인공위성 선박 위치 데이터(Satellite-AIS) 기반 선박 에너지 효율 분석 및 활용

Abstract

선박 자동 식별장치(Automatic Identification System, AIS)는 선박 충돌 회피 등 선박 항해 및 항해 안전상의 용도로 개발된 시스템으로 선박에 의무적으로 설치되어 실시간 선박위치 및 속도, 방향 등 각종 항해 정보 데이터를 생성한다. 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO) 등 관련 국제기관에서도 AIS 데이터의 활용성에 주목하여 활발한 연구가 이루어지고 있으며, 특히 인공위성 통신 기반의 AIS 데이터(일일 120,000척 이상의 선박으로부터 10,000,000건 이상의 정보를 수집)를 활용하면 전 세계를 항해하고 있는 각 선박별 운항 상태와 에너지 효율(Energy Efficiency)을 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 인공위성 통신 기반의 선박 자동 식별장치 데이터를 간략히 인공위성 선박 위치 데이터(Satellite-AIS)로 정의한다. 상기 에너지 효율은 선박운항에 따른 CO2 발생량을 추정하는 개념으로, IMO에서 도입을 시작한 에너지효율설계지수(Energy Efficiency Design Index, EEDI)나 에너지효율운항지수(Energy Efficiency Operational Indicator, EEOI) 등의 지표와 유사한데, IMO는 선박 설계·건조 단계나 운항단계에서 발표되는 동 지표를 기본적으로 활용하여 CO2 발생량을 모니터링 할 것으로 예상된다. 조선소나 선사가 자체적으로 EEDI, EEOI를 발표하기 시작한 이후에도 좀 더 객관적이고 지속적으로 실시간 비교분석이 가능한 CO2 발생량 측정방법에 대한 필요성이 높아져 왔는데, 인공위성 선박 위치 데이터(Satellite-AIS)를 활용한 CO2 발생량, 즉 에너지 효율 추정 방법론에 대한 의미 있는 연구결과가 University College London에서 2013년에 발표된 바 있다. 본 연구에서는 2015년 7월부터 12월초까지 인공위성 기반 선박 위치 데이터(Satellite-AIS) 분석용 데이터베이스를 구축을 시작으로, 동 데이터 기반 선박 에너지 효율 측정 개념을 보다 간소화하고 선박 별로 손쉽게 비교분석 할 수 있는 방법을 연구함으로써, 향후 IMO의 CO2 발생량 규제에 취약할 것으로 예상되거나 상대적으로 CO2 발생량이 높은 선박들을 구분하고, 미래 선박교체수요 예측 등 다양한 분석결과를 도출하였다. 실질적으로 CO2 발생량 규제기준 대비 초과하는 선박분석, 교체가능성이 높아 보이는 선박들의 특징 규명, 교체가능성을 정량화 하는 단계로 연구를 진행하였으며, 향후 실제 선박교체여부와의 상관관계 규명을 통해 실시간 수요예측에 적극 활용할 것을 제언하였다. 연구 결과 평균적인 실운항 선박 에너지 효율은 EEDI 기준을 준수하고 있는 것으로 보이지만 평균보다 높은 값을 가지는 선박들이 다수 있으며, 이들의 특징은 디자인 단계의 선박 에너지 효율(Technical Efficiency) 및 실운항 단계의 선박 에너지 효율(Operational Efficiency)가 모두 높고, 저속운항의 특징을 가지고 있었다. 또한 에너지 효율 즉 CO2 발생량이 높아 향후 교체 가능성이 높은 선박들을 특정 선사(Owner)가 많이 보유하고 있음을 알 수 있었다.