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테슬라의 CEO 일론머스크는 2030년 내
인간이 더 이상 운전하지 않는 완전 자율주행차만
생산될 것이라고 장담했는데요.
성큼 다가온 언택트 시대의 스마트모빌리티!!
전 세계 바다를 누비는 선박에는 어떻게 적용될까요?
해운산업의 패러다임을 바꿀 자율운항 선박의 현재와 미래!
[똑똑한 바다]가 알려드릴게요.
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자율운항선박기술개발사업 통합사업단
자율운항선박의 항해 안전성 확보를 위해 각종 센서에서 선박 주변의 해상 상황을 실시간으로 인지하고 분석하여 자율적인 의사결정을 통해 선박이 안전하게 자율운항 …
Source: kassproject.org
Date Published: 8/29/2022
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‘바다의 테슬라’…자율운항선박 언제 뜰까
조선 업계에서 자율운항선박이 화제로 떠오르고 있어요. 자율운항선박은 자율주행자동차처럼 사람 없이도 기상 상황과 주변 선박, 암초 같은 해상 …
Source: news.bizwatch.co.kr
Date Published: 7/6/2022
View: 6980
특집 – 자율운항선박 기술동향 및 준비
자율운항선박은 IMO(국제해사기구)에서 MASS(Maritime. Autonomous Surface Ship)라 명명하고 있으며, 수면 상에서. 사람의 개입 없이 또는 최소한의 개입으로 운항 …
Source: www.koreascience.or.kr
Date Published: 11/12/2021
View: 9966
자율주행차 능가하는 ‘자율운항 선박’ 개발 순항 | 아주경제
1일 조선업계에 따르면 지난해 국내 조선사의 자율운항 선박에 대한 기술이 큰 진전을 보였다. 우선 현대중공업그룹의 선박 자율운항 전문 회사인 아비 …
Source: www.ajunews.com
Date Published: 4/3/2021
View: 7601
자율운항선박기술, 이젠 전 세계 ‘속도전’ – 현대해양
자율운항선박은 수면 상에서 사람의 개입이 없거나 최소한의 개입으로 운항하는 선박을 의미한다. IMO는 자율운항 기술 수준을 △일부 기능이 자동화된 …
Source: www.hdhy.co.kr
Date Published: 11/25/2021
View: 7436
[S&T GPS][이슈분석 191호] 국내외 자율운항 선박 최근 동향과 …
최근 유럽・일본・중국 등 조선・해운 강국들이 자율운항선박 개발 경쟁에 나서. ◌ 운전자 없이 스스로 주행하는 자율주행차처럼, 바다에서도 항해사 …
Source: now.k2base.re.kr
Date Published: 4/20/2022
View: 6011
컨테이너선 300㎞ 항해를 ‘AI 선장님’에 맡기고… 선원은 영화를 …
자율운항선박은 자율주행차처럼 인간 도움 없이 스스로 출발지에서 목적지까지 안전하게 오가는 선박을 말한다. 글로벌 시장조사 기관 리서치앤마켓에 …
Source: www.chosun.com
Date Published: 2/20/2022
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주제에 대한 기사 평가 자율 운항 선박
- Author: 해양수산부 어서오션TV
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- Likes: 좋아요 112개
- Date Published: 2020. 5. 21.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=DAn2OF8l6Mc
자율운항선박기술개발사업 통합사업단
성능 실증센터 및 실증 기술
24 미터 급 해상 테스트 베드 시험선을 운영하여 자율운항선박과 관련된 기술 개발과 주요 장비 및 시스템의 성능시험을 수행하고, 체계적인 검증 절차를 통한 실증 테스트가 이곳에서 이루어집니다. 또한, 국내에서 건조되는 자율운항선박에 대해 해상 시운전을 수행하고, 자율운항선박과 관련된 모든 기술에 대한 검증과 인증 절차가 이루어집니다.
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‘바다의 테슬라’…자율운항선박 언제 뜰까
/그래픽=비즈니스워치
조선 업계에서 자율운항선박이 화제로 떠오르고 있어요. 자율운항선박은 자율주행자동차처럼 사람 없이도 기상 상황과 주변 선박, 암초 같은 해상 장애물을 파악해 스스로 운항하는 선박을 말하는데요. 이런 까닭에 유명한 전기차 기업 이름을 따서 ‘바다의 테슬라’라는 별칭도 붙었습니다.
다만 제도적 기반이 미비한 상황인 것도 현실입니다. 국내에선 선박 관련 법령에 정의나 자율운항 등급별 선박을 구분하는 기준이 없다고 하니까요. 이런 상황인데도 한국조선해양, 대우조선해양 등 대형 조선사들은 관련 기술 개발에 속도를 내고 있습니다.
그 이유가 무엇인지, 현재 자율운행선박 관련 시장 상황은 어떤지 간략히 살펴봤습니다.
/그래픽=김용민 기자 kym5380@
시장 전망 밝은 자율운항선박
시장조사기관 어큐트마켓리포트에 따르면 글로벌 자율운항선박 시장은 지난해 약 95조원 규모에서 오는 2025년 180조원까지 성장할 전망이라고 합니다. 자율운항선박은 해운물류분야 전반의 패러다임 전환과 사회적·경제적 파급효과를 가져올 것으로 기대되는 분야이기 때문입니다.
정부는 자율운항선박을 도입하면 물류 흐름이 10% 이상 개선되고 해양사고는 75% 줄일 수 있을 것으로 보고 있죠. 운용 비용도 22% 이상 감축할 수 있을 것으로 예상했습니다. 인건비뿐 아니라 해상사고에 따른 손실, 보험 비용 등도 줄일 수 있기 때문입니다.
쉽게 말해 사람이 아닌 일종의 인공지능(AI)이 정교하게 선박을 운항하므로 효율적인 선박 운용이 가능하고, 이에 따라 에너지도 덜 쓰기에 환경에도 도움이 된다는 얘기입니다.
해외는 어떨까요. 노르웨이, 핀란드 등 북유럽 국가 기업뿐 아니라 중국과 일본에선 정부 주도로 자율운항선박을 개발하기 위한 프로젝트가 활발하게 진행되고 있다고 해요.
핀란드는 오는 2025년까지 연안 선박 무인화, 오는 2030년까지 국제운항선박의 무인화를 추진하고 있죠. 일본도 오는 2025년까지 자율운항과 원격제어, 자동 이·접안 기술을 개발해 상용화를 추진할 계획이라고 합니다.
일본 최대 해운사인 ‘미쓰이OSK라인’은 올해 1월 세계 최초로 컨테이너선 자율운항을 성공해 눈길을 끌기도 했습니다. 단 한명의 선원도 없는 배가 300km에 달하는 바닷길을 운항했다는데요. 출항부터 운항은 물론이고 목적지에 도착해 정박하는 단계까지 배 혼자 움직였다는 겁니다.
우리 정부도 ‘자율운항선박 분야 선제적 규제혁신 로드맵’이란 걸 작년 10월 내놨는데요. 관련 제도 개선과 기준 마련 등을 통해 2025년까지 ‘부분자율운항’을 마치고 2031년부턴 ‘완전자율운항’이 가능하도록 한다는 구상입니다.
국제해사기구(IMO)에 따르면 자율운항선박은 자율주행차와 비슷하게 자율화 등급이 있는데요. 1단계는 자동화 프로세스를 갖춘 수준이고, 2단계는 원격 제어를 할 수 있으나 선원이 승선하는 선박입니다.
그리고 3단계부턴 선원이 승선하지 않으나, 원격으로 제어를 하는 것입니다. 4단계는 그야말로 완전히 자율운항하는 단계를 말합니다. 사람이 한명도 타지 않았는데 바다 위를 유유히 다니는 국산 선박을 2031년 무렵엔 볼 수 있는 것일까요.
/그래픽=김용민 기자 kym5380@
기술 개발 상황은
국내 조선사들의 개발 상황은 어떨까요. 현대중공업그룹의 조선 부문 중간지주사 한국조선해양은 최근 가상공간에서 자율운항 여객선을 시운전하는데 성공했다고 하는데요.
이를 통해 엔진 등 주요 기관을 포함해 자율운항·전기추진·원격관제 등 자율운항에 필요한 기술을 점검하는 것입니다.
가상의 해상환경이긴 하지만 출항부터 항해, 고속운항, 접안 등 실제 선박의 운항 시나리오를 그대로 재연해 선박의 안정성을 검증했다고 회사 측은 설명하는데요.
가상으로 하는 시운전의 장점은 분명합니다. 현실에서 경험하기 어려운 극한의 조건을 시뮬레이션할 수 있다는 것입니다. 실제가 아니기 때문에 비용도 절감할 수 있고요. 한국조선해양은 지난해 1월 세계 최초로 LNG 운반선에 대한 가상 시운전을 성공한 바 있기도 합니다.
대우조선해양의 경우 인공위성통신을 활용한 ‘기자재 상태 진단 스마트십 솔루션’이 자율운항선박에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 지난달 이 기술은 한국정보통신기술협회로부터 해당 분야 최고 등급인 ‘GS'(Good Software) 1등급 인증을 획득했다고 하는데요.
기자재 상태 진단 솔루션은 인공위성통신을 활용해 해상에서 운항 중인 선박의 각종 장비에서 운전 빅데이터를 수집하고 육상에서 실시간으로 모니터링하는 식으로 작동합니다.
이때 주요 장비와 기자재의 결함 등 상태를 정확히 진단하고 이를 시정할 수 있도록 최적의 해결 방안을 제공하고요.
선주는 선박 주요 장비의 문제를 조기에 감지할 수 있으니 안전한 선박 운항을 꾀할 수 있게 된다는 겁니다. 대우조선해양은 업계 최초로 LNG-FSU(부유식 액화천연가스 저장설비) 2척에 이 솔루션을 적용하고 있다고 합니다.
이같은 자율운항선박에 대한 국내외 조선 업계의 관심과 기술 개발이 미래에 어떤 결과를 만들까요. 코로나19 이후 전세계가 물류 대란을 겪고 있으니 자율운항선박이 하나의 해결책이 될 수도 있겠죠. 좀 더 속도를 내되, 안전성을 더욱 높인 선박이 등장하길 기대해봅니다.
[테크따라잡기]는 한 주간 산업계 뉴스 속에 숨어 있는 기술을 쉽게 풀어드리는 비즈워치 산업부의 주말 뉴스 코너입니다. 빠르게 변하는 기술, 빠르게 잡아 드리겠습니다. [편집자]
자율운항선박기술, 이젠 전 세계 ‘속도전’
국제 표준규정 제안 및 제도 마련 시급
아비커스의 선박 이안과 접안을 지원해주는 이접안지원시스템 ‘하이바스(HiBAS)’
[현대해양] 헨리크 툰포스(Henrik Tunfors) 국제해사기구(IMO) 자율운항선박 의장은 지난 달 27일 해양수산부가 주최한 ‘2021 한국해사주간(KOREA MARITIME WEEK)’에서 “정보통신 기술의 융합으로 이뤄지는 차세대 산업 혁명을 ‘4차 산업혁명’이라고 한다면, 자율운항선박이 도래하는 현재 상황은 ‘해운 4.0’이라 부르고 싶다”고 말했다.전 세계 자율운항선박시장 규모는 2016년 66조 원 수준에서 올해 95조 원으로 크게 폭등했으며, 2025년에는 180조 원 규모까지 성장할 전망이다. 2018년 5월 IMO 자율운항선박 운항에 따른 제도적 장치 마련에 착수하며 국제적 투자와 기술 개발이 폭발적으로 증가한 결과다. 현재 IMO는 자율운항선박의 실제 운용 관련 제도 개정 논의를 추진하고 있으며, 국내에서는 대형 조선사를 중심으로 자율운항기술 실증이 활발히 진행되고 있다. 전문가들은 이제 자율운항선박 시장을 선점하는 것은 ‘속도’에 달렸다고 말한다.
자율운항선박은 수면 상에서 사람의 개입이 없거나 최소한의 개입으로 운항하는 선박을 의미한다. IMO는 자율운항 기술 수준을 △일부 기능이 자동화된 선박 △선원이 탑승한 상태에서 원격 제어가 가능한 선박 △무인 상태로 원격 제어가 가능한 선박 △선박 스스로 의사결정을 하는 선박 등 4단계로 나눠 3단계까지는 부분자율운항선박, 4단계는 완전자율운항선박이라고 정의하고 있다.
왜 자율운항이 필요한가
왜 자율운항이 필요한가. 첫째, 해양사고는 대부분 운항 과실로 인해 발생한다. 중앙해양안전심판원에 따르면 국내 해양사고 발생건수는 2015년 2,101건에서 2020년에 3,156건으로 꾸준히 증가하고 있으며, 해양사고의 원인은 해상악화 등 자연적인 요인과 선박의 노후화와 같은 선박적 요인보다 인적 과실에 의한 것이 90%나 차지한다.
둘째, 해운 인력 부족 현상이 전 세계적으로 심화되고 있다. 발틱국제해운거래소(BIMCO)와 국제해운회의소(ICS)는 ‘해운인력 보고서’에서 2015년 해기사 인력 부족률 2.1%가 2025년에는 18.3%로 치솟을 것이라고 전망했다. 최근 일본 선사 NYK는 선원 40% 이상이 55세 이상으로 선원 노후화가 빠르게 진행되고 있다고 발표한 바 있다.
셋째, 선박운영비 절감 효과를 기대할 수 있다. 자율운항선박기술개발사업 통합사업단(이하 사업단)의 자료에 따르면 (그림1), 자율운항선박의 경우 현재의 화물선 운영비의 최대 22%를 감축할 수 있게 된다. 또한 완전자율운항선박이 상용화된다면 선원의 거주공간과 안전장비 등도 필요하지 않기에 공간 활용성도 높아져 더 많은 화물을 선적할 수 있을 것이다.
마지막으로, 우리나라의 핵심 산업인 조선·해운 산업을 지키기 위함이다. 현재의 글로벌 1위 조선업, 7위 해운업의 경쟁력을 유지하기 위해서는 전 세계적인 자율운항선박 기술 경쟁에서 앞서나가야 한다.
임정빈 한국해양대 항해융합학부 교수는 “자율운항선박기술 시장은 절대로 국내시장이 타깃이 아니다”라고 강조했다. 그는 “이미 유럽에서는 롤스로이스나 노르웨이 기업 콩스버그(Kongsberg Maritime) 등 굵직한 기관과 정부가 움직이며 관련 법과 제도 정비에 나서고 있다”며 “우리나라가 자율운항선박 시장에서 앞장서려면 ICT 기술력으로 승부해야 할 것이다”라고 전했다.
그림1. 자율운항선박 도입 효과
(출처_ 자율운항선박기술개발사업 통합사업단)
우리 정부, 선제적 규제혁신 나선다
해양수산부는 지난해 6월 ‘자율운항선박 개발 지원 정책’을 발표한 데 이어 지난 10월 14일에는 국정현안점검조정회의에서 자율운항선박 기술개발 촉진과 조기 상용화를 위해 2030년까지 추진할 주요 과제를 담은 ‘자율운항선박 선제적 규제혁신 로드맵(이하 로드맵)’을 발표했다. 정부는 2005년 5월 구성한 ‘산·학·연·관 협의회’를 통해 기술 발전에 따른 시나리오를 예측했고, 이를 바탕으로 선제적으로 규제를 정비해 나가기 위한 로드맵(총 4대 분야, 31개 과제)를 마련했다. 이에 따라 정부는 △자율운항선박 및 운항인력 관련 기준 △실증센터 구축과 관련 기준 △원격도선 시스템 구축에 필요한 규정과 관련 제도 △시스템 및 인증체계, 사고 대응 기준 등을 마련해 자율운항선박의 상용화를 추진할 계획이다.
실제 해수부는 산업자원부와 함께 2019년 11월 기획재정부 예비타당성조사를 통과하고 2020년 6월 ‘자율운항선박 기술개발사업 통합사업단’을 발족했다. 사업단은 같은 해 9월 영국 로이드선급협회 아시아와 ‘자율운항 지능형 시스템 실증 및 성능 시험 개발’ MOU를 체결했다. 사업단은 6년 계획으로 자율운항선박 관련 프로젝트 13개 수립·추진하고 있다.
김진 사업단장은 “지금은 기술력의 검증이 필요한 때”라며, “울산에 성능실증센터를 내년 6월 준공하게 되는데 이후 FRP 소형선박으로 테스트를 하고, 2024~2025년에는 대형선박으로 실증을 할 예정”이라고 밝혔다. 그러나 그는 IMO나 해수부 등이 목표한 2030 완전자율운항선박 상용화는 쉽지 않을 것이라고 예측했다. 김 단장은 “상업 선박의 경우에는 선사들의 의견이 가장 중요한데, 대형선박은 1조 원에 달하는데 무인으로 대양을 건너겠다고 나설 곳이 없지 않겠느냐”며 “법적인 문제나 보험 문제 등을 해결해야 하는데, 앞으로 9년은 짧은 시간이라고 생각한다”고 덧붙였다.
세계의 자율운항선박 기술 전쟁
현재 자율운항선박의 핵심 기술은 유럽이 선점하고 있으며, 중국·일본도 국가적 차원에서 자율운항선박 개발을 지원하고 있다.
2018년 핀란드 국영 해운사 핀페리는 영국 롤스로이스와 함께 세계 첫 완전자율운항 여객선 ‘팔코(Falco)호’에 80여 명의 승객을 태우고 시범운항에 성공했다. 팔코호는 IMO 기준 3단계, 무인으로 원격 제어가 가능한 수준에 속한다.
노르웨이는 세계 최초의 무인 자율운항 화물선 ‘야라 버클랜드(YARA Bikeland)호’의 첫 정식 운항을 계획하고 있다. 야라 버클랜드호의 선가는 일반 선박의 3배에 달하지만, 연간 운영비용의 약 90%를 절감하고 배기가스는 전혀 배출하지 않는 전기추진 시스템을 갖췄다. 노르웨이 언론사 「텔레마크사비사(Telemarksavisa)」는 지난달 20일 “현재 기술 테스트를 거치고, 새로운 규정을 정하고 있다. 11월 테스트 운전을 거치고 내년 봄 정기적으로 운항을 시작할 예정이다”라고 보도했다.
지난 6월 15일에는 영국 비영리 법인 프로메어(Promare)가 운영하고, IBM이 후원한 자율운항선박 ‘메이플라워(Mayflower)호’가 대서양 횡단에 도전했다. 메이플라워호는 영국을 출발해 3일간 평균 7노트의 속도로 약 833km 거리를 항해했으나, 추진 시스템에 기계적 결함이 발생해 6월 19일 예인선에 의해 회수됐다. 태양광 패널과 발전기로 전력을 생산하는 시스템의 연결부위 파손으로 전력 생산에 차질이 생겼던 것이다. IBM의 프렛 파네우프 프로젝트 디렉터는 “에너지 절약을 위해 비 필수 시스템 전원의 일시적 중단을 확인했지만, 자율주행 인공지능(AI)은 완벽하게 작동했다”고 트위터를 통해 밝혔다.
중국과 일본에서도 자율운항선박 시운전에 성공했다. 2019년 10월에는 일본 선사 NYK는 자동피항시스템이 적용된 2만톤급 자동차 운반선 ‘아이리스리더호’의 시운전에 성공했으며, 같은 해 12월 중국의 첫 무인 자율운항선박 ‘근두운 0호’는 홍콩-마카오 구간 시범운항에 성공했다.
영국에 본사를 둔, 기술 분석 및 해양 컨설팅 전문 업체 테티우스(Thetius)는 자율운항선박관련 최근 보고서에서 중국이 2025년까지 자율운항선박 시장의 주도권을 잡을 것이라고 분석하기도 했다. 자율운항 기술 관련한 3,000 건에 가까운 특허 중 96%가 중국의 대학과 민간 기업에서 등록한 것이라는 것이다.
국내 기업 실증단계 들어서
국내의 자율운항선박 기술은 삼성·현대·대우 조선3사가 주도하고 있다. 지난 6월 16일 현대중공업의 자율운항선박 전문 자회사 아비커스의 12인승 크루즈 선박이 국내 최초로 선박의 완전 자율운항에 성공했다. 경북 포항 운하 일원에서 열린 이날 시연회에서 선박은 AI로 선박의 상태와 항로 주변을 분석해 증강현실 기반으로 전달하는 시스템 ‘하이나스(HiNAS)’와 선박의 이·접안 지원 시스템 ‘하이바스(HiBAS)’ 등을 활용해 약 10km 정도를 자율운항했다. 아비커스는 자율운항 기술을 고도화해 이르면 올해 안에 LNG 운반선으로 대양 횡단에 도전하고 내년 상반기에는 레저보트용 자율운항 솔루션을 선보일 계획이다.
삼성중공업은 지난 9월 2일, 세계 최초로 실제 해상에서 자율운항하던 두 척의 선박이 서로를 인지하고 충돌을 회피하는 기술 실증을 진행해 성공시켰다. 신안군 가거도 인근해역에서 진행된 이번 실증에는 목포해대의 9,200톤급 대형 실습선 ‘세계로호’와 삼성중공업의 300톤급 예인선 ‘삼성 T-8’이 투입됐다. 두 척의 선박에는 삼성중공업이 독자개발한 자율항해시스템 ‘SAS(Samsung Autonomous Ship)’를 탑재해 △자율운항 선박간 충돌회피 △ㄹ자 형태의 다중 경유점 경로제어 기술 시연을 성공적으로 마쳤다. 두 선박은 각자 지정된 목적지를 향해 최대 14노트의 속력으로 자율운항 중에 서로 마주보는 상황이 오자, 최소근접거리인 1해리(1.852km) 밖에서 서로를 피한 후 지정된 목적지로 운항을 계속했다. 선박의 운항 상황 모니터링은 실증 해역에서 300㎞ 떨어진 육상관제센터 삼성중공업 대덕연구소에서 진행됐다.
대우조선해양은 스마트십 솔루션 ‘DS4(DSME Smart Ship Platform)’을 독자 개발해 최근 HMM에 인도한 컨테이너선박에 탑재했다. 이 솔루션을 통해 선주는 선박의 메인 엔진·공조시스템(HVAC)·냉동컨테이너 등 주요 시스템을 원격으로 진단한 뒤 선상 유지·보수작업을 지원하게 된다. 또한, 대우조선해양은 원격조정 시 선박과 육상 관제탑을 연결하는 통신 체계를 불안정성이나 해킹 시도 등의 위험에서 지키기 위한 선박 사이버 보안기술도 개발하고 있다.
2020년 8월 개최된 자율운항보트 경진대회
신속한 실증과 최적 기술 도입 필수
자율운항선박 시대의 도래는 국내 조선업계에 어떤 의미일까? 아날로그 체계의 운항기술은 유럽·일본이 독점 중이고, 가격경쟁력은 중국이 월등하지만, ICT(정보통신기술), IoT(사물인터넷), AI(인공지능) 등 디지털 시장에 진입하면 국내 업계에게도 기회가 될 것이라는 것이 업계의 시각이다.
채종주 한국해양수산연수원 해양안전기술센터장은 “자율운항선박의 핵심기술은 노르웨이에서 상당히 가지고 있다”며 “이미 존재하는 기술 개발에 힘쓰기보다는, 아직 기술발전이 미흡한 부분, 빅데이터를 이용한 의사결정지원 시스템 등 SW(소프트웨어) 적인 접근이 필요하다고 본다”고 의견을 제시했다.
임 교수는 “ICT 접목 부문에 있어서는 우리가 최고수준이라고 본다”며, “핵심기술이 부족하다는 의견은 특허나 해당 기술의 시작점에 대한 학구적인 문제제기이며, 실제 기술을 다루는 우리의 SW적인 기술력은 부족하지 않다”고 덧붙였다. 그는 “그러나 빠른 기술 발전과 상용화를 위해서는 선박에 대한 지식과 ICT 관련 지식의 연계 시스템이 필수적”이라며 “현장에서 적용할 수 있는 실제적 기술이 필요하기 때문에 빠르게 실증을 거치고 상용화시켜야 할 것”이라고 전했다. 실제 이러한 새로운 인력창출을 위해 한국해양대에서도 2022년 해사인공지능보안학부를 새로 개설했다고.
지난달 20~23일, 한국해양수산연수원은 자율운항선박 원격제어 신규 교육을 실시했다. 이 교육에서는 관련 분야 학교, 기업, 연구소 등의 연구원을 대상으로, 시뮬레이터를 이용해 원격으로 선박을 조정하는 실습을 진행했다. 연수원에서는 올해 또 한 번의 교육을 진행할 계획이며, 내년에는 정기적으로 교육 과정을 개설할 예정이라고 밝혔다.
채 센터장은 “현재 원격조정 운항사라는 직업이 존재하지 않기에 이들이 선원이어야 하는지, 그렇지 않은지에 대한 논의도 아직 끝나지 않은 상황이다”라며 “우선은 내년쯤 그에 대한 연구 논문을 발표하겠지만, 국제운송을 해야 하니 IMO의 기준을 따라야 하는데, 향후 4~5년은 걸릴 것으로 추정된다”고 말했다.
한국해양수산연구원은 지난 10월 자율운항선박 원격제어 교육을 진행했다.
“IMO 표준화 규정 선제안 해야”
그러나 자율운항선박 기술만으로는 시장을 선도하기엔 부족하다는 문제가 남아있다. 법적·제도적 규정 마련이 함께 진행돼야 한다는 것이다. 현재는 원격운항자의 법적 의무와 역할이 정립되지 않았으며, 사고가 날 경우 법적 책임소재나 보험 적용 부분에 대한 제도도 전무하다. 더불어 기존의 해운 규정과의 충돌, 시스템 오류 및 해킹 등의 통신 사고 발생 시의 책임소재에 대한 명확한 체계 확립도 필수적이다.
IMO 역시 현재 자율운항선박에 관련한 규정이나 선원훈련 표준 지침이 정립된 후에야 자율운항선박의 상용화가 빨라질 것이라고 전망했다. 헨리크 툰포스 의장은 “현재 IMO의 선박관련 규정 대부분은 사람이 업무를 수행할 경우에 대한 것이기에, 2025년까지 자율운항선박의 용어 정리부터 국제 규정과 규제사항을 정립할 계획”이라고 밝혔다. 그는 “특히 가장 중요한 것은 ‘현실과 현장의 경험을 반영한 규정’을 만드는 것이기 때문에, 업계 관계자들의 의견과 경험을 공유하는 것이 필수적이다”며, “자율운항선박은 국제적인 비즈니스이며, 기술의 발전과 상용화를 위해서는 국가간의 경쟁보다는 협업이 필수적이고, 그래야 비용절감도 가능하다”고 강조했다. IMO 대응을 담당하고 있다는 채 센터장은 “기술적 요인이든 인적 요인이든 중요한 것은 표준화를 먼저 만들어 IMO에 제안을 하는 것”이라며 “빠르게 실증 기반을 만들고, 효율적인 기술을 적용해 상용화하고, 빠르게 표준화를 제안하는 것이 우리가 이 시장에서 앞서갈 방법이다”라고 말했다.
인공지능(AI)이 선박의 상태와 항로 주변을 분석해 이를 증강현실(AR) 기반으로 항해자에게 알려주는 아비커스의 ‘하이나스(HiNAS)’
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[S&T GPS][이슈분석 191호] 국내외 자율운항 선박 최근 동향과 시사점
1. 바다 위의 테슬라, 자율운항선박이 온다
□ 최근 유럽･일본･중국 등 조선･해운 강국들이 자율운항선박 개발 경쟁에 나서
◌ 운전자 없이 스스로 주행하는 자율주행차처럼, 바다에서도 항해사와 조타수가 없어도 스스로 판단･운항하는 자율운항선박이 머지않은 미래에 등장할 전망
◌ 2018년 5월 국제해사기구(IMO)가 제 99차 해사안전위원회에서 자율운항선박(MASS) 운용 시 영향을 미칠 해사안전･보안 관련 14개 국제 협약 제정 착수에 합의한 이후, 국제적으로 자율운항선박에 대한 관심과 투자가 크게 증가
◌ 최근 우리나라를 비롯해, 노르웨이･핀란드･미국･일본･중국･싱가포르 등 조선･해운 강국들을 중심으로 자율운항선박 기술 개발 및 시험 항해가 본격 추진
– 유럽은 일찍이 2012년부터 3년간 선박 자율운항을 위한 MUNIN 프로젝트를 통해 기술적, 제도적, 경제적 측면의 타당성을 연구하고 전략 방향을 제시
– 핀란드에서는 2018년 12월 세계 첫 완전자율운항 여객선 ‘팔코(Falco)’가 승객 80명을 태우고 핀란드 남부 발트해 연안에서 시험운항에 성공
– 일본에서는 2019년 10월 일본 선사 NYK가 자동피항시스템 SSR이 적용된 2만톤급 자동차운반선 ‘아이리스리더호’의 시운전에 성공
– 중국에서는 2019년 12월 중국 첫 무인 자율운항선박 ‘근두운0호(筋斗云0号)’가 홍콩- 마카오 구간의 시험 항해에 성공
□ 자율운항선박의 개념
◌ 자율운항선박의 정의는 발표하는 기관마다 다양하나, 공통적으로 ‘선박 스스로 주변 상황을 인지하고 제어하여 운항하는 기술’이라는 개념을 포함
– 우리나라 해양수산부는 자율운항선박을 “인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 센서 등을 융합하여 지능화･자율화된 시스템을 통해 선원의 의사결정을 지원 및 대체할 수 있는 차세대 고부가가치 선박”으로 정의
– 스마트 선박, 디지털 선박 등 다른 용어로 혼용되기도 하는데, 본 고에서는 자율운항선박으로 통칭
◌ 국제해사기구는 레벨 1~4 단계로 자율운항 기술 수준을 정의하고 있으며, 레벨 1~3 단계는 부분자율운항선박 기술, 레벨 4 단계는 완전자율운항선박 기술로 정의
– 국제해사기구는 제100차 해사안전위원회에서 자율운항 기술 수준에 대한 프레임워크와 방법론에 대해 승인
– 레벨 1은 자동화된 프로세스 및 의사결정 지원 선박, 레벨 2는 선원이 탑승하고 원격제어가 가능한 선박, 레벨 3는 선원이 탑승하지 않고 원격제어가 가능한 선박, 레벨 4는
선박 스스로 의사결정하는 완전자율운항선박을 의미
□ 배가 스스로 움직이게 되면 무엇이 달라질까?
◌ (해양사고 방지) 해양사고의 약 75~96%는 인간의 실수로 인해 발생
– 중앙해양안전심판원에 따르면, 우리나라 해양사고 발생건수는 2001년 이후 지속적으로 증가해 2020년에는 3,156건으로 역대 최고치를 기록
– 이러한 해양사고의 대부분은 인적요인으로 발생되는데, 美연안경비R&D센터 연구에 따르면, 해양사고 원인의 약 75~96%가 인간의 실수 때문에 야기되는 것으로 분석
– 우리나라 해양사고의 원인도 기계 결함이나 악천후 같은 요인보다는 사람의 실수로 인한 운항과실이 82%로 대다수를 차지
◌ (해운인력 부족 해소) 경험 많은 고급 해기사 인력 부족 현상이 심화
– 전 세계적으로 해운인력의 수급 불균형이 심화되고 있는데, 부원(일반 선원) 대비 해기사(간부 선원) 부족이 보다 두드러질 것으로 전망
– 발틱국제해운거래소(BIMCO)/국제해운회의소(ICS)가 공동 조사/발표하는 ‘해운인력 보고서’에 따르면, 2015년 해기사 인력 부족률은 2.1%이며, 2025년에는 부족률이 18.3%로 치솟을 것이라고 전망
– 해양수산부의 최근 연구용역 보고서에 따르면, 우리나라의 경우 해기사뿐만 아니라 부원도 매우 부족한 것으로 나타나, 우리나라에서도 해운인력 부족과 외국인 의존도 심화가 해운 업계의 중요한 고민거리로 대두
◌ (선박 운용비용 절감) 전통적 선박 대비 25% 이상의 운용비용 절감 효과 기대
– 해상물동량은 세계 경제 성장률, 유가, 환율 등과 밀접한 연관성을 보여, 해운 산업은 실적 변동성이 크게 나타나는 경기순환산업이며, 서비스 차별성이 낮아 경쟁이 치열하며 수익성은 그다지 높지 않은 편
– 일반적으로 상업 선박 운용비용 중 연료비와 인건비가 80% 이상으로 대부분을 차지하기 때문에, 자율운항선박으로 연료비와 인건비를 절감할 수 있다면 해운 업계의 수익성 개선에 크게 기여할 것으로 기대
– 앞으로 완전자율운항선박이 실현된다면, 선원 거주공간과 이동통로, 안전장비 등이 필요없기 때문에 선박을 공기 저항이 적은 형태로 설계해 연비를 더욱 높일 수 있으며, 사라지는 공간에 화물을 더 적재해 운항 효율성 향상도 기대
◌ (온실가스 배출 저감) 해운 분야는 운송 분야 온실가스 배출량 중 13%를 차지
– 국제 무역량의 90% 이상이 국제해상운송에 의존하고 있으며, 전 세계 해운 활동을 통해 발생하는 온실가스 배출량은 운송 분야 온실가스 배출량 중 13%를 차지
– 국제해사기구가 해상 온실가스 배출 저감을 위해 환경규제기준을 강화한 IMO2020을 시행하여 최근 LNG추진선 도입이 늘어나고 있으며, 미래에는 수소･암모니아 등 차세대 친환경 연료를 사용하는 선박으로 전환될 예정
– 그러나 국제해사기구의 환경규제를 맞추기 위해서는 온실가스 배출량이 적은 친환경 연료를 사용하는 것만으로는 부족하며, 최적의 경제운항을 통해 온실가스 배출량을 최소화할 수 있는 조선･해운의 디지털화(자율운항선박, 스마트 항만) 도입이 필요
※ 조선･해운 업계는 2008년 대비 온실가스 배출량을 2030년까지 40%, 2050년까지 70% 감축해야 함
◌ (조선･해운 산업 리더십 선도) 조선･해운은 우리나라의 핵심 산업
– 국토의 3면이 바다로 둘러싸여 있고 수출에 경제성장을 의존하는 우리나라에서 조선･해운 산업이 차지하는 중요도와 상징성은 매우 크며, 조선 산업은 세계 1위, 해운 산업은 세계 7위의 위상을 자랑
– 그러나 중국의 급성장으로 우리나라 조선･해운 업계는 최근 큰 어려움을 겪었는데, 앞으로 우리나라 조선 업계가 글로벌 1위 경쟁력을 계속 유지하기 위해서는 자율운항선박 같은 차세대 기술혁신 경쟁에서도 앞서나가는 것이 중요
2. 자율운항선박 산업 동향
□ (시장 동향) 2030년 자율운항선박 시장 규모는 143억 달러에 달할 전망
◌ 시장조사기관 마켓스앤마켓스에 따르면, 세계 자율운항선박 시장 규모는 2019년 71억 달러로 추산되며, 2030년에는 143억 달러로 2배 가량으로 성장할 전망
– 선박은 자동차와 달리 건조되는 데 오랜 시간이 소요되고 수명주기도 길기 때문에, 정부의 정책(자율운항시스템 의무장착/보급지원)이 동반되지 않는다면 자율운항선박 도입 확산에는 생각보다 많은 시간이 소요될 전망
– 또한 기술/시장 문제 이외에 규제, 법률, 보험 등 非기술적 문제들이 해결되어야 하기 때문에, 자율운항선박 시장이 단기간 내에 급성장하기는 어려울 전망
– 그러나 자율운항선박이 주는 혜택이 비용을 초과하기 때문에, 기술 성숙도가 확보되고 관련 사회 인프라가 정비된다면 자율운항선박 도입은 급물살을 탈 전망
◌ 대부분 선박의 자율운항 수준은 2030년까지도 국제해사기구 기준 레벨 1(부분자율)에 머무를 전망
– 기술 성숙도를 높이고 안전성을 검증하기까지 앞으로 많은 시간과 노력이 필요할 것이며, 적어도 2030년 전까지는 원격제어 또는 완전자율운항 단계가 확산되기는 어려울 전망
◌ 자율운항선박 시장에서 선박제어시스템 시장이 가장 큰 비중을 차지
– 정보관리시스템, 평형수관리시스템, 추진제어시스템, 기관부관리시스템, 스러스터제어시스템, 전력관리시스템 등 각종 선박제어시스템이 2030년에도 자율운항선박 전체 시장에서 81%로 대부분을 차지할 전망
– 한편, 자율운항선박 시장에서 인지시스템･통신･인공지능 등 이른바 D.N.A. 기술 요소의 비중은 상대적으로 적을 것으로 예상
◌ 여객선과 화물선이 전체 시장의 85%를 차지
– 화물선 화주들이 무인화에 따른 불안감을 떨쳐내기 쉽지 않을 것으로 업계는 예상하고 있으며, 따라서 자율운항선박은 화물선보다는 여객선에서 도입이 더 빠를 것으로 예상
◌ 자율운항선박 시스템은 주로 신규 제조 선박에 채택
– ‘생산라인에서 장착되는 라인핏(Line Fit) 시장’이 ‘원래 없던 부품을 추가로 장착하는 레트로핏(Retrofit) 시장’보다 압도적으로 클 것으로 예상
– 이는 기존 선박을 자율운항선박으로 개조･업그레이드하는 것보다 신규 선박에 자율운항시스템을 탑재하는 것이 보다 비용효과적이기 때문
◌ 아시아와 유럽이 자율운항선박의 가장 큰 시장
– 세계 3대 조선 강국과 세계적인 해운 강국들이 몰려있는 아시아와 유럽이 자율운항선박 시장의 가장 큰 수요 지역이 될 것이며, 그 중에서도 우리나라･중국･일본이 세계 3대
자율운항선박 시장으로 성장할 전망
□ (기술 동향) 유럽이 자율운항선박 기술 리더십 선점
◌ 2030년까지는 연안용 무인 원격제어 선박 개발에 초점
– 2015년 롤스로이스는 2035년까지의 자율운항선박 기술로드맵을 제시한 바 있는데, 2030년까지는 연안 원격제어 무인화에 기술 개발의 초점이 맞춰질 것으로 예상
◌ 유럽 자율운항선박 솔루션 업체들이 글로벌 R&D 주도
– 자율운항선박 기술 개발은 글로벌 해운사가 위치한 유럽의 경우 전문 솔루션 기업 중심, 군용 자율운항선박 수요가 강한 미국의 경우 스타트업 중심, 조선 3대 강국이 있는 동
아시아의 경우 조선 업체 중심으로 자율운항선박 개발이 추진
– 그 중에서도 자율운항선박 기술 개발 주도권은 노르웨이 콩스버그(Kongsberg Gruppen SA), 영국 롤스로이스 마린(Rolls-Royce Marine), 핀란드 바르질라(Wärtsilä), 스위스
ABB 등 일찍이 기술 개발에 나섰던 유럽 업체들이 선점
※ 2018년 7월 콩스버그는 롤스로이스 마린을 인수
– 현재 기술 선도 기업들은 연안에서 원격제어가 가능한 수준으로 기술을 개발해 시험 운항을 추진하고 있는 상황이며, 단기적으로 원격제어 가능 무인 선박의 상업적 판매 가
능 수준까지 기술을 고도화･안정화하는 것이 목표
◌ 특허 관점에서 앞으로 중국이 우리나라를 넘어설 우려가 제기
– 특허청은 조선분야 기술･특허트렌드 보고서를 통해, ‘조선 산업의 스마트화’와 관련하여 우리나라 조선 3사의 특허 출원/등록건수가 가장 많았으며, 특히 조선 3사 중 삼성중
공업이 관련 특허 출원/등록에 가장 적극적인 것으로 분석
– 하지만 ‘조선 산업의 스마트화’에는 선박 자동화 기술들이 대부분으로, 이 중에서 자율운항선박 관련 특허는 극히 소수에 불과
– 한편, 해양 분야 컨설팅 기업 테티우스는 전 세계적으로 등록된 자율운항선박 관련 특허는 거의 3,000건에 이르는데, 이 중에서 96%가 중국에 등록되어 있다고 밝히며, 중국
이 앞으로 자율운항선박 기술에서 선두권으로 올라설 가능성이 높다고 분석
◌ 우리나라 자율운항선박 개발은 대형 조선 3사가 주도
– 산학연관이 함께 공동 연구를 추진하는 유럽･일본과 달리, 우리나라는 대형 조선 3사가 개별적으로 국내외 기관들과 협력해 독자 플랫폼･솔루션 연구 개발을 추진
– 2017년 통합스마트십솔루션(ISS)을 출시한 현대중공업그룹은 이후 항해지원시스템(HiNAS), 이접안지원시스템(HiBAS), 선박운전최적화시스템 등을 잇달아 개발 완료
– 원격 유지･보수 지원, 최적 경제운항 지원 등이 가능한 스마트십 솔루션 DS4를 개발한 대우조선해양은 국적 선사 HMM에 인도한 컨테이너선에 탑재
– 2016년부터 자율운항선박 기술 개발에 착수한 삼성중공업은 2022년 자사 원격자율운항시스템(SAS)의 상용화를 목표로 하고 있으며, 다양한 크기 선박의 실증을 추진 중
□ (투자 동향) 정부･대기업이 초기 자율운항선박 투자를 주도
◌ 자율운항선박 생태계의 무게 중심은 전통적 해양 분야 대기업
– 해양 분야 컨설팅 기업 테티우스는 글로벌 자율운항선박 생태계에 약 50개 기업이 있는 것으로 추산하고 있는데, 이 중에 21%는 대기업, 37%는 중소기업, 42%는 스타트업으
로 분류
– 일반적으로 하이테크 업종에서는 대기업보다 중소벤처기업의 수가 훨씬 많고 기술혁신도 스타트업이 중심이 되는 경우가 일반적이나, 자율운항선박 업계에서 기술 개발 주도
권이 기존 전문 솔루션 업체나 조선 업체에 있다는 점이 특징
◌ 자율운항선박 초기 R&D 투자는 각국 정부와 대기업이 주도
– 자율운항선박 투자의 펀딩 주체는 △정부 △기업 △벤처캐피탈 등 3가지 유형으로 구분할 수 있는데, 자율운항선박 초기 R&D 투자의 상당수를 각국 정부와 관련 기업/기관
에서 담당하여, 타 산업과 비교해 상대적으로 벤처캐피탈의 중요도는 낮은 편
– 해양 분야 컨설팅 기업 테티우스에 따르면, 2010년 이후 자율운항선박 스타트업에 약 1.1억 달러의 벤처캐피탈 자금이 투자되었다고 보고
– 2019년까지 글로벌 자율주행차 기술 개발에 최소 160억 달러가 투자된 것과 비교한다면, 자율운항선박 벤처캐피탈 투자금 1.1억 달러는 상대적으로 매우 적은 편
– 앞으로도 수년 간 이러한 추세에는 큰 변화가 없을 것으로 예상되며, 자율운항선박 산업에서는 다소 보수적인 투자가 예상
□ (정책 동향) 각국 정부에서 초기 R&D 프로젝트를 지원
◌ 유럽에서는 자율운항선박 관련 기업과 연구기관들이 공동으로 연구 성과를 달성할 수 있도록 각국 정부･정부기관이 다양한 기술개발 프로젝트 지원
◌ 일본에서는 조선 업체와 해운 선사, 선급, 기자재 업체, 연구기관 등 관련 기관이 총체적으로 참여하는 공동 프로젝트를 정부가 중심이 되어 추진
– 일본은 자율운항선박이 자국의 조선･해운 산업을 다시 부흥시킬 기회라고 인식하고 2012년부터 범국가적 프로젝트로 추진
◌ 이에 반해, 우리나라에서는 정부 주도의 기술 개발 프로젝트가 2020년부터 시작되어 경쟁국 대비 다소 늦은 감이 있으며, 3대 대형 조선사별로 개별적으로 연구 개발이 진행되고 있어 국가적 통합 솔루션/표준 개발에 어려움
3. 결론 및 시사점
□ 자율운항선박은 우리나라 조선 산업에 기회이자 위기인 양날의 검
◌ 우리나라는 세계 1위의 조선 산업 경쟁력을 보유
– 우리나라 조선 산업은 경쟁국 중국･일본과 비교해 상대적으로 기술･생산력이 뛰어나고 부가가치가 높은 선박을 건조하여 독보적인 경쟁우위를 확보
– 그러나 가격경쟁력을 기반으로 한 중국 조선 업체들의 저가수주 공세에 국내 조선 업계는 최근 몇 년간 선박 수주 경쟁에서 어려움을 경험
◌ 전통적 노동집약적 산업인 조선 산업의 경쟁 패러다임이 ‘친환경’과 ‘자율운항’으로 전환되면서, 경쟁의 판도도 ‘가격 경쟁’에서 ‘기술 경쟁’으로 전환될 전망
– 4차 산업혁명과 디지털 전환이라는 변화의 물결은 조선 산업에도 예외없이 몰려오고 있으며, ICT와 조선의 융합인 자율운항선박은 조선･해운･항만･물류･기자재 산업을 송두리째 변화시킬 수 있는 게임 체인저가 될 것으로 예상
– 자율운항선박으로 조선 산업 경쟁 판도가 ‘가격 경쟁’에서 ‘기술 경쟁’으로 전환된다는 점은, 한때 가격경쟁력에 밀려 중국 업체들로부터 어려움을 겪었던 국내 조선 업계에는 나쁘지 않은 소식
– 그러나 현재 자율운항선박 원천 기술이 부족한 우리나라 조선 업계가 앞으로 기술 개발에서 경쟁국 대비 뒤처질 경우, 핵심 기술은 외산에 의존하고 선박 껍데기만 제조하게 되는 최악의 시나리오도 상정될 수 있다는 점에서, 자율운항선박은 기회이자 위기
□ 자율운항선박 선진국이 되려면 한국판 ‘콩스버그’ 육성해야
◌ 우리나라 조선 산업에서 국산 소재･부품･장비의 자급률은 높지 않은 편
– 범용 선박의 경우 소재･부품･장비 자급도 수준이 80~90%에 육박하지만, LNG 운반선과 같은 고부가가치 선박으로 옮겨가면 50~60% 정도로 자급률이 감소
– 예를 들어, 우리나라 조선 업체가 건조하는 가장 고부가가치 선박인 해양플랜트의 위치제어시스템과 같은 핵심 기자재 중 상당수가 노르웨이産 등 외산(外産)인 상황
– 자율운항선박의 경우 아직 실선이 건조되지 않아 자급률을 정확하게 예상하기는 어렵지만 LNG 운반선보다 더 낮은 수준에 머무를 가능성이 높은 편
◌ 보다 경제적이고 안전한 미래 항해는 결국 핵심 장비･SW경쟁력이 관건
– 우리나라 자율운항선박 기술 개발은 유럽･일본보다 5년 정도 뒤늦게 시작했기 때문에, 당분간 핵심 기자재와 기술을 수입에 의존할 수밖에 없는 상황
– 우리나라에는 글로벌 시장에서 신뢰할 수 있는 수준의 해양 기자재 업체가 턱없이 부족하고 자율운항선박용 센서･통신･데이터분석･제어 기능을 담당하는 소프트웨어의 신뢰도도 미흡
– 장기적으로 노르웨이의 콩스버그 같은 글로벌 경쟁력이 있는 자율운항선박 전문 솔루션 강소 업체가 국내에서도 육성될 수 있는 저변을 마련해 나가는 것이 필요
□ 국제표준화 주도 및 공공 빅데이터 제공도 정부가 나서서 해야 할 일
◌ 자율운항선박에서 정부가 1차적으로 지원할 수 있는 것은 핵심 기술 개발 자금 지원이지만, 이렇게 개발된 우리 기술을 국제표준으로 적극 제안하는 것도 필요
– 일본 정부는 SSAP 프로젝트를 통해 개발된 기술 성과를 국제표준으로 제안하여 자국의 기술이 세계 표준이 되게 하겠다는 의지를 적극적으로 표명
◌ 또한, 개발된 기술을 실제로 테스트해 볼 수 있는 자율운항선박 테스트베드 해역을 조성한다던가, 디지털트윈 기술을 활용해 디지털 환경에서 미리 시뮬레이션해 볼 수 있도록 하는 테스트 환경을 기업들에게 제공하는 것도 필요
◌ 뿐만 아니라, 스타트업들이 해양･선박 빅데이터에 쉽게 접근하기 어렵기 때문에, 자율운항 솔루션이 학습할 수 있는 양질의 해양･선박 공공 빅데이터를 가공해 무료로 제공하는 방안도 적극 고려해 볼 필요가 있음
※ 작성자: 정보통신기획평가원 김용균 수석([email protected])
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