MacNet, ‘EEXI 대응 어떻게 할 것인가’ 전략 세미나

“EEXI, CII의 정밀한 계산으로 엔진출력제한, 에너지절감장치 고민해야”
“해운·조선·엔지니어링업계 데이터 기반 솔루션 활용, 현존선의 에너지 환경 규제 대응”
 

현재 선박에너지효율등급에서 C~E등급을 받은 선박은 2023년 EEXI와 CII 규제가 다가오기 전에 선사, 조선소, 선급 등 모든 해운업계는 철저한 사전준비가 필요하다는 제언이 MacNet 전략세미나에서 나왔다. 이를 위해 △EEXI&CII 계산 △엔진출력제한(EPL) △에너지 절감장치(ESD) △디지털 기반 선박엔지니어링 서비스 △선박 리트로핏 등의 대응방안이 나왔다.

3월 17일 (사)해양산업통합클러스터(MacNet)가 웨비나로 개최한 ‘EEXI 대응 어떻게 할 것인가’ 전략 세미나에서 탈탄소화 국제환경규제에 따른 해사산업계의 준비현황과 대응전략이 논의됐다.

‘EEXI 대응 어떻게 할 것인가’전략세미나는 해양수산부와 (사)해양산업통합클러스터(MacNet)가 공동 주최하고 KR, 한국해운협회, 현대글로벌서비스가 후원으로 개최됐으며, 총 3개 세션으로 세션별 각 분야 전문가들의 주제발표와 라운드 테이블 토론이 진행됐다.

이번 세미나에서는 국제해사기구(IMO)가 시행 중인 현존선에 대한 규제인 에너지효율지수(EEXI, Energy Efficiency Existing Ship Index)와 탄소집약도(CII, Carbon Intensity Indicator) 기준등급의 부여에 대해 다양한 대응방안을 논의하고, 우리 산업계의 준비현황을 짚어보기 위해 마련됐다.

제1세션에서 최병철 KR 수석검사원과 이정엽 KR 책임연구원이 발표자로 나서 ‘KR의 EEXI와 CII 선사 지원 서비스’를 소개했으며, △‘우리나라 해운선사 EEXI 추산 결과’(해양수산부 해사산업기술과) △‘에너지 환경문제와 디지털 기반 선박엔지니어링 지원 서비스’(현대글로벌서비스 최봉준 디지털연구센터장)를 발표했다. 제2세션은 △‘IMO GHG 단기 규제조치에 따른 해운 선사의 대응 방안’(HMM오션서비스 류영수 부장) △‘포스에스엠 EEXI&CII 대응 현황과 과제(포스에스엠 전경환 팀장)에 대한 발표가 진행됐다. 마지막 제3세션은 1‧2세션에서 발표한 주제에 대하여 종합토론을 이어갔다. 송강현 KR 선박해양연구소장이 좌장을 맡아 이철중 한국해운협회 이사, 임성환 KR 상무, 우영오 고려에스엠 팀장, 김종수 한국해양대학교 교수, 각 주제발표자가 각 해운국과 산업계의 EEXI와 CII 시행에 효과적으로 대응하기 위한 다양한 대응방안에 대해 심도깊은 토론을 나눴다.

개회사를 통해 이형철 KR 회장은 “탈탄소화 규제인 EEXI와 CII 시행에 효과적으로 대응하기 위해서는 해사업계 간 긴밀한 정보교류와 협업이 필요하다”며 “이번 세미나에서 대응방안에 대한 심도있는 논의를 통해 각 기관 간 협업체계 구축과 실질적인 운영이 실현되길 기대한다”고 말했다.

한편 KR은 선사의 Pre-EEXI 대응을 위한 기술지원, 웹기반 EEXI/CII 소프트웨어 개발, 조선소 등 해사업계와 친환경선박 공동 연구, 친환경선박 기술지침 마련 등 고객들의 환경규제 대응을 위해 다양한 기술지원 서비스를 제공할 예정이다. 특히 이번 세미나에서 소개된 ‘EEXI 계산 소프트웨어’는 현존하는 선박의 각종 정보를 입력하여 해당 선박이 EEXI 요건에 충족하는지 가늠할 수 있어 업계의 관심이 모아질 것으로 기대된다.

“EEXI&CII 계산 프로그램 통해 원스톱 서비스 제공”
“벌크선, 탱커선 C~E등급 많이 편중…선대 효율, CII 등급 제대로 파악해야”
최병철 KR 수석검사원, 이정엽 KR 책임연구원은 선사들에게 KR에서 올해 개발한 ‘KR EEXI&CII 기술 가이드라인’과 ‘KR GEARs EEXI&CII 계산 프로그램’을 최초로 공개했다.
 

최 수석검사원은 “2023년부터는 IMO의 CO2규제가 확대되어 현존선에 대해 EEXI와 CII 규제가 시행될 예정이다. EEXI와 CII 발효는 향후 친환경 선박의 전환을 가속화하는 촉매재역할을 하고 있다”며 “선사, 조선소, 선급 등 모든 해운업계는 철저한 사전준비가 절대적으로 필요한 시점이다”이라고 말했다.

KR은 EEXI와 CII 규제 발효에 대비하기 위해 올해 해운선사에 대한 적극적인 지원을 위한 ‘KR 탈탄소화(Decarbonization) 센터’를 설립하여 ‘KR EEXI 기술 가이드라인’을 세우고 ‘KR GEARs EEXI 계산 프로그램’을 개발했다.

현존선이 EEXI를 준비하기 위해서는 각 선박들에 대한 EEXI 계산이 필수적이다. 이에 따라KR은 쉽고 빠른 EEXI와 CII 계산을 위해 KR GEARs와 연계한 웹 기반 계산 툴인 ‘KR GEARs EEXI 계산 프로그램’을 공개했다. 동 프로그램은 기술적 가이드라인을 제공하고 계산과 평가를 해준다. 먼저 기술지원 차원에서 EEXI 발효 전 선사들의 요청이 있을 경우 요청 선박들에 대한 ‘Pre-EEXI’를 계산하고 해당 선박의 EEXI 값을 만족시키기 위한 엔진출력제한(EPL)에 따른 선속 감속수준을 평가한다. 에너지 절감장치(ESD) 등의 장비설치가 고려될 경우 기술적 가이드라인도 제공할 계획이다. 가이드라인에서는 선사들이 EEXI에 대해 구체적으로 어떤 준비를 해야하고 어떻게 준비해야하는 지 홈페이지를 통해 제공할 예정이다. 특히 동 프로그램은 2020년 11월에 열린 MEPC 75차 결과를 기반으로 개발됐으며, 올해 6월에 열릴 MEPC 76차 결과를 2단계 개발에 반영하여 프로그램을 업데이트할 계획이다. 또한 EEXI 파일 승인까지 염두해서 동 프로그램을 사용해 계산뿐 아니라 KR-EDAS 전자도면 시스템을 이용해 EEXI 기술파일의 도면을 작성하고 제출까지 할 수 있도록 업데이트 예정이다. 최 수석검사원 “선사들은 본 프로그램을 통해 EEXI 계산, 기술파일 작성, 도면 승인·제출 등 원스톱 서비스를 이용할 수 있다”고 밝혔다.

최 수석검사원은 KR의 EEXI지원을 위한 업무흐름도를 공개했다. EEXI 대응위해 Pre-EEXI 계산이 만족됐을 경우 EEXI 기술 파일을 작성한 후 승인받으면 된다. 만약 Pre-EEXI계산 불만족 시에는 EPL과 축동력 제한(ShaPoLi)을 고려해야한다. EPL도 만족하지 못하면 ESD 등의 조치를 취해야 한다. 최 수석검사원은 “엔진출력 제한을 어느정도까지 해야하는 지가 핵심이며, 이 과정에서 선사의 요청이 있을 경우 KR에서 최대한 기술적 가이드를 제공할 예정이다”며 “ESD의 설치를 할 경우 선박의 선령, 설치비용 대비 효과에 대한 종합적인 검토가 필요하다”고 강조했다.

마이크를 넘겨받은 이정엽 KR 책임연구원은 “CII 규제에 대응하기 위해서는 추가로 줄어드는 감축율을 만족시키기 위해서 조치들을 지속적으로 수행해야한다”며 CII 규제 요구사항을 △선박에너지 효율관리계획서(SEEMP) 업데이트 △CII 업데이트 △시정조치 계획 수립 총 3가지로 나눠 설명했다.
 

2022년 말까지 IMO에서 개발하는 ‘SEEMP개발 가이드라인’에 따라 CII 산정방법, CII 달성 계획, 자체 평가 절차 등을 포함해 SEEMP를 업데이트하고 주관청의 승인을 받아야 한다. 이후 SEEMP에 있는 계획에 따라 선사들은 감축노력을 이해하고 1년간의 데이터를 기반으로 CII값을 계산하여 매년 3월 말까지 주관청에 보고해야 한다. 이때 선박은 CII 달성 정도에 따라 A~E등급을 부여받게 된다. 3년 연속 D 또는 단일 연도 E등급 선박은 시정조치 계획을 수립하여 SEEMP에 반영하여 개정해야 한다. 이후 개정된 SEEMP에 따라 계획된 시정조치를 이행해야 한다. 이와 관련하여 IMO에서는 시정조치 계획에 대한 가이드라인도 계획 중이다.

KR이 2019년 IMO DCS 데이터 기반으로 CII 예상 등급을 국적선박 대상으로 평가·분석한 결과, 벌크선과 탱커선이 C~E등급에 많이 편중돼 있었다. 대부분의 General 카고선과 Ro-ro선도 C, D, E등급을 받았다. 이 책임연구원은 “2019년 데이터이긴 하지만 정기선의 경우 동일한 루트와 패턴으로 운항하다보니 2023년에도 크게 연료 소모량, 운항거리가 벗어나지 않는 이상 벌커선과 탱커선은 C에서 E등급을 받게 될 확률이 높다”며 “선종 구분 없이 평가한 결과 70%가량의 선박들이 C, D, E 등급에 분포하고 있는 것을 확인했다”고 설명했다.

이와 관련해 선사들은 CII 개선 방안을 도출하기 위해서는 기술과 운항적 측면을 동시에 고려해야 하고 운항 측면에서는 관리 가능한 요소에 대한 정확한 분석이 필요하다고 이 책임연구원은 강조했다.

이 책임연구원은 “CII 규제 대응에서 가장 선행될 부분은 선사가 가지고 있는 선대의 효율과 CII 등급을 제대로 파악해야 한다”며 “CII도 EEXI와 동일하게 KR-GEARs를 통해 IMO DCS 데이터를 검증받은 선박에 대해 CII 등급과 CII값을 바로 확인할 수 있다”고 소개하면서 KR GEARs 계산 프로그램 사용법을 설명했다.

현대重, ‘데이터 기반 엔지니어링(HGS) 서비스’로 EEXI 현황 분석, 최적 대응 방안 제공
“IMO 규제 대응 위한 데이터 기반 선박 관리 선행돼야”
최봉준 현대글로벌서비스 디지털연구센터장은 에너지 환경 문제와 현대글로벌서비스가 선사에게 지원하고 있는 디지털 기반 선박엔지니어링 서비스인 ‘통합스마트십 솔루션(ISS)’을 소개했다.
 

최 센터장은 “IMO의 실효성 있는 규제 적용을 위해 분석 메커니즘의 명확 수립과 선박 운항 관련 정보의 데이터 기반 선박 관리가 중요하다”며 “2023년 발효 예정인 EEXI, CII 연계한 실질적 감축방안 수립이 필요하다”고 강조했다. 최 센터장은 CO2 포집장치와 에너지 효율 향상 방안 등을 소개하면서 이를 실제 선박에 잘 녹여 낼 수 있는 방안으로 운항효율 향상장치과 더불어 디지털화 장치에 대해 설명했다. 특히 선박의 디지털화를 위해서는 데이터 기반 솔루션을 통해 데이터 수집, 분석, 지침 제공 등 데이터 기반의 포괄적인 선박 관리 방안을 강구해야 하며, 선박 건조와 엔지니어링 기술을 융합·분석해야 한다고 최 센터장은 설명했다.

최 센터장의 발표자료에 따르면, 선박 운항성능 분석을 위해서는 운항 데이터에 클러스터링, 회귀분석 등 머신러닝을 적용하고 선박의 속도, 엔진 출력 데이터를 클러스터링을 통해 군집화 후 각 군집 별 선박 성능을 분석한다. 특히 AI를 적용한 머신러닝 기반에서의 운항 데이터 분석에 대해 최 센터장은 “선박의 운항 분석 데이터 추출을 위한 3단계의 데이터 전처리를 적용하고 정수 중 운항 성능을 추정하고 부가 저항을 분리하는 방식이다”며 현대중공업의 ‘통합스마트십 솔루션(ISS)’를 소개하고 “데이터 분석 관점에서 친환경 규제 대응을 강화하고 있다”고 밝혔다.

스마트십 솔루션의 주요기능은 선상 운항 효율 향상을 목적으로 △선상과 육상 간 데이터 통신 관제센터 △스마트십 디지털 관제 및 리포팅 서비스 △데이터 분석서비스를 통해 선사들에게 최적의 항로를 제공하여 운항 최적화를 지원하고 있다.

또한 EEXI 규제에 대응하기 위해 데이터 기반 엔지니어링(HGS) 서비스를 선사들에게 제공하여 EEXI 현황 분석과 최적 대응 방안을 도출해주고 동 솔루션을 적용하는 동안 시간과 비용적인 측면에서 운항효율 향상을 위해 사후관리까지 지원한다. 최 센터장은 CII 규제에 관련해서는 “CII 지표는 아직 논의 중으로 향후 CII 규제가 시행되면 본선과 육상에 스마트십 솔루션을 통해 CII등급을 조회하거나 실운항 데이터를 분석하는 기능을 구현할 예정이다”고 설명했다.

최 센터장은 운항효율을 효과적으로 증대시켜주는 장비로 △폐열 활용 전력 수급 시스템(WHRS) △선박 운항 패턴에 따른 보일러 급수량 절감 시스템 △보일러 최소 부하 확장을 통한 연료 절감시스템 △메인 엔진의 공기 쿨러를 통한 냉각수 온도 저감시스템 △윤활류 예열에 필요한 증기 생성 프로세스 대신 필터 적용을 통해 전력 소비를 감소시켜주는 시스템 △선저 공기 윤활을 통한 선체 마찰저항 저감 장치 △선박 정박 중 해안 전력 사용을 통한 엔진 배기가스 배출 제거장치(AMP) 등을 소개했다.

최 센터장은 “현대글로벌서비스는 데이터 분석 기반의 선박 관리 비용 효율 증대를 위한 방안, 현재 구현되어 있는 단위 기술들을 통해 환경규제에 어떻게 대응할 수 있는지를 고민하고 있다”며 “해운업계, 조선업계, 엔지니어링업계가 서로 협력하여 데이터들을 연결하는 기술을 만들어 정확하고 통합적인 판단으로 현존선의 에너지 환경 규제에 대응을 해야 한다”고 강조했다.

“리트로핏, 에너지절감장치 설치, 면밀한 로드맵 구축해야”
“LNG와 바이오 연료가 가장 현실적인 대안”
류영수 HMM오션서비스 부장은 IMO GHG 단기 규제조치에 따른 해운 선사의 대응 방안에 대해 설명했다.
 

HMM의 대표적인 운항선대인 컨테이너선, 벌크선, 탱커선, 터빈추진선에 대해 엔진출력제한을 한 결과, 최근 건조된 선박은 엔진출력제한이 불필요하지만, 향후 CII에 따른 기준이 변화할 경우 정밀한 솔루션이 필요하다고 류 부장은 밝혔다. 특히 터빈추진선의 경우 시운전결과 고체 산화물 연료 전지(SOFC) 적용시 운항 상 제약이 생기는 것으로 나타났다. 류 부장은 “EEXI 요구사항에 중복적으로 검사될 경우 언제가는 기존의 선박들이 C, D등급으로 밀려날 수 있기 때문에 사전에 파악하여 리트로핏(Retrofit)이나 에너지절감장치를 설치하여 면밀하게 로드맵을 구축해야 한다”고 강조했다.

류 부장은 EEXI 기준에 충족하기 위해 △엔진출력 제한 △운한 선속 제약 시 항로 배정 변경 △에너지절감장비 장착 등, 신조선 건조(EEDI) 시에는 △EEXI 강화에 대응한 에너지 절감장치 사전 착용 △인도 후 CII 기준 충족여부 등 고려한 추진연료 선택 등, 용선 마켓에서는 △설계기준 저효율 선박의 용선료 인하 △선박 라이프사이클 효율규제적 개념 변화 등으로 대응해야한다고 설명했다.

CII 규제에 관해서는 “과거 5년간 기준 데이터와 최근 1년간 간 데이터를 적용했을 때 CII 규제에 대한 효율 차이가 많이 났다”며 “2023년에는 에너지 효율이 어느정도 정립된 상태에서 대응해야 하기 때문에 선사에서는 심도있는 고민을 해야한다”고 말했다. 류 부장은 CII 기준을 충족하기 위한 방안으로 연도별 CII 기준을 충족하기 위해 △선박별 체계적 효율 개선 프로그램 수립 △실시간 Hull·Propeller 효율 모니터링 △선박 에너지효율 관리 전담 조직 운용 △선박 단위의 생애주기 CII 시뮬레이션 및 로드맵 구축, C등급 미만 선박 관리에 대해서 △중장기 선박별 리트로핏과 ESD 설치계획 수립 △선속 운용 합리화 △Roting SVC 결합한 선박 에너지효율 개선 추진 △정박시간 최소화, 배출량 감축에 대해서 △바이오 연료 등 대체연료 적용 등을 제시했다.

특히 현존선에 대해 LNG 연료 리트로핏에 대해 “현재 단계에서 기술 성숙도 등을 고려했을 때 LNG와 바이오 연료가 가장 현실적인 대안이다”며 “HMM에서도 바이오 연료를 하나의 대안으로 고려하고 있다”고 밝혔다. 이어 “국내에서 바이오 중유에 대해 산업통상자원부 등 정부에서 많은 규제를 하고 있다”며 “이에 따른 시행규칙을 마련하면 친환경 연료에 대한 실전검증을 용이하게 할 수 있는 환경이 만들어져야 한다”고 덧붙였다.