Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 2005-0461(Print)
ISSN : 2287-7975(Online)
Journal of Society of Korea Industrial and Systems Engineering Vol.42 No.4 pp.49-60
DOI : https://doi.org/10.11627/jkise.2019.42.4.049

Strategic Vitalization Method of AMP Installation through SWOT/AHP Analysis

In-Ho Kim, Kang-Won Lee†
Department of Industrial and Information Systems Engineering, Seoul National University of Science and Technology
Corresponding Author : kwlee@snut.ac.kr
25/08/2019 24/10/2019 13/11/2019

Abstract


Recently the concentration of fine dust and ultra fine dust becomes so bad, which seriously threatens the health and even the life of people. So, government started to investigate several ways to reduce the amount of fine dust and ultra fine dust. From a few years ago it has been known that ships anchored at port emit a lot of pollution and seriously affect air quality of neighboring cities. To reduce the pollution emitted by ship AMP (Alternative Maritime Power Supply) has been proposed, which uses the electricity instead of bunker C oil or diesel. Many developed countries already installed AMP to improve air quality in port area. Korea is in the stage of planning to install AMP at port. However, there are many complicated problems to be handled before AMP installation. Due to huge initial cost and long period of construction ship owner and habour operating company are reluctant to AMP installation. And there are serious technological difficulties in constructing AMP in existing harbour. Lack of AMP core technology and operational difficulties of AMP are also big challenges to be conquered. In this study SWOT/AHP method is used to find strategic and efficient ways to handle above complicated challenges and then to vitalize the AMP installation.



SWOT/AHP 분석을 통한 전략적 AMP 설치 활성화 방안

김 인호, 이 강원†
서울과학기술대학교 산업정보시스템공학과

초록


    1. 서 론

    최근 들어 미세먼지나 초 미세먼지 수준이 국민의 건 강을 심각하게 위협 할 정도로 나빠짐에 따라 미세먼지나 초미세먼지를 경감하기 위한 여러 가지 방안을 범 국가적 으로 모색하기 시작 했다. 그런데 최근 수년 전 부터 항만 에 정박 중인 선박이 배출하는 오염 물질로 인해 항만 인 근 도시의 대기 질에 심각한 영향을 미친다는 사실이 알 려져 왔다[2, 5, 16, 20, 22]. 정박 중인 대부분의 대형선박 들은 한국 전력에서 전기를 공급 받는 것이 아니라 황 함 유량이 높은 벙커 C유(황 함 유량 3.5%)를 사용해서 선박 안에 있는 발전기를 가동하기 때문이다. 이때 사용하는 벙커 C유는 육상에서 사용하는 것보다(황 함 유량 0.5%) 황 함 유량이 무려 7배나 많기 때문에 그로 인한 대기 오 염의 심각성을 지적한 여러 연구가 존재한다.

    • - 황 함유량 3.5%의 벙커 C유를 사용하는 대형 컨테이너 선박 1척은 디젤 승용차 5,000 만대와 동일한 황산화물 (SOX)을 배출한다[4].

    • - 황 함유량 3.5%의 벙커 C유를 사용해 최대 70% 출력 으로 운영하는 중·대형 컨테이너 선박 1척이 하루 동 안 배출하는 미세 먼지 양은 유로 4[9]를 만족하는 신 형 트럭 50만대 배출량과 동일하다[8].

    • - 2015년 대기오염 물질 배출량 통계에서 전체 오염 배 출량 중 선박이 차지하는 배출량을 살펴보면 다음 <Table 1>과 같다(미세먼지나 초미세먼지 발생량은 자 료, 수집, 분석 등에 장시간이 소요되므로 현재 시점에 서 2015년 자료가 가장 최신자료다).

    <Table 1>에 따르면 미세먼지 발생량은 총 발생량 중 선박에서 배출하는 양이 3% 그리고 초미세먼지는 9.6% 에 이른다.

    한편 선박에서 발생하는 오염 물질로 인해 항만 도시 의 미세먼지나 초미세먼지의 심각성을 지적한 아래와 같 은 여러 관련 자료가 존재한다.

    • - 2017 부산광역시 대기 질 평가 보고서[3]에 따르면 부산 의 초 미세먼지 연 평균 농도는 26ug/m3으로 전국 7개 광역시 중 가장 높으며 서울과 인천, 울산이 25ug/m3로 그 뒤를 잇는다. 부산은 중국에서 가장 멀리 떨어진 광 역시라 다른 도시들보다 중국의 영향도 덜하고 부산 인 근의 화력 발전소는 석탄을 사용하지 않고 LNG를 사용 하고 있기 때문에 화력 발전소도 초 미세먼지의 주범이 라 볼 수 없다. 대다수 전문가들은 부산의 초 미세먼지 가 가장 높은 원인은 선박에서 배출되는 황산염 때문이 라고 보고 있다. 부산의 미세먼지와 초미세 먼지의 성 분을 분석해 보면 황산염과 질산염이 많은데 환경부 자 료에 따르면 황산염 및 질산염이 미세먼지의 절반 이상 을 차지한다.

    • - 경기도 광역 환경관리 사업소는 2018년 1월에서 10월 평택항의 초미세 먼지 평균 농도가 PM2.5 기준 30ug/m3 으로 경기도 평균(23ug/m3)을 20% 이상 웃도는 것으 로 조사하였다. 이는 경기도내 31개 시·군 가운데 초 미세먼지 평균 농도가 가장 높은 평택시의 평균 농도 (28ug/m3)보다도 높은 수치다. 광역 환경관리 사업소 는 평택항의 초미세먼지 오염이 심각한 것은 대형 컨 테이너 선박에서 나오는 다량의 오염 물질 때문이라 고 분석했다[13].

    • - 인천항에 정박해 있는 선박의 매연이 인천지역 대기오 염을 가중시키고 있는 것으로 나타났다. 특히 선박 내 전력 공급을 위해 벙커 C유나 경유를 연료로 사용하는 선박의 매연에는 황산화물(SOX), 중금속 등이 다량 함 유돼 있다. 환경부의 보고에 따르면 인천시 중구 지역에 서 선박에 의해 발생하는 미세먼지(PM10)는 총 218톤에 달하며 이중 벙커 C유 선박에서 206톤이 발생해 전체 발생량의 94.5%를 차지한다. 초미세먼지(PM2.5) 발생량 도 벙커 C유 선박에서의 발생량이 94%에 이른다[1].

    위에서 살펴본 것처럼 항만에 정박 중인 선박에서 배 출하는 오염으로 인한 피해를 줄이기 위한 대안으로 제시 된 것이 육상 전원 공급장치(Alternative Maritime Power Supply, AMP)다. AMP는 정박 중 선박에서 필요로 하는 전력사용(조명, 환기, 통신 및 선상 시스템 등)을 위해 선 박엔진가동 대신 육상에서 전력을 공급하는 시설로 선박 유류비 및 대기오염을 현저하게 줄일 수 있는 친환경 설 비시설이다. 항만에 정박 할 때 필요한 전력을 벙커 C유 나 경유 대신 육상 전기로 대체해 공급을 하면 황산화물, 질소 산화물, 미세먼지등 대기 오염 물질을 약 97% 정도 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다[6, 10, 11, 12]. 하지만 선사 입장에서는 변압기를 추가로 설치해야하며 육상 전 기를 선박에 연결하는 케이블선이 고가이기 때문에 수전 설비 초기 비용이 최대 15억 원 정도 발생한다. 그런데 선 박 수전설비 비용은 큰 배나 작은 배나 큰 차이가 없기 때문에 작은 선사의 입장에서는 더 큰 부담이 된다. 게다 가 벙커 C유를 이용한 발전기 가동보다 훨씬 비싼 전기 요금도 선사 입장에서는 부담으로 작용한다. 비용이외에 도 다른 여러 문제점들이 있다. 먼저 AMP 설비와 배를 연결 할 때 최소 2시간의 소요시간이 발생하고 작업자 혼 자 운반하기 어려운 큰 케이블, 그리고 ‘주파수·전압· 위상’을 일치 시키는 까다로운 동기화 작업등 복잡하고 힘든 작업 과정이 필요하다. 아울러 기존 항만에 AMP 시 설을 구축하기 위해서는 최소 2개월 이상 항만운영을 멈 춰야 하는 문제점도 발생한다. 그래서 국내에서는 AMP 시설 도입의 정당성은 인정하지만 설치과정에서 발생하 는 여러 가지 장애요인으로 인해 아직 AMP 도입이 활성 화 되고 있지 않다[6].

    선진외국에서는 오래전부터 항만에 정박 중인 선박에 서 발생하는 오염물질의 심각성을 인식해 왔다. 따라서 선박에서 배출되는 황산화물, 질소 산화물 등 인체에 유 해한 대기 오염물질을 차단하기 위해 AMP를 설치했거 나 설치 중에 있다[7, 15, 18, 19, 20, 21]. 미국 캘리포니 아의 롱비치 항은 지난 2014년부터 입항 선박의 50%, 2017년부터 70%, 2020년 80% 이상의 선박이 AMP를 사 용해야 한다고 강제 규정하고 있다. 유럽 연합은 2025년 까지 AMP 설치를 의무화 했고 독일, 스웨덴 등은 선박 에 대한 전기세 감면 정책을 시행하고 있다. 중국은 신규 항만 건설시 AMP를 법제화했다. 아울러 2020년까지 전 체 선석의 50%인 1543개 선석에 AMP를 의무화 할 예정 이며 항만 기업과 선사가 AMP를 적극적으로 도입하도 록 각종 인센티브를 지원하고 있다.

    본 연구의 목적은 AMP 시설 보급을 활성화하는 방안 에 대하여 살펴보는데 있다. 이를 위해서는 무엇보다도 AMP 보급 확대의 문제점들을 파악하고 이를 해결하는 것이 우선이다. 그런데 경제적인 부담, AMP 설치 시공 의 어려움, AMP 핵심 기술의 국내 부재, AMP 운영상 어려움, 그리고 법 제도의 미비 등을 해결하는 것은 여러 관련 부처들이 서로 얽혀 있는 문제고 많은 외부적 요인 들이 존재한다. 게다가 여러 문제점 요인들의 이해가 서 로 상충되는 면이 있기 때문에 일차원적으로 활성화 방 안을 도출하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 위 의 문제점을 극복하고 AMP 시설 보급을 활성화 하는 목 표를 달성하기 위해서 SWOT/AHP 분석을 시도하고자 한다. 목표 달성을 위한 전략적 도구인 SWOT/AHP 분석 을 통해 AMP 시설 보급을 활성화 하는 방안이 전략적으 로 적합한가를 판단 할 수 있다. 이때 최선의 전략은 우 리나라의 내부 환경(강점과 약점)과 외부환경(기회와 위 협)이 어긋나지 않고 맞물려 돌아가는 것이다.

    본 연구에서는 제 1장 서론에 이어 제 2장 고압 AMP 장치에 대하여 살펴보았다. 제 3장에서는 고압 AMP 시 설의 국내외 도입 현황과 도입 문제점 등을 다루었으며 제 4장에서는 AMP 설비의 국산화를 위한 국내외 기술 격차 및 한국형 AMP 시설 개발을 위해 필요한 기술들에 관해 논하였다. 제 5장에서는 AMP 시설 보급을 활성화 하는 방안을 전략적으로 살펴보기 위하여 SWOT/AHP 분석을 실시하였고 제 6장에 결론을 수록 하였다.

    2. 고압 AMP 장치

    우리나라는 예인선 등 소형 선박 정박 시에 전기를 사 용할 수 있도록 저압용 육상전원공급 설비를 일부 설치 해 운영 중에 있다 그런데 미세먼지나 초미세먼지를 많 이 배출하는 대형 선박이나 초대형 컨테이너선에 전원을 공급하기 위해서는 고압 AMP가 필요하다. 본 연구에서 는 논의를 고압 AMP 설비에 국한 하였다.

    2.1 종류

    • - 고정형 : 신규 항만 공사 시 변전실 부지 및 전력관로에 대한 설계가 수립되어 있는 것으로 보고 수·배전 설비 및 육상전원공급박스를 고정시켜 놓는 것을 말한다.

    • - 이동형: 기존 항만시설에는 고압 AMP 설치를 위한 변 전설비 부지 및 전력관로가 확보되어 있지 않기 때문에 기존 터미널 설치 시에는 많은 제약이 따른다. 첫째, 수·배전 설비의 설치가 어렵고 둘째, 전력관로 공사를 위해선 공사기간 동안 야드 운영을 할 수 없다. 셋째, 육상전원공급상자(SPO)는 컨테이너 레일 안벽에 매입 해 넣어야 하는데 현실적으로 운영 중인 터미널에는 공 사가 어렵다. 이런 문제점들을 해결하기 위하여 기존 항만에 적절히 사용 할 수 있는 이동형 고압 AMP가 제 안되었다. 이동형 고압 AMP는 이동의 편리성과 부지선 정의 어려움은 없으나 고정형에 비해 훨씬 더 많은 인 력과 시간이 소요되는 단점이 있다. 또한 변전실과 수 전 받는 곳으로부터 거리가 멀 경우 이중의 육상전원공 급 상자 설치로 인한 경제적 부담이 있을 수 있다.

    2.2 주요 구성 설비

    고압 AMP의 주요 구성 설비 및 동작순서는 다음 <Figure 1>과 같다.

    2.2.1 선박 측 주요 구성 설비

    • - 수전반 : 육상 측 고압 6600V 전압을 수전받아 선박내 변압기에 전원을 공급하여 주는 기기로서 전력을 받을 때의 필요한 계기, 제어 개폐기, 보호 계전기 등으로 구성된다.

    • - TR반 : 수전반으로부터 고압 6600V를 선박 내 필요전 압인 AC110V~440V로 강압시켜주는 판넬이다.

    • - 발전기반 : 선박은 항만에 정박 중에도 선박 내에는 조 명, 환기, 통신 및 선상 시스템 등의 전력사용을 필요 로 한다. 이때 선박엔진을 가동시켜 발전기를 돌려서 전기를 생산·공급하여 주는 장치로 발전기 구동에 필 요한 작동 스위치 및 개폐 스위치 등으로 이루어져 있 다.

    • - 배전반 : 변압기반으로부터 강압 받은 AC110V~440V를 선박 내 부하설비로 배전시켜주는 판넬이다.

    2.2.2 육상 측 주요 구성 설비

    • - 수전반 : 한전 또는 주 변전실에서 보내온 고압 6600V를 수전 받아 인버터반에 전력을 공급시켜주는 판넬이다.

    • - 인버터반 : 수전반 으로부터 고압 6600V를 공급받아 50Hz~60Hz로 전압 및 주파수를 동조시켜주는 판넬이다.

    • - 부하차단기반 : 인버터반 으로부터 고압6600V, 50/60Hz 전압을 공급받아 육상전원공급 상자에 전력을 공급 및 차단시켜주는 판넬이다.

    • - 육상전원공급 상자 : 부하차단기로부터 공급받은 고압 6600V를 선박 측 전원에 연결시켜 주기 위한 코넥터로 서 플러그와 소켓으로 구성되어 있다. 고압선로의 안 전한 연결 및 분리방법을 제공한다.

    2.3 운영 방법

    고압 AMP를 사용하기 위해서는 선박접안 후 AMP 투 입시 ‘주파수, 전압, 위상’ 등을 일치시키는 동기화 작업 에 최소 3인 1조가 필요하며, 소요시간은 대략 2시간 정 도이다. 물론 동일한 주파수 대역 일 경우 시간은 단축될 수 있다. AMP 운영 순서는 <Figure 1>과 같이 ①수·배 전반측 수전을 확인 후 육상측 ⑤케이블 릴을 ④육상전원 공급 상자에 접속한 후, 육상측 ②인버터반 과 ③부하 차 단기반을 투입하고, 선박측 ⑥수전반을 동기화 시키다. ⑦변압기반에서 고압을 저압으로 강압시킨 후 ⑧발전기 반을 정지 시키고, ⑨배전반의 부하 스위치를 순차적으로 동작 시킨다. 선박 출항 시에는 반대 순서로 진행한다. 고 압 AMP 고정식 과 이동형 동작 순서는 모두 동일하다.

    2.4 AMP 설치비용

    컨테이너부두에 고압 AMP를 설치하는 경우 설치비용 은 선석당 약 20억 원 정도이며, 이동형은 약 13억 원 정 도 소요된다. 또한 동일한 용량의 선박 측 설치비용은 약 15억 원 정도 소요된다.

    3. AMP 설비 국내외 도입 현황 및 국내 도입 문제점

    3.1 국내·외 도입 현황

    3.1.1 국외

    해외 선진 항만들은 미세먼지나 오염물질 배출을 낮 추기 위해 AMP 설치를 위한 제도와 각종 지원방안을 수 립하여 AMP 설치를 진행 중이거나 계획 중이다. 현재 AMP가 설치된 해외 항만은 이미 31개에 이를 정도로 AMP 설치가 빠르게 진행되고 있다.

    미국의 LA의 Long Beach 항은 2004년 최초로 컨테이 너 선박용 AMP를 설치한 이래 현재는 30개 선석에서 AMP를 사용 중이다. AMP 설치를 활성화하기 위해 다 양한 지원 방안을 운영 중인데 AMP 설치 보조금은 총 투자액 대비 43.7%에 이른다[11]. 한편미국 동부의 항만 들은 주로 크루즈 터미널을 중심으로 AMP를 설치·계 획 중이다.

    캐나다는 2010년에 밴쿠버 항에 캐나다 최초로 크루즈 선박용 AMP를 설치하였고 2011년 캐나다 최초로 페어뷰 컨테이너 터미널에 컨테이너 선박용 AMP를 설치하였다. 이후로 2017년 밴쿠버 항에 컨테이너 선박용 AMP를 설 치하였고 할리팩스 항에도 크루즈 선박용 AMP를 설치하 였다[11].

    유럽 연합은 2025년까지 AMP 설치를 의무화 했다. 스웨덴은 2000년에 컨테이너 선박용 AMP가 설치된 이 후 현재는 풍력 발전을 통해 선박에 전기를 공급하고 있 다. AMP 설치를 가속화하기 위해 AMP 설치 선박에 대 한 전기세 감면 정책 시행하고 있다. 독일은 2008년에 앤트워프 항에 선박용 AMP를 설치하였고 2016년 함부 르크 항에 크루즈 선박용 AMP를 설치, 운용하고 있다. 스웨덴과 마찬가지로 AMP 설치를 가속화하기 위해 AMP 설치 선박에 대한 전기세 감면 정책을 시행하고 있 다. 벨기에와 네덜란드도 AMP 설치를 활성화하기 위하 여 각종 금융 지원을 시행하고 있다.

    중국은 2020년까지 주요 항만에서 입항 선박의 90% 까지 AMP 사용을 목표로 하고 있으며, 전체선석의 50% 인 1543개 선석에 AMP를 의무화 할 예정이다. 이를 위 해 중국은 시범 프로젝트를 거쳐 AMP 국가 표준안 및 로드맵, 지원 정책을 마련하고 설치비용, 전기료 감면 정 책 등을 시행하며 AMP를 단계적으로 설치하고 있다. 하 지만 중국은 2018년 27개의 선석에 고압 AMP를 설치하 고 있는데 이용률은 매우 낮은 것으로 나타났다.

    한편 해외 선사들의 경우 최근에 건조중인 선박에 AMP 설비를 설치하고 있다. AMP 설치 공간을 준비한 선박은 전체선박대비 70.4%에 달하며 AMP 설비(스위치 패널, 케 이블 릴) 모두를 설치한 선박은 21.4% 수준에 이른다.

    3.1.2 국내

    2009년 국토해양부에서 대형 선박용 AMP 타당성 조 사 및 기본 계획에서 부산 신선대, 부산 신항, 광양항 그 리고 인천항 등에 AMP 설치 로드맵을 마련했으나 기본 계획대로 구축된 곳은 없다. 해외 항만이 대형 선박이나 컨테이너에서 배출되는 오염물질을 줄이기 위해서 고압 AMP를 설치한 것에 반해 국내 항만에서는 비싼 디젤 연 료를 사용하는 소형 선박들이 경제적 부담을 경감코자 하는 필요성이 있어서 저압 AMP를 설치 운용해 오고 있 다. 그런데 소형 선박들의 미세먼지나 오염물질의 발생 량은 대형 선박에 비해 아주 미미하기 때문에 국내에 일 부 설치 운용되고 있는 저압 AMP는 우리나라 미세먼지 나 초미세먼지 경감에 많은 도움이 되지 않는다.

    국내에서는 남동 발전 전용항만인 영흥항에서 고압 AMP를 최초로 설치해 운영하고 있다. 영흥항은 전용항 만인데다가 화주가 발전사라 어느 정도 전기료 경감이 가능해서 선사 입장에서는 평균 15년 정도의 장기 계약 으로 수전 설비의 투자비를 회수 할 수 있다. 그런데 세 계 2위의 환적 항인 부산항의 경우는 AMP 도입 문제가 다음의 이유로 그렇게 간단하지 않다.

    먼저 영흥항의 경우는 화주가 발전사이기 때문에 소 내 전기이용 등으로 전기료 경감이 가능하고 장기 계약 이 가능하지만 화주가 매 항해마다 바뀌고 자본력 있는 화주의 도움을 받기 어려운 부산항과 같은 컨테이너 항 만에는 AMP 도입을 꺼리는 분위기다.

    AMP 강제 설치로 선사에 부담을 준다면 선사는 부산 항을 피하고 다른 항을 이용 할 수 있다.

    높은 전기 요금에 대해서는 선사에 보조금을 주는 방 식도 있지만 국민세금으로 외국 선사에 보조금을 주는 것이 타당한가에 대한 문제가 있다.

    위의 이유 등으로 인해 부산항에서는 AMP 사용을 강 제하지 않고 현재 시범적으로 운영하고 있다. 인천이나 평택항 등도 별반 사정이 다르지 않다. 인천항만 공사의 경우 2020년 정부의 지원을 받아 인천항에 정박한 선박 에 필요한 전력을 400KW급 태양광 발전, 2.5MW급 저 장 장치로 공급 할 예정이지만 규모는 턱 없이 부족한 실정이다. 오염물질 배출을 감소시키기 위해 AMP 도입 을 활성화시키기 위해서는 AMP를 설치한 항만과 선박 에 전기 사용료 인하와 입항료 인하, 초기 수전설비 비용 보조 등의 혜택을 주는 정책이 필요해 보인다. 이는 해수 부나 항만 공사, 해운 선사 등 해운 업계만의 문제가 아 니라 산업자원부, 환경부, 국토부등, 지자체 등이 모두 얽혀있는 문제이기 때문에 보다 거국적인 차원에서 문제 를 바라볼 필요가 있다.

    3.2 국내 항만에 AMP 도입 문제점

    미세먼지나 초미세먼지 문제의 큰 배출원인 항만의 오염도를 줄이기 위해서는 무엇보다도 AMP 시설의 확 대 보급이 절실한 상황이다. 그러나 다음의 이유로 인해 국내 항만에 AMP 도입은 그렇게 간단한 문제가 아니다.

    3.2.1 경제적 부담

    기존 벙커 C 유나 경유에 비해 상대적으로 높은 전기요 금, 15억 이상의 초기 수전설비 설치비용 등은 선사 입장 에서 쉽게 AMP 사용을 받아들이기 어렵게 하고 항만 입 장에서도 선석 당 20~30억 원에 이르는 비용으로 인해 AMP 확대 도입이 쉽지 않은 상황이다. 아울러 AMP 운영 요원의 인건비 및 시설의 유지 보수비 등 추가비용이 발생 한다. 그리고 선박 입항시 AMP를 배에 연결 및 해제하는데 최소 2시간 정도의 소요되는데 이는 배의 재항시간의 증 가로 이어져 선사입장에서는 경제적인 부담이 가중된다.

    3.2.2 AMP 설치 시공의 어려움

    국내 기존 항만에 AMP를 설치하기 위해서는 여러 가지 기술적 문제가 존재한다. 먼저 AMP 전용 공관로 설치 시 안벽 및 야드의 운영을 중지해야하기 때문에 공사가 진행 되는 동안 항만 운영이 불가하여 막대한 경제적 손실이 발생한다. 또한 육상전원공급상자는 컨테이너 레일 안벽 에 기존 안벽 부분을 개조하여 설치해야하기 때문에 현실 적으로 운영 중인 터미널에는 공사가 어렵다. 그리고 부 변전실은 AMP 설비에 근접하게 설치해야 하는데 규모가 28.4m×8.4m로 많은 부지가 소요되므로 기존 터미널에 설 치가 쉽지 않다. 또한 AMP 설비의 핵심 장치인 케이블릴 (Cable Reel), 접속수구(Connector), 육상전원공급박스 (SPO)는 GE, ABB, 지멘스, 슈나이더 및 카보텍 등 글로벌 다국적 기업이 양분하고 고가의 시장가격을 형성하고 있 어 설비투자에 경제적 부담이 되고 있다. 그리하여 국내 항만에 AMP 시설은 기존 항보다는 신규 항 중심으로 우 선 설치 될 가능성이 많다. 그래서 참고 문헌[11]에서도 국내 신규 항만에 AMP 보급이 어느 정도 된 이후에 AMP 시설을 갖춘 선박의 입항이 많은 기존 항만과 선석을 대상 으로 AMP 설치를 확대해 나가는 것을 제안하고 있다. 그 리고 현재 기반공사가 완료되어 재공사가 힘들거나 명확 한 개발 규모가 없는 항만을 제외하고 고압 AMP 설치 대 상 선석을 총 57개로 예측하였다.

    3.2.3 AMP 핵심기술의 국내 부재

    국제 해사기구는 2015년부터 배출규제 해역에서 황 함 유량 0.1% 이하의 연료만 사용하던 것을 2020년부터 국 제해역에서 선박 연료는 황 함유량 0.5% 이하만 사용하 도록 확정하였다. 한편 각국에서는 항만에 정박 중인 선 박이 배출하는 오염물질이 대기에 심각하게 악영향을 끼 친다는 것을 인식하고 앞의 외국 사례에서 살펴 본 것처 럼 항만에 고압 AMP 설비 구축을 서두르고 있다. 따라서 국제 해사기구의 강제적 규제 강화기일인 2020년 이후에 는 연료비용의 급격한 증가로 인해 고압 AMP 설비의 폭 발적 수요가 예상된다. 중국은 2020년까지 전체선석의 50%인 1543개 선석에 자체 개발로 AMP를 의무화 할 예 정으로 있다. 그래서 향후 세계시장 선점에 매우 유리한 고지를 선점 할 것이며 중국의 국내 AMP 시장 공략도 심히 우려되는 상황이다. 우리나라 AMP 구축 대상 선석 은 컨테이너 14개, 로로 4개, 벌크 42개, 크루즈 및 여객 부두 등 총 120개로 AMP 구축비용으로 총 2,392억 원이 소요 될 것으로 예상된다[11]. AMP 설비의 국내기술이 없는 우리나라는 육상의 고압 전력을 선박에 접속하는 AMP의 핵심 장치, 즉 케이블 릴, 디스펜서, 육상전원공급 상자, 코넥터 등 모두 고가의 외산제품에 전량 의존 하고 있다. 현재 고압 AMP 설비시장은 지멘스, 슈나이더 등 글로벌 다국적 기업이 차지하고 있고 고압 AMP 설비의 핵심 부품인 접속 플러그 및 소켓은 카보텍 제품이다. 이 는 결국 수전 설비의 초기 비용 증가로 이어질 수밖에 없 어 AMP 시설의 확대 보급에 큰 장애 요인이 되고 있다. 따라서 AMP 핵심기술의 국산화는 AMP 보급 확대에 무 엇보다도 먼저 해결해야할 선결과제다. 이는 우리나라의 국내 AMP 시장을 보호하는 측면만 아니라 폭발적 수요 가 예상되는 고압 AMP 세계시장에 선도적으로 진출하는 측면에서도 그 중요성이 매우 크다.

    3.2.4 AMP 운영상의 어려움

    AMP 설비와 배를 연결 할 때 최소 2시간의 소요시간 이 발생하고 작업자 혼자 운반하기 어려운 큰 케이블, 그 리고 ‘주파수·전압·위상’을 일치 시키는 까다로운 동 기화 작업등 위험하고 힘든 작업 과정이 필요하다. 만약 하나라도 일치하지 않으면 선박 전기시스템의 단락 사고 가 발생할 수 있다.

    3.2.5 법, 제도의 미비

    국제해사기구가 2020 년부터 선박의 황 함유량을 0.5% 이하로 규제하는 것에 맞추어 우리나라도 선박 연료의 황 함유량 기준을 조정 할 필요가 있다. 이러면 지금보다 선 박유의 단가가 올라 갈 수밖에 없는데 그럼에도 전기료의 기본료로 인해 AMP 전기료가 비쌀 수밖에 없다. 이때 선 사가 황 함유량 0.5%의 선박 유를 이용하는 것보다 전기 를 이용하는 것이 유리하도록 전기 요금을 개편 및 전력 판매 모델을 새롭게 구축 할 필요가 있다. 아울러 국가 표 준안 마련과 법제화, 인센티브 정책 등 해결해야 할 여러 과제들이 있다. 그런데 이는 해수부나 항만공사, 해운 선 사만의 문제가 아니라 산업자원부, 환경부, 국토부, 지자 체 등이 모두 얽혀 있는 문제이기 때문에 해결 방법이 복 잡 할 수밖에 없다.

    4. AMP 설비 국내·외 기술 수준

    많은 전문가들은 국내 항만에 AMP 설치 전망을 어둡 게 만드는 중요한 요인들 중 하나로 AMP 설치 관련 국 내 기술이 없는 것을 보고 있다. 따라서 국가가 한국형 AMP를 개발해 비교적 저렴한 가격으로 국내 항만에 보급 하는 것이 AMP 활성화에 필요하다[6, 14]. 본장에서는 고압 AMP 핵심 기술과 국내기술과 해외기술의 차이는 무엇인지 시급하게 개발해야 할 국내기술은 어떤 것들이 있는지를 살펴보았다.

    4.1 국내·외 기술 수준 차이

    고압 AMP의 핵심 기술은 주파수 변조를 위한 인버터 기술과 동기 장치 및 코넥터 부분이다. 선박의 특성상 같 은 항구를 계속 방문하는 것이 아니라 목적지가 계속 바 뀌기 때문에 세계 어느 항구에서도 육상 전원을 공급 받 을 수 있고 또한 육상 측에서도 어느 배가 항구에 정박 하든지 선박에 전기를 공급 할 수 있어야하기 때문이다.

    고압 인버터 기술은 1950년대 미국의 GE에서 사이리 스터방식으로 처음 개발되어온 이후 공장자동화 분야를 중심으로 선진외국기술이 산업계 전반을 거의 장악하다 시피 하고 있다. 최근에서야 국내 LS 산전이 6.6kV 고압 에서 440V 저압 변환 후 인버터를 통해 주파수 60Hz에 서 50Hz로 변조 및 동기화 시키는 제품을 개발 완료하여 현재 실증 시험 단계에 있다.

    항만과 선박을 연결시켜주는 코넥터 부분인 연결 플 러그 와 소켓부분은 반드시 호환성이 있어야 한다. 글로 벌 표준을 선도하는 기업은 스위스 , 루가노에 본사를 두 고 있는 카보텍사다. 카보텍은 항구, 해상, 공항, 광업 및 터널링 및 일반 산업 분야에 고정식 설비 사이의 연결을 형성하는 동력 전달, 배전 및 제어 계통에 독보적 기술을 갖고 있다. 수요에 대한 필요성을 느끼고 우리나라도 뒤 늦게 기술개발에 뛰어들었지만 원천기술을 보유한 업체 와의 기술 수준 차이가 많다.

    4.2 한국형 AMP 개발을 위한 필요기술

    고압 AMP의 핵심 기술은 육상전원 연결 장치인 플러 그 및 소켓, 육상전원공급상자, 고압 케이블 릴(이동형), 디스펜서 등의 인프라 부분과 항만의 AMP 운영을 위한 시스템 부분이다. 인프라 부분과 시스템 부분으로 나누 어 살펴보았다.

    4.2.1 인프라 부분의 개발사양

    • ① 접속플러그 및 소켓 : 케이블의 접속수구 및 접속단자 역할을 하는 코넥터로서 최대정격전압 7.2kV에 정격 전류는 350A, 내전압은 AC20kV에 1분간을 견디어야 한다. 국제규격 IEC 62613-1(고압 플러그), 62613-2(고 압 소켓)를 만족시켜야 한다.

    • ② 육상전원공급상자 : 고압 컨넥터 소켓을 내장한 상자 다. 고압 케이블 최대 사용 굵기는 185㎟이며 RS-485 또는 RS-232 통신 포트를 갖추고 AMP 감시시스템에 서 상태 계측이 가능토록 한다.

    • ③ 케이블 릴 : 이동형 트레일러 위에 케이블 릴을 설치하 여 육상전원공급상자에서 육상전원을 수전 받아 원하 는 급전장소까지 이동하여 선박에 전원을 공급하는 기기이다. 입력과 출력배선 길이는 각 30m±0.5m를 갖 추어야 한다. 국제규격 IEC/ISO/IEEE 80005-1을 만족 시켜야 한다.

    • ④ 디스펜서 : 호이스트형으로 6.6kV용 고압 케이블을 육상 전원공급상자에서 고정형 포스트에 케이블을 고정하 여 케이블을 전진 구동시킨 후 선박 접속 위치까지 이 동시켜 접속한 후 육상전원을 공급하는 기기이다. 국 제규격 IEC/ISO/IEEE 80005-1을 만족시켜야 한다.

    4.2.2 시스템 부분의 개발사양

    항만의 육상전원 공급장치 운영에 있어서 IT기술을 이 용하여 통합적으로 환경, 안전, 운영, 유지보수를 최적화 로 구현하는 시스템을 말한다.

    • ① 환경부문 : 선박의 대기오염물질을 실시간 모니터링 을 하고 해당정보를 타 공공 기관과 공유하는 시스템 을 개발한다.

    • ② 안전부문 : 사람이 아닌 센서가 전력사용량이나 고장 여부를 진단하여 전기재해 전조 예측을 통해 전기안 전에 대한 사전예방기능을 구비한다.

    • ③ 운영부문 : 항만시설 관리자와 이용자에 실시간 육전 사용량과 과금 정보를 제공함으로써 운영의 편리성을 높인다. 그리고 스마트 감시기술 도입을 통한 전력설 비진단과 원격감시를 통해 유지보수 인력의 최소화 운영이 되도록 개발한다.

    5. AMP 시설 보급 활성화를 위한 SWOT/AHP 분석

    SWOT 분석기법은 일반적으로 전략수립 단계에서 광 범위하게 사용되어진다. 조직이나 단체가 처한 상황을 내 부 환경의 강점(Strength)과 약점(Weakness), 외부 환경의 기회(Opportunity)와 위기(Threat)를 구분하여 다차원적으 로 전략의 방향과 세부 전술 수립을 위하여 개발된 분석 도구다. SWOT 분석은 다음 <Table 2>와 같이 4가지 전 략을 수립하는데 목적이 있다.

    SWOT 분석은 전략 수립 단계에서 유용하게 사용 될 수 있지만 다음의 한계점을 갖는다. 첫째 내·외부 환경 의 요인들을 객관적으로 정확하게 정의하기 어렵고, 둘 째 내·외부 환경의 요인결정에 분석가의 주관이 작용될 여지가 있다. 그리고 셋째는 도출된 요인들의 중요도나 가중치가 각각 다를 수밖에 없는데 이들을 고려하지 않 고 있다. 따라서 이런 문제점들을 보완하기 위하여 AHP 분석 기법을 결합한 SWOT/AHP 분석 기법이 광범위하 게 사용되고 있다.

    5.1 AMP 시설 보급 활성화를 위한 SWOT 요인 설정

    위에서 언급한 대로 SWOT 분석에서 가장 중요하고 또 어려운 일이 내·외부 환경의 요인들을 분석가의 주 관 없이 객관적으로 정확하게 정의하는 것이다. 이를 위 해 본 연구에서는 다음의 단계를 거쳐 내·외부 환경의 요인들을 결정하였다.

    • 1) 본 연구의 3장 AMP 설비 국내·외 도입 현황 및 국내 도입 문제점, 4장 AMP 설비 국내·외 기술 수준 들을 토대로 객관적으로 SWOT 요인을 1차로 결정한다.

    • 2) 해당 분야에 경력 25년 이상인 전문가들을 10인 선정 하여 브레인스토밍 방법을 토대로 SWOT 요인을 1)과 는 독립적으로 2차로 결정한다.

    • 3) 1차와 2차 결정 요인을 함께 고려하여 SWOT 요인을 3차로 결정한다.

    • 4) 3차 결정 요인을 전문가 그룹에게 회람하여 그들의 의견을 수렴한 후 SWOT 요인을 최종 결정한다.

    위의 4단계를 걸쳐 요인별로 속성를 결정하였다. 일반 적으로 각 요인별 속성 개수는 추후 분석의 용이성과 효 율성을 위해 각 요인별로 통상 4개를 추출하여 사용하는 것이 일반적이다. 선정한 속성들을 좀 더 구체적으로 살 펴보면 다음과 같다.

    5.1.1 강점 요인(S)

    • ① 수·배전반 관련 기술 보유(S1) : 국내 수·배전반 업 계는 LS 산전, 현대중공업(현대일렉트릭)을 비롯한 대기업뿐만 아니라 크고 작은 유수의 전력기자재 업 체가 많이 있다. 한국전력공사의 초고압 변전소는 설 비 배전반의 대부분을 국내 기술에 의한 기자재로 설 계되어있어 우리나라의 전력기술은 이미 세계 최고 수준임을 증명하고 있다. 고압 AMP 설비의 국산화를 위해 신소재를 적용한 원가절감형 전력기자재를 적극 적으로 개발할 계획으로 있다.

    • ② 우수한 IT 인력 및 인프라(S2) : 우리나라는 IT 기술 에 있어 세계 최고수준이다. 이미 ICT 기반의 양방향 운영정보시스템 도입을 통해 항만이용 및 편리성을 극대화 하고 있다. 이에 더 나아가 스마트 AMP 운영 시스템 도입이 가능한데 원격감시를 통한 실시간 대 응도 가능하여 AMP 운영의 효율성과 신뢰성을 높일 수 있다.

    • ③ 정부의 고압 AMP 기술 국산화 필요성 인식(S3) : 국제 해사기구의 강제적 규제강화로 항만공사에서는 수년 전부터 고압 AMP 설비의 구축 및 국산화 개발에 관 심을 보여 왔다. 뒤늦게나마 2018년 8월 중소벤처기업 부에서 Green ICT 기반 육상전원공급설비(SMARTAMP) 시스템 국산화 개발 사업에 나섰으며 24개월의 개발기간이 끝나는 2020년 후반기에는 우리나라도 고 압 AMP 설비의 국산화가 가능할 것이다.

    • ④ 신뢰성 높은 전력 공급(S4) : 고압 AMP 가동의 핵심 은 안정적인 전력공급에 있다. 불안정한 전력공급은 민감한 선상의 전자장비에 잠재적 위협이 될 수 있 다. 미국 경제전문지 포브스는 한국전력공사를 “세계 전력회사 1위”로 발표한 바 있고, 세계은행에서 주관 하는 기업환경평가 전력공급분야에서 2014~2016년까 지 3년 연속 세계1위를 달성하여 전력품질 면에서는 세계최고 수준임을 입증했다.

    5.1.2 약점 요인(W)

    • ① AMP 핵심 기술 없음(W1) : 현재 전 세계의 고압 AMP 설비 시장은 지멘스, 슈나이더 등 글로벌 다국적 기업 이 차지하고 있다. 특히 코넥터 부분과 육상전원공급 상자는 스위스에 본사가 있는 카보텍 제품이 거의 독 점하다시피 하고 있으며 전부 특허권을 갖고 있다. 경 쟁업체가 적다보니 고압 AMP의 설비가격은 매우 비 싸게 가격이 형성되어 있다. AMP 설치 관련 국내 경 험이 없는 것은 국내 항만에 AMP 활성화 전망을 어둡 게 만드는 요인들 중 하나다

    • ② AMP 설비 시공의 어려움(W2) : 국내 기존 항만에 고 압 AMP를 설치하기 위해서는 여러 가지 기술적 문 제가 존재한다. 먼저 고압 AMP 전용 케이블 공관로 설치 시 야드의 운영을 중지해야하기 때문에 공사가 진행되는 동안 항만 운영이 불가하여 항만운영에 막 대한 경제적 손실이 발생한다. 또한 선박과의 케이 블 접속을 위해선 육상전원연결 장치(SPO)가 필요하 여 지상이나 지하 또는 안벽설치를 하여야 하는데 항만 운영 중단 등 이에 따른 여러 문제점들이 존재 한다.

    • ③ 선사 및 항만 운영자의 AMP 도입 거부감(W3) : AMP 시설을 도입하면 선사는 저유황 경유 보다 비싼 전기 료와 15억 원에 달하는 수전설비 설치비용 부담해야 한다. 아울러 항만에 AMP 시설 공사비용도 선석 당 수십억원에 이르고 공사기간도 수개월에 달하는데 이 기간 동안 해당 항만을 이용 할 수 없어 항만 운영자 의 경제적 부담이 상당하다. 이로 인해 선사 및 항만 운영자들은 AMP 도입의 정당성은 인정하지만 여전 히 거부감이 있다.

    • ④ AMP 운영 경험 무(W4): AMP 설비와 배를 연결 할 때 최소 수 시간이 소요되고 작업자 혼자 운반하기 어려운 큰 케이블, 그리고 ‘주파수·전압·위상’을 일 치 시키는 까다로운 동기화 작업등 위험하고 힘든 작 업 과정이 필요하다. 만약 하나라도 일치하지 않으면 선박 전기 시스템의 단락 사고가 발생할 수도 있다. 설비 운영에 관한 경험과 시스템 운영에 관한 노하우 가 없기 때문에 선박 입항 시 운영미숙에 따른 육상 전원 공급이 지연될 경우와 단락사고에 의한 선박의 전장품 훼손 등 예기치 않은 사고가 발생 할 소지가 있다. 그러므로 빠른 시일 내에 시범사업의 확대와 운영노하우를 확보하고 그에 따른 표준 매뉴얼 작업 이 시급하다.

    5.1.3 기회 요인(O)

    • ① 국제해사기구의 배출규제 강화(O1) : 국제해사기구는 2015년부터 배출 규제해역에서는 황 함유량 0.1% 이 하의 연료만 사용하던 것을 2020년부터 국제해역에 서 선박연료는 황 함유량 0.5% 이하만 사용토록 확정 하였다. 우리나라도 선박에 대한 대기오염 방지시설 설치와 운영에 관련된 해양오염 방지법을 적용하고 있다. 수도권 대기환경 개선에 관한 특별법에 따라 대기오염 방지시설 설비의 설치기준 및 방지 시설 종 류를 구체적으로 명시하고 선박의 질소산화물 배출을 준수하도록 하고 있다. 이에 법규의 규제적인 요인에 따라서 2020년 이후 고압용 AMP 설비의 폭발적 수 요가 예상된다.

    • ② 세계화 추세에 따른 수출증대(O2) : 선진항만의 글로 벌 환경규제에 능동적으로 대처하기 위해 중국은 EU, 미주에 이어 3번째로 ECA(Emission Control Area ; 배 출제한구역)를 설정하고 2020년까지 주요 항만에서 입항 선박의 90% 까지 AMP 사용을 목표로 하고 있 다. EU는 2025년까지 모든 항만에 AMP 설치를 의무 화하고 있으며 미국은 LA, 롱비치항 등 캘리포니아 지역 입항 선박에 AMP 사용 비중을 강화하고 있다. 이와 같이 국제해사기구의 배출규제 강화와 대기오염 에 대응하기 위하여 전 세계가 AMP 설비의 설치를 서두르고 있어서 AMP 설비 시장의 규모도 급속도로 커질 예정이다. 우리나라도 시급히 이에 대응하여 글 로벌 표준화 작업과 차별화된 국산화 기술을 이용해 세계시장으로의 진출을 모색하여야 한다.

    • ③ AMP 필요성에 대한 국민적 공감대(O3) : 환경관리공 단에서는 2005년 12월부터 인터넷 웹사이트를 통해 전국의 대기오염도 자료를 실시간으로 제공하고 있 다. 에어코리아(www.airkorea.or.kr)를 통해 전국의 도 시 대기측정소(62개 시·군, 227개)에서 측정되는 대 기환경기준물질(미세먼지, 오존, 일산화탄소, 아황산 가스, 이산화질소)측정 자료를 실시간으로 공개하고 있는데, 대기오염도 실시간공개에 국민의 관심도가 급격한 증가를 보이고 있다. 최근 들어서 항만의 정 박 선박에서 배출되는 오염 물질로 인한 대기 오염이 심각 하다는 연구 결과가 속속 발표되는 상황 하에서 AMP 필요성에 대한 국민적 공감대는 어느 정도 형 성되어 있다.

    • ④ 온실가스 배출권의 거래 활성화(O4) : 1985년 세계기 상기구(WMO)와 국제연합환경계획(UNEP)은 이산화 탄소가 온난화의 주범이라고 공식적으로 선언하였다. 인간 활동에 의해 발생하는 온실기체 가운데 가장 많 은 양을 차지하는 기체가 화석에너지의 연소로 발생 되는 이산화탄소이다. 선박에서 배출되는 대기오염 물질(NOx, SOx, PM) 등에 대한 톤당 거래 가격(환경 편익)을 설정하게 되면, AMP 사용에 따른 전기사용 료가 유류비보다 비쌀지라도 상쇄가 가능하다. AMP 사용으로 인한 선박 배출 대기오염물질 저감량은 항 만 및 터미널 운영사의 수익구조에 큰 도움이 될 것 이다.

    5.1.4 위협 요인(T)

    • ① 선점업체의 국내시장 독점(T1) : 우리나라 항만의 경우 AMP가 2018년 4월 최초로 한국남동발전 영흥화력발 전본부 제2부두에 설치되어 있는 것이 전부다. 그러나 AMP 설비의 국내기술이 없는 우리나라는 육상의 고 압 전력을 선박에 접속하는 AMP의 핵심 장치, 즉 케 이블 릴, 디스펜서, 육상전원공급상자, 코넥터 등을 모 두 고가의 외산제품에 전량 의존 하고 있다. 현재 고 압 AMP 설비시장은 ABB, 지멘스, 슈나이더 등 글로 벌 다국적 기업이 차지하고 있고 고압 AMP 설비의 핵심 부품인 접속 플러그 및 소켓은 카보텍 제품이다. 이는 결국 수전 설비의 초기 비용 증가로 이어질 수밖 에 없어 AMP 시설의 확대 보급에 큰 장애 요인이 되 고 있다.

    • ② 중국의 저가 경쟁(T2) : 중국은 ‘대기오염방지법’에서 신규 항만 계획, 설계 및 건설시 AMP 시스템을 갖추 어야 하고, 이미 개발된 부두는 점차적으로 AMP 시스 템으로 개조를 진행해야 하며, 입항한 선박은 우선적 으로 AMP를 사용하도록 명확히 규정하고 있다. 2020 년에는 1,543개 선석(연안항만 선석 519개, 내륙하천 선석이 1,024개)에 AMP를 구축할 예정이어서 AMP 설비의 선두적 지위를 누릴 수 있다. 값싼 노동력과 풍 부한 자원을 앞세운 중국의 국내시장 저가공세는 심히 우려되는 상황이다.

    • ③ 여러 관련부처들의 소통 부재(T3) : 육상에서 선박에 전원을 공급하는 주체는 한국전력공사이며, 고압 AMP 설비의 설치와 운영은 해양수산부와 항만공사가 한 다. 또한 선박 정박 시 발생하는 인체에 유해한 대기 오염은 환경부 소관이며, 항만 인근 주민의 건강을 책임지는 지자체도 관련부처라 할 수 있다. 고압 AMP 설비는 설치하는데 선석 당 약 20억 원이며, 관 련 부대시설(선박 AMP, 전기용량 증설) 비용까지 합 하면 막대한 초기 투자비가 발생한다. 또한 항만 접 안 시 저유황 경유(황 함유량 0.5%) 가격보다 AMP 사용에 따른 전기 요금이 더 비싸고 또 초기 수전 설 비 설치비용도 약 15억 원에 이르는 등 선사들의 부 담이 가중될 수 있다. 그리고 대기오염 저감에 따른 환경편익을 고려하면 투자비 부담 주체와 수익 부담 주체가 다른 상황은 문제를 더욱 복잡하게 만들고 있 다. 그런데 이 문제를 효율적으로 해결하기 위해서는 여러 관련 부처들의 원활한 소통과 이해를 바탕으로 합동 협의체를 구성 할 필요가 있는데 현실은 이에 많이 부족한 상황이다.

    • ④ KS/IEC 표준규격 무(T4) : 고압 AMP 설비의 핵심부 품들의 국내 표준 규격이 아직 제정 되지 않았다. 예 로 코넥터(플러그 및 소켓)의 국제 규격(IEC 62613-1, 62613-2) 과 SPO의 국제 규격(IEC 80005-1)에 맞게 표 준화된 우리나라 KS 규격은 아직 없다. 따라서 핵심 고압 AMP 부품의 국내 개발을 촉진하기 위해서는 IEC 규격과 호환이 될 수 있는 국내 표준화 작업이 필 요하다.

    5.2 AHP를 통한 각 요인별 중요도 결정

    SWOT 요인 결정시 참여 했던 해당 분야에 경력 25년 이상인 전문가들 10인을 대상으로 SWOT 속성인 S, W, O, T의 각각 중요도와 각 SWOT 속성 하위요소들 간의 상대적 중요도를 구하기 위하여 AHP 분석을 실시하였 다. 그 결과를 다음 <Table 3>에 요약정리 하였다. 아래 표에서 CR은 일관성 비율(Consistency Ratio)을 나타내는 데 AHP 수행시 응답자들 답변의 일관성을 검증하기 위 하여 사용된다. 이 값이 0.1 이하면 응답자의 일관성 정 도는 만족할 만한 수준인 것으로 평가된다. CRS, CRW, CRO, CRT는 각각 S, W, O, T의 하위 요소들의 중요성 검증의 일관성 비율을 나타내며 CRSWOT 는 S, W, O, T 간 중요성 검증의 일관성 비율을 나타낸다.

    5.3 SWOT 4가지 전략 구축

    5.3.1 SO전략(내부역량의 강점과 외부환경의 기회에 대한 전략)

    강점 요인 중 중요도가 가장 높은 것은 S1(수·배전반 관련 기술보유)이고 기회 요인은 O2(세계화 추세에 따른 매출증대)이다. 고압 AMP 설비시장은 매년 10%이상 성 장하는 블루오션이다. 우리나라의 전력설비 및 전력기술 은 선진국(미국·유럽)인 나라와 견주어도 손색이 없다. 세계 최고 수준의 전력기술을 이용하여 하루 속히 고압 AMP 설비의 국산화를 이룬다면 국내인력의 고용창출 과 침체기에 들어선 내수시장의 활성화에 큰 도움이 될 뿐 아니라 수출을 통한 세계시장에서의 선도적 역할도 할 수 있다. LS 전선에서 올해 초 개발하여 상용화 한 육상전원 고압케이블로 인해 고압 AMP 설비의 핵심부 품인 케이블 릴(이동형), 디스펜서(고정형)의 국산화 개 발에 성큼 다가설 수 있게 되었다. 육상전원 공급케이블 은 육상과 이어진 선박 연결부에 정박 시에도 움직임이 발생한다. LS 전선은 구리도체와 고무재질을 사용해 유 연성과 내구성을 강화시켜 고전압의 통전 시에도 대 전 류 에너지 이동이 가능케 하였다. 또한 세계최초로 상용 화에 성공한 5G 이동통신 기술을 시스템 운영에 접목하 면 IT기술을 이용하여 통합적으로 환경, 안전, 운영, 유 지보수에 최적화를 구현할 수 있다. 아울러 Green ICT 기반 Smart-AMP 시스템 구축을 통해 대기환경오염 모니 터링, 고압전력 공급에 의한 선제적 재해 예방 시스템을 구축 할 수 있다. 이를 토대로 사전 안정성확보, ICT 기 반의 양방향 운영정보시스템 도입을 통한 항만 이용 및 편의성 제고, 고압 AMP의 원격감시를 통한 효율적인 운 영과 실시간 대응체계를 구축할 수 있을 것이다.

    5.3.2 ST전략(내부역량의 강점과 외부환경의 위협에 대한 전략)

    내부역량의 강점 요인 중 중요도가 높은 것은 앞서 SO 전략에서 밝혔듯이 S1(수·배전반 관련 기술보유)이다. 위협요인 중 중요도가 높은 것은 T1(선점업체의 국내시장 독점)과 T2(중국의 저가경쟁)이다. 우리나라 항만의 경우 최초의 고압 AMP 설비는 외국 업체가 납품 및 설치 시운 전을 한 상태이다. 고압 AMP 설비의 시공능력과 함께 선 진 외국의 설비자재 반입은 우리나라 중전기기업계의 발 전을 위해서라도 자제해야 한다. 국제해사기구(IMO)의 강제적 규제 시일이 다가옴에 따라 우리나라 항만공사도 시급히 고압 AMP 설비를 구축해야 하는데 아직은 요원 한 상태이다. 더구나 이웃 중국에서는 ‘대기오염방지법’ 이란 특별법을 만들어 2020년까지 1,543개 선석에 고·저압 AMP 설비를 구축 할 예정이다. 이로 인해 중국은 고압 AMP 설비의 자체 생산뿐 아니라 국제적 경쟁력을 갖추 어 해외시장으로의 진출도 함께 도모할 것으로 예상된다. 또한 값싼 노동력과 풍부한 자원을 앞세운 중국의 국내시 장 저가공세는 우리나라 중전기기 발전에 큰 저해요인이 될 수 있다. 정부와 항만공사 및 유관단체는 하루속히 합 동협의체를 구성하여 이에 대비하여야 할 것이다.

    5.3.3 WO전략(내부역량의 약점과 외부환경의 기회에 대한 전략)

    내부역량의 약점요인 중에서 중요도가 가장 높은 것은 W1(AMP 핵심기술 없음)이고 외부환경 요인에서는 O2 (세계적 추세에 따른 수출증대)이다. 우리나라 항만의 고 압 AMP는 한국남동발전 영흥화력발전본부 제2부두에 설치되어 있는 것이 전부다. AMP 설비의 주요 구성품(케 이블 릴, 디스펜서, 육상전원공급상자, 코넥터 등)은 모두 외산으로 되어있고 설계 및 제작경험이 전무하다보니 외 국 업체의 기술력에 의존 할 수밖에 없다. 이미 국내에 진출해 있는 선진 외국업체(슈나이더 일렉트릭, 지멘스, 카보텍)와 하루속히 전략적 기술제휴를 통해 단기적으론 기존 해외 AMP 핵심기술을 국산화하기 위한 R&D를 수 행하고, 이러한 부분이 선행되어 내부역량이 강화된다면 중·장기적으론 차별화된 기술력을 바탕으로 글로벌 표 준을 선도해 나갈 수 있다. 본 연구에서는 한국형 AMP 장치개발을 위해 필요한 세부 기술을 시스템 부분과 인 프라로 나누어 4장에 정리 하였다. 세계 각국은 대기오염 물질의 저감 대책과 AMP 설비의 의무화에 따른 설비 증 설을 앞 다투어 하고 있다. 전력기술과 IT 기술을 접목시 킨 고압 AMP 기술은 해외 수출 면에서도 충분한 경쟁력 을 갖출 수 있어 우리나라의 수출증대에 큰 역할을 할 것 이다.

    5.3.4 WT전략(내부역량의 약점과 외부환경의 위협에 대한 전략)

    WT전략은 내부 약점과 외부환경 위협을 최소화하기 위한 전략이다. 앞서 언급한 약점요인 W1(AMP 핵심기 술 없음)과 위협요인인 T1(선점업체의 국내시장 독점), T2(중국의 저가경쟁)를 해소하기 위한 전략이다. WO전 략에서 밝혔듯이 수·배전반 관련 기술보유가 최대강점 인 점을 살려 외국 업체와의 전략적 기술제휴와 정부를 비롯한 관련 기관들의 유기적 협조체제만 잘 갖춘다면, 단기적 R&D를 통한 국산화가 빠르게 이루어 질 것이다. 그리하면 AMP 설비의 가격대비 성능 면에서 국제적 경 쟁력을 갖출 수 있어 외국 업체의 국내시장 독점을 막을 수 있고, 중국의 저가공세 또한 기술적 우위를 통해 충분 히 극복할 수 있을 것이다. 또한 지속적인 유지관리를 위 한 인력확충과 국산 설비의 상용화는 침체되어 있는 국 내 시장 활성화에 큰 도움이 될 것이다. 또한 세계적인 경쟁력을 갖추어 글로벌 시장에서의 선도적 역할도 할 수 있다.

    6. 결 론

    국제해사기구(IMO)에서는 항만도시에서의 대기오염 저감을 위한 MARPOL Annex VI을 제정하여 2020년부터 강제적 규제에 나선다. 앞서 미주, EU 및 중국에서는 ECA(Emission Control Area : 배출규제구역)를 설정하고 글로벌 환경규제에 능동적으로 대처하며, 항만에서의 대 기오염을 줄이기 위해 선박의 화석연료 사용을 적극적으 로 규제하고 있다. 항구에 정박 중인 선박에서의 배출물 은 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx), 입자상 물질(PM) 및 이산화탄소(CO2)와 같은 많은 화학 입자로 구성되어 있다. 이에 EU, 미국 등 선진국에서는 선박 정박 시 배출 되는 대기오염물질을 최소화시키기 위해 육상에서 전력을 공급하는 육상전원 공급 시설(Alternative Maritime Power supply, AMP) 설치를 서두르고 있다

    앞서 SWOT 분석의 4개 속성을 살펴보면 전문가들은 AMP 보급 활성화에 강점(S)을 가장 중요하게 생각하고, 그 다음으로 약점(W)을 꼽았다. 수·배전반 관련 기술보 유(S1)의 강점을 SO전략과 ST전략을 통해 최대한 활용하 고 강화시키며, AMP 핵심 기술 부재(W1)의 약점을 해소시 키며 보완하는 방안으로 WO전략과 WT를 세웠다. SWOTAHP 분석결과를 토대로 4가지 전략(SO, ST, WO, WT)을 잘 활용한다면 AMP 시설 보급 활성화를 체계적이고 효율 적으로 이룩할 수 있다. 세계적 전력기술(S1)과 IT강국(S2) 인 우리나라는 두 가지 기술을 잘 접목하여 사용하고 AMP 핵심 기술의 부재(W1)는 핵심 부품의 단계적 개발 및 외국 과 전략적 기술제휴를 통해 국산화를 이루어 나간다면 빠 른 시일 내에 글로벌 표준에 선도적 역할을 할 수 있을 것이다.

    본 연구의 한계점은 AHP 분석의 일관성 유지를 위해 SWOT 속성별 구성요인들을 각각 4개의 그룹으로 제한 하였고 평가에 참여한 전문가들은 중전기기 업계의 전문 가들로 국한하였다. 향후에는 평가에 참여하는 대상자를 환경부, 해양수산부, 국토교통부, 한국전력공사, 항만공 사 및 지자체 등으로 확대하여 보다 폭 넓은 전문가의 의견을 수렴하고 SWOT 속성의 구성요인을 좀 더 세분 화 한다면, 좀 더 구체적이고도 의미 있는 연구결과를 얻 을 수 있을 것이다.

    Figure

    JKISE-42-4-49_F1.gif

    AMP Main Components and Operation Sequence

    Table

    Air Polluant Emission Amount(2015 Year, unit : ton)

    SWOT Analysis Four Strategies

    AMP SWOT/AHP Analysis

    Reference

    1. Asia Economy, Air Pollution in Incheon Port, August 14th 2018.
    2. Ballini, F. and Bozzo, R., Air Pollution in Ships in Ports : The Socio-Economic Benefit of Cold Ironing Technology, Research in Transportation Business and Management, 2015, Vol. 17, pp. 92-98.
    3. Busan Metropolitan City Institute of Health and Environment, 2017 Busan Air Quality Evaluation Report.
    4. China Daily Asia, Ship Emission Choking the Region, May 20th, 2016.
    5. Coppola, T., Fantauzzi, M., Lauria, D., Pisani, C., and Quaranta, F., A Sustainable Electrical Interface to Mitigate Emission due to Power Supply in Ports, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 54, pp. 816-823.
    6. Electricity Paper, AMP for Reducing Air Pollution of Ports, May, 19th, 2019.
    7. Fiadomor, R., Assessment of Alternative Maritime Power In- and Its Impact on Port management and Operations, World Maritime University, 2009.
    8. Fung, F., Zhu, Z., Becque, R., and Finamore, B., Prevention and Control of Shipping and Port Air Emission in China, Natural Resources Defences Council White Paper, 2014.
    9. http://www.cvinfo.com/news/articleView.html?idxno=2732.
    10. Innes, A. and Monios, J., Identifying the Unique Challenges of Installing Cold Ironing at Small and Medium Ports-The Case of Aberdeen, Transportation Research Part D : Transport and Environment, 2018, Vol. 62, pp. 298-313.
    11. Korea Maritime Institute, A Study on Demand Estimation and Implementation for AMP Installation, June, 2016.
    12. Lee, I.K., Choi, S.H., and Kang, M.H., To Speed Up AMP Installation to Reduce Air Pollution of Port Cities, Korea Maritime Institute Weekly report, 2017, Vol. 35, pp. 1-23.
    13. Maeil Ilbo, Air Pollution of Pyungtaek Port, December 27th, 2018.
    14. Modern Ocean, IPA, Development of AMP Key Technology, August, 7th, 2018.
    15. Peksen, D.Y. and Alkan, G., Application of Alternative Maritime Power Supply to Cruse Port, Journal of ETA Maritime Science, 2018, Vol. 6, No. 4, pp. 307-318.
    16. Sciberras, E.A., Zahawi, B., and Atkinson, D.J., Reducing Shipboard Emissions-Assessment of the Role of Electrical Technologies, Transportation Research Part D : Transport and Environment, 2015, Vol. 51, pp. 227-239.
    17. Today Energy, Installation of AMP to Reduce Air Pollution in Ports, March, 13th, 2019.
    18. Tseng, P.H. and Pilcher, N., A Study of the Potential of Shore Power for the Port Kaohsiung, Taiwan : To Introduce or Not To Introduce, Research in Transportation Business and Management, 2015, Vol. 17, pp. 83-91.
    19. Vaishnav, P., Fischbeck, P.S., Morgan, M., and Corbett, J.J., Shore Power for Vessels Calling at US ports : Benefits and Costs, Environmental Science and Technology, 2016, Vol. 50, No. 3, pp. 1102-1110.
    20. Winkel, R., Weddige, U., Johnsen, D., Hoen, V., and Papaefthimiou, S., Shore Side Electricity in Europe : Potential and Environmental Benefits, Energy Policy, 2016, Vol. 88, pp. 584-593.
    21. Yustiano, O.Y., Cost and Benefit Analysis of Shore Side Electricity in the Port of Tanjung Perak, Indonesia, World Maritime University, 2014.
    22. Zis, T., North, R.J., Anjeloudis, P., Ochieng, W.Y., and Bell, M.G.H., Evaluation of Cold Ironing and Speed Reduction Policies to Reduce Ship Emissions near and at Ports, Maritime Economics and Logistics, Vol. 16, No. 4, pp. 371-389.