2화. 강화되고 있는 선박 환경 규제

이미 시작된 친환경 선박 시대
시리즈 총 5화
2023.07.17

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많은 대기 오염 물질을 배출하는 선박 배기가스에 대한 환경 규제 강화 추세

  • 일반적으로 벙커C유를 연료로 사용하는 선박은 많은 대기 오염 물질을 배출하는 운송 수단으로 10k급 선박 1척은 자동차 100대와 동일한 양의 오염 물질을 배출

  • 국제해사기구(IMO)는 선박 배기가스에 대한 오염 물질 배출 규제를 도입, 2020년부터 모든 선박의 배기가스 황산화물 함량 상한선을 3.5%에서 0.5%로 낮출 것을 요구

  • 특히 탈탄소와 관련해 2050년까지 선박 온실가스 배출량을 2008년 대비 50% 줄이고 탄소집약도(소비된 연료당 방출된 탄소의 상대적인 양)를 70% 저감하는 장기 계획을 수립하고 2018년 4월부터 온실가스 배출 감축을 위한 5개의 이정표를 채택

  • 최근 들어 IMO가 2050년 국제해운 탄소 배출 감축 목표를 기존 50%에서 100%로 상향할 것이라는 관측도 존재하는 등 선박 환경 규제가 갈수록 강화되는 추세

IMO 온실 가스 감축 전략

'IMO 온실 가스 감축 전략'을 나타내는 표. 최근 들어 'IMO'가 '2050년 국제해운 탄소 배출 감축 목표'를 기존 50%에서 '100%로 상향'할 것이라는 관측도 존재하는 등 '선박 환경 규제'가 갈수록 '강화'되는 추세.

자료: IMO, KOTRA 재정리

2020년 황산화물 감축을 시작으로 선박 배기가스 환경 규제 본격화

  • 국제해사기구는 영국 런던에서 열리는 해양환경보호위원회(MEPC)에서 2020년 1월 1일부터 전 세계를 항해하는 모든 선박에 대해 황 함량 0.5% 이하인 연료 사용을 의무화하며 황산화물(SOx) 배출 규제를 강화함(IMO2020)

    - 일반적으로 황 함량이 1% 이상인 벙커유를 고유황유라고 함. 선박 연료로 사용되는 벙커C유는 황 함량이 2% 이상인 고유황유로서 연소 시 아황산가스와 같은 황산화물을 배출하여 대기오염을 일으킴
    - 황산화물은 미세먼지를 생성하여 호흡기 질환을 유발하고, 산성비의 원인이 되기도 함

벙커유 종류에 따른 황 함량

'벙커유 종류에 따른 황 함량'을 나타내는 표. 일반적으로 '황 함량이 1% 이상인 벙커유'를 '고유황유'라고 함. '선박 연료로 사용되는 벙커C유'는 '황 함량이 2% 이상'인 '고유황유'로서 '연소 시 아황산가스'와 같은 '황산화물을 배출'하여 '대기오염'을 일으킴.

자료: 셸마린(Shell Marine)

IMO가 설정한 황산화물 규제(IMO2020)

'IMO가 설정한 황산화물 규제(IMO2020)'를 나타내는 표. '국제해사기구'는 영국 런던에서 열리는 '해양환경보호위원회(MEPC)'에서 '2020년 1월 1'일부터 전 세계를 항해하는 '모든 선박'에 대해 '황 함량 0.5% 이하'인 '연료 사용을 의무화'하며 '황산화물(SOx) 배출 규제를 강'화함('IMO2020').

자료: IMO

  • 선박의 황산화물 배출을 줄이기 위한 대응책에는 황 함량이 낮은 저유황유를 사용하거나, 연료 연소 시 배출되는 아황산 분진을 바닷물로 씻어내는 장치인 스크러버(Scrubber)를 장착하거나, LNG 엔진을 장착해 연료를 LNG로 전환하는 등의 방법이 존재

  • 특히 스크러버를 장착하는 방법은 황 함량을 0.5% 이내로 줄인 고가의 저유황유 대신 기존 연료를 그대로 사용할 수 있어 초기 투자비를 감안하더라도 가장 경제적인 대안이라 할 수 있음

  • 그러나 사용한 해수를 선외로 배출하는 개방형 스크러버의 경우 해양 오염을 일으킬 수 있어 미국, 유럽, 중동 등에서 해당 선박 입항을 금지

  • 이로 인해 최근에는 폐쇄형 또는 오픈형과 폐쇄형이 모두 가능한 하이브리드 스크러버를 장착하는 선박이 증가

오픈형 스크러버

'오픈형 스크러버'에 대한 이미지.'사용한 해수를 선외로 배출'하는 '개방형 스크러버'의 경우 '해양 오염'을 일으킬 수 있어 미국, 유럽, 중동 등에서' 해당 선박 입항을 금지'.

자료: 매리타임임팩트(MARITIME IMPACT)

폐쇄형 스크러버

'폐쇄형 스크러버'에 대한 이미지. 최근에는 '폐쇄형' 또는 '오픈형과 폐쇄형이 모두 가능'한 '하이브리드 스크러버'를 장착하는 선박이 증가.

자료: 매리타임임팩트

  • 이외에도 선박 업계에서는 단기적으로 선박에 엔진출력제한장치(EPL)나 샤프트출력제한장치(ShaPoLi) 등을 설치해 운항 속도를 낮추는 방안(저속 운항)도 고려
    - 그 영향으로 선박 속도가 점차 감소하는 추세

  • 그러나 선박의 출력을 제한해 운항 속도를 낮추는 방법은 그만큼 운송 능력은 떨어지게 되고 엔진 부담은 가중되어 선박 노후화를 재촉할 수 있음

  • 황산화물 외에도 선박 탄소 배출량 감축 규제가 갈수록 강화된다는 점을 고려하면 LNG 추진선 등 친환경 연료를 활용하는 방법이 장기적으로 근본적인 해결책이 될 수 있음

갈수록 증가하는 스크러버 설치 선박

'연료 연소 시 배출'되는 '아황산 분진'을 '바닷물로 씻어내는 장치'인 '스크러버(Scrubber)'를 장착하는 선박이 증가.

자료: 클락슨

컨테이너선 평균 속도 변동 추이

'컨테이너선 평균 속도 변동 추이'를 나타내는 그래프. 선박 업계에서는 단기적으로 선박에 '엔진출력제한장치(EPL)'나 '샤프트출력제한장치(ShaPoLi)' 등을 설치해 '운항 속도를 낮추는 방안(저속 운항')도 고려. 그 영향으로 '선박 속도가 점차 감소'하는 추세.

자료: 클락슨

IMO가 진행하고 있는 선박 온실가스 저감 관련 규제: EEDI, EEXI, CII

  • IMO는 온실가스 저감 대책으로 선박에 대한 여러 규제 항목(EEDI, EEXI, CII가 대표적)을 추가하고 선박 건조에서부터 운항까지 모든 단계에 적용

IMO가 온실가스 저감을 위해 진행하고 있는 규제

'IMO'는 '온실가스 저감 대책'으로 '선박에 대한 여러 규제 항목'('EEDI', 'EEXI', 'CII'가 대표적)을 추가하고 '선박 건조'에서부터 '운항'까지 '모든 단계에 적용'.

자료: IMO

[EEDI, 에너지효율설계지수] 신조 선박에 적용되며 친환경 선박 건조를 유도

 

  • EEDI(Energy Efficiency Design Index)는 선박이 화물 1톤을 1해리 운송할 때 배출되는 이산화탄소의 양을 의미하며, 에너지 효율이 높은 선박의 설계와 건조를 유도하기 위해 도입

  • IMO는 2015년부터 5년마다 10%씩 이산화탄소 배출량을 단계적으로 감축해 나가면서 친환경 선박 건조를 유도한다는 계획. 1단계(2015~2019년) 10%, 2단계(2020~2024년) 20%, 3단계(2025~2030년) 30%, 4단계(2030~) 40% 이상 감축

  • EEDI는 선박이 운반하는 총용적당 운항 중에 소비하는 에너지량을 나타내며 kg CO₂/톤-마일 또는 g CO₂/톤-NM(이산화탄소 배출량 단위)로 표시
    - EEDI가 낮을수록 선박의 효율성이 높으며, 그만큼 화석 연료 소비와 탄소 배출량을 줄일 수 있다는 의미

단계별로 적용되는 EEDI

2023년 7월, '단계별로 적용되는 EEDI'를 나타내는 그래프. 'IMO'는 2015년부터 '5년마다 10%씩 이산화탄소 배출량을 단계적으로 감축'해 나가면서 '친환경 선박 건조를 유도'한다는 계획. '1단계(2015~2019년) 10%', '2단계(2020~2024년) 20%', '3단계(2025~2030년) 30%', '4단계(2030~) 40% 이상 감축'.

자료: IMO

EEDI 산출 방식

'EEDI 산출 방식'을 나타내는 이미지. 'EEDI'는 '선박이 운반하는 총용적당' '운항 중에 소비하는 에너지량'을 나타내며 'kg CO₂/톤-마일' 또는 'g CO₂/톤-NM(이산화탄소 배출량 단위)'로 표시.

자료: IMO

[EEXI, 현존선에너지효율지수] 선박 운항 전에 산출되며 올해부터 모든 선박에 적용

 

  • EEXI(Energy Efficiency Existing Ship Index)는 운항 전에 기관 출력, 중량 톤수 등 선박의 제원을 활용하여 화물 1톤을 1해리 운송하는 데 배출되는 이산화탄소량을 계산한 값

  • 400톤 이상 선박은 2023년 1월 1일 이후 도래하는 첫 번째 검사일까지 EEXI 규제 기준을 충족하는지 여부를 검증받은 후 국제에너지효율증서(IEEC)를 발급받아 선내 비치해야 운항 가능함

  • EEXI 규제 기준에 미달하는 선박은 운항 중단, 운행 속도 감소, 입항 제한, 벌금 부과 등의 조치가 취해지며, 운항을 재개하려면 에너지 효율을 높여 규제 기준을 충족한 후 IEEC를 재발급받아야 함

  • 이에 따라 현재 운항 중인 모든 선박은 1999년부터 2009년 사이 건조된 선박의 평균 탄소 배출량보다 20% 이상 감축해야 하므로 에너지 효율 개선이 요구됨

EEDI와 EEXI 적용에 따른 절차

'EEDI와 EEXI 적용에 따른 절차'를 나타내는 이미지. 'EEDI, 에너지효율설계지수'는 '신조 선박에 적용'되며 '친환경 선박 건조를 유도', 'EEXI, 현존선에너지효율지수'는 '선박 운항 전에 산출'되며 '올해부터 모든 선박에 적용'.

자료: IMO 온실가스 감축 실무회의(ISWG-GHG), KR

 [CII, 선박탄소집약지수] EEXI와 비슷하나 운항 후에 산출

 

  • CII(Carbon Intensity Indicator)는 연료 사용량, 운항 거리 등 선박의 운항 정보를 활용하여 화물 1톤을 1해리 운송하는 데 배출되는 이산화탄소량을 계산한 값
    - EEXI가 선박 운항 전에 산출한다면 CII는 운항 후에 산출하는 점에서 차이가 있음
    - CII는 2023년 운항 정보를 기반으로 2024년 초에 산출될 예정이며, 모든 선박은 2024년부터 매년 CII를 산출해야 함

  • 5,000톤 이상 선박을 대상으로 실제 연간 연료 사용량과 운항 거리를 기반으로 계산하며, 해당 기간 선박에 요구되는 CII 허용값 대비 달성 값에 따라 A부터 E까지 총 5단계의 등급이 부여됨

  • A~C등급을 받은 선박은 준수하다고 평가되는 반면, 3년 연속 D등급 혹은 1년 이상 E등급을 받은 선박은 에너지효율개선계획(SEEMP, Ship Energy Efficiency Management Plan)을 수립해야 하고 타당성 승인을 받기 전까지 운항이 제한됨

  • CII 감축률은 2023년 5%를 기준으로 2026년까지 매년 2%pt 상승하며(2024년 7%, 2025년 9%, 2026년 11%) 이후 감축률은 올해 열리는 제80차 해양환경보호위원회(MEPC80)에서 결정될 예정
장경석

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