IMO 선박 온실가스 감축 규제로 인한 컨테이너선 영향에 대한 연구 = A Study on the Effect Assessment of IMO's Regulation for Decarbonizing Container Shipping

국문 초록 (Abstract)

국제해사기구(IMO)는 2018년 4월 MEPC 72차 회의에서 선박의 온실가스(GHG) 배출 감소에 관한 초기 전략을 채택하였다. 국제 해운 탄소 집약도 감축을 위해 운송업무량(Transport wort) 당 CO2 배출량을 2008년 대비 2030년까지 최소 40% 감축하고 2050년까지 70%를 감축 목표로 하였다. 이와 더불어 연간 온실가스 배출량을 2008년 대비 2050년까지 최소 50% 감축하는 국제 해운 온실가스 배출 총량 감축 목표를 발표하였다. 또한, 상기 목표를 달성하기 위하여 필요한 단기·중기·장기 조치 후보군을 식별하고 2023년 도입을 목표로 기술적 조치인 EEXI와 운항적 조치인 CII를 단기 조치로써 채택하였다.
본 연구는 EEXI와 CII가 컨테이너 선박 운용에 미치는 영향에 대해 실증 분석을 수행하였다. 우선 선박의 크기에 따라 8개의 샘플 선박을 선정하였고 2021년 운항 데이터를 토대로 2023년부터 2030년까지 CII 등급을 분석하였다. 그리고 가정한 연간 운항 데이터를 토대로 운항적 수단인 선속 감속을 통해 CII 'C' 등급을 유지할 수 있는 연도별 선속을 도출하였다. 마지막으로 연 평균 선속 16노트 및 17 노트와 연간 운항일수를 비교하여 선속 감속 운항으로 인해 발생하는 연도별 운항 손실을 산출하였다.
실증 분석 결과, 동일한 조건으로 운항을 지속할 경우 CII 등급은 낮아질 수밖에 없으며, 선속 감속이라는 운항적 수단을 통해 CII 등급을 높일 수 있다는 것이 검증되었다. 그러나 선속 감속으로 인해 발생하는 운항 손실을 감수해야 하며 무한정 선속을 감속하기에 어려움 있을 것으로 사료되어 중장기적으로 활용하기에는 한계가 있을 것으로 판단하였다. 또한, 추가 선박을 투입하지 않는다면 선속 감속에 의한 운항 손실로 인해 전체적인 수송능력이 저하되는 영향이 발생할 수 있을 것으로 예상되었다. 따라서 중장기적 관점에서 CII 규정을 만족하기 위해서는 연료소모량을 감소시킬 수 있는 에너지 효율 개선 설비를 탑재하거나 탄소 변환계수(Conversion Factor, CF)가 작은 대체연료를 도입하는 것과 같은 추가적인 조치가 필요하다고 판단하였다.
이와 같이 IMO의 온실가스 감축을 위한 단기 조치인 EEXI와 CII 규정이 컨테이너 선사에 미치는 영향에 대해 운항적 관점에서 실증 분석하였다. 2023년부터 도입되는 규정임을 고려해 볼 때 본 연구 결과는 컨테이너 선사의 IMO 온실가스 감축 단기 조치에 대한 대응책 마련이 도움이 되는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The International Maritime Organization(IMO) adopted an initial strategy for reducing greenhouse gas(GHG) emissions from ships at the MEPC 72 in April 2018. Also, IMO announced a target to decrease CO2 emissions per transport work by at least 40% by 2030 and 70% by 2050 compared to 2008. Furthermore, it addressed the goal to reduce annual greenhouse gas emissions by 50% by 2050 compared to 2008 to diminish the total amount of greenhouse gas emissions from international shipping. In addition, IMO identified short-term, mid-term, and long-term action candidates to achieve the above goals. Moreover, EEXI, a technical measure, and CII, an operational measure were adopted as short-term measures to start in 2023.
This study looked at the effects of EEXI and CII on container ship operation through empirical analysis. First of all, 8 sample ships selected the size of the ship and CII grades analysis from 2023 to 2030 based on the 2021 operation data. Based on the assumed annual operation data, the ship speed for each year could maintain the CII 'C' grade derived through speed reduction as an operational method. Finally, the annual operating loss caused by the speed reduction operation calculate by comparing the annual average ship speed of 16 knots and 17 knots with the number of days in operation.
As confirmed through empirical analysis, it verified that the CII grade is inevitably lower if the operation is continued under the same conditions. The CII grade raises through operational ways such as speed reduction. However, it judges that there would be limitations in using it in the mid or long-term period because it considers that it would be challenging to decelerate the ship speed indefinitely. In addition, if additional ships will not add, it was anticipated that the overall transport capacity would lower under operational loss from speed deceleration. Therefore, in order to satisfy the CII regulation from a mid or long-term point of view, it was determined that additional measures. Installing systems to improve energy efficiency that could reduce fuel consumption or applying alternative fuels with lower carbon conversion factors(CF) is necessary.
This study empirically analyzed the effects of the IMO short-term measures to reduce greenhouse gas emissions, EEXI and CII, on container shipping companies from an operational point of view and derived quantitative results that meet the purpose of the study. Considering this regulation is starting in 2023, it evaluates that the timing is very appropriate. Ultimately, the results of this study could be used as a helpful document to prepare countermeasures for container shipping companies regarding short-term measures reducing greenhouse gas from IMO.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 배경과 목적 1
• 제2절 연구의 방법 및 구성 4
• 제2장 온실가스 감축정책 현황 5
• 제1절 국제 해운의 온실가스 감축 동향 5
• 1. IMO 동향 5
• 2. EU 동향 8
• 제2절 IMO 온실가스 감축 단기 조치 12
• 1. 현존선박 에너지효율지수(EEXI) 12
• 2. 탄소집약도지수(CII) 19
• 제3장 선행연구 고찰 25
• 제1절 선박의 온실가스 저감 기술 관련 선행연구 25
• 1. 대체연료 25
• 2. 풍력 에너지 27
• 3. 선박 에너지 효율 개선 30
• 제2절 IMO 온실가스 규제 대응 관련 선행연구 32
• 제3절 시사점 및 차별성 37
• 제4장 실증 분석 38
• 제1절 연구의 설계 38
• 1. 샘플 선박 38
• 2. 선박별 EEXI와 CIIref 비교 42
• 3. 연도별 CII 등급 예측 43
• 4. 실증 분석 방법 45
• 제2절 IMO 온실가스 감축 단기조치 영향분석 52
• 1. 분석 결과 52
• 2. 결과의 해석 66
• 제5장 결 론 70
• 제1절 연구결과의 요약 및 시사점 70
• 제2절 연구의 한계 및 향후 연구방향 72
• 참고문헌 73
• 국문초록 82