여 관련규정, 가스 화재, 비 상 대응, 벙커링 절차 및 설비 개요를 소개하여 기초교육을 이수하면 LNG 벙커링 작업의 기본적인 개념을 이해하고 비 상 상황 발생 시 대응을 할 수 있고 더불어 안전의식도 고취 할 수 있도록 구성하였다.

Table 11은 설계된 2일 과정의 상급교육으로 TTS, STS 방 식의 벙커링 절차와 관련 설비들에 대하여 구체적으로 다루 며, 벙커링 작업의 위험성 분석을 수행하여 작업자들이 벙 커링 작업 전에 다양한 위험 요소를 인지하고 대비할 수 있 도록 구성하였다. 또한 CBT 기반 벙커링 시뮬레이터를 활용 하여 모의 벙커링 작업을 수행할 수 있는 실습 교육도 구성 하였다. 상급교육은 실제 벙커링 작업을 수행하는 작업자를 위한 과정이며 실무 중심의 내용으로 구성하였다. 또한 기 초교육을 이수해야만 이해가 가능한 내용들이 많기에 기초 교육 이수자들만 상급교육 신청이 가능하게 진행할 예정이 다. 각 과정마다 지필평가를 시행하여 교육생들의 성취도를 파악하고 교육과정 개선을 위한 설문조사를 시행하여 교육 에 대한 의견을 수렴하여 지속적으로 교육내용을 발전시킬 예정이다.

4.2 교육 콘텐츠 활용

설계된 교육 콘텐츠는 LNG 벙커링 종사자 역량 강화를 위해 다음과 같이 활용할 수 있다.

5. 결 론

LNG는 저인화점, 극저온 물질이며 안전한 취급이 요구되 는 물질이다. 또한 LNG 벙커링 작업 시 누설에 따른 화재 및 폭발, 작업자 부상 그리고 선체 손상 등 많은 위험성이 존재한다. 따라서 안전하고 체계적인 LNG 벙커링 작업을 위 해서 종사자의 역량이 매우 중요하다.

국내를 비롯하여 세계적으로 LNG 연료추진선박의 수가 계속 증가하는 추세이며 이에 따라 LNG 벙커링 인프라 확 대가 필수적이다. LNG 벙커링 종사자를 위해 전문기법이나 지식 보강을 위한 전문 교육과정이 개설되어 인적 인프라 확충도 필요하다.

이에 본 연구에서는 LNG 연료추진선박 및 벙커링 현황을 파악하고 관련 국내외 교육과정을 분석하여 이를 바탕으로 전문가를 대상으로 설문조사를 시행하였고 우리나라 실정 과 교육생 수준을 고려하여 LNG 벙커링 종사자 교육 콘텐 츠를 기초교육과 상급교육으로 나누어 제시하였다.

개발된 교육은 국내 LNG 벙커링 종사자들의 역량 강화와 국내에 기항하는 다양한 LNG 연료추진선박의 안전한 벙커링 작업을 위한 기초자료로서의 활용 가치가 높다고 판단된다.

다만 본 연구에서는 선박의 규모에 따른 선박 설비, 벙커 링 방법 및 절차의 차이를 충분히 고려하지 못한 한계를 가 지고 있다. 추가 연구를 통해 교육 대상자별로 세분화된 맞 춤형 교육과정을 개발하여 TTS, STS 종사자를 구분하여 교 육을 진행할 수 있도록 후속 연구를 진행할 예정이고, 국내 조선소에 선박을 인수하기 위해 방문하는 외국인 교육수요 도 파악하여 영어 교재 개발과 영어로 진행하는 교육과정도 개발할 예정이다.