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"글로벌 물류지도 바꾼다"…세계 일주 꿈꾸는 '인공지능 선장'

[오션테크2022 ③]유럽 노르웨이, 영국 중심 자율선박개발…아시아, 빠른 속도로 시장 성장 이끌어
세계 자율운항 선박 시장 2030년 1651억 달러…연평균성장률 6.8% 전망

(세종=뉴스1) 백승철 기자 | 2022-10-25 07:00 송고 | 2022-11-01 13:20 최종수정
편집자주 세계는 지금 4차 산업혁명이라는 커다란 소용돌이 속에 있다. 이에 맞춰 주요 선진국들은 이미 해양에 대해서도 관련 정책을 수립하고 관련 기업들과 발맞춰 새로운 기술을 선보이고 있다. 이러한 상황에 해양수산 분야의 세계적인 기술 흐름과 우리 해양수산 기업들의 대응방안을 마련하기 위해 <2022 오션테크 코리아>가 11월9일 롯데월드타워 스카이31에서 개최된다. 뉴스1에서는 행사에 앞서 우리나라 관련 정책과 세계 주요 기술 흐름을 6편에 걸쳐 미리 알아본다.
자율운항선박(출처:KASS통합사업단) 
자율운항선박(출처:KASS통합사업단) 

우리 조선 산업은 2000년 이후 수주량 기준으로 세계 1~2위를 달리고 있다. 또 LNG선, 초대형 컨테이너, VLCC 등과 같은 고부가가치선을 주로 건조하고 있다.

2014~2017년에는 중국 정부의 자국 조선업에 대한 전폭적인 금융지원과 저렴한 인건비 등으로 중국에 선박 수주1위 자리를 내줬으나, 2018~2020년도에는 중국으로부터 수주1위를 탈환하고 현재 세계 수주실적1위를 달리고 있다.

이런 경쟁 우위를 유지하기 위해서는 중국이 따라오지 못하도록 기술력 차이를 벌리는 것이 중요하다. 이런 한국 조선업 앞에 놓인 기술 과제가 바로 스마트 선박, 즉 '자율운항선'이다.

2012년 유럽에서 시작한 상업용 무인 자율운항 선박은 최근 우리나라를 포함한 노르웨이 및 핀란드 등 유럽과 일본, 중국, 싱가포르 등 아시아의 조선해운 강국들을 중심으로 자율운항기술이 개발되고 있으며 시험항해 결과를 앞다투어 발표하는 등 주도권 경쟁이 한창이다.

국제해사기구(IMO)는 자율운항 시범운항을 위한 임시지침을 마련했으며, 최근 규정화식별작업(RSE)을 완료하고 2028년 1월 1일 발효를 목표로 규정화 작업을 시작했다,] 주요 국가들 또한 자국 연안을 운항할 자율운항 선박을 위한 법적 근거 마련에 박차를 가하고 있다.

아시아 태평양 국가별 자율운항 선박 시장 전망(2020~2030) (출처:얼라이드 마켓 리서치)
아시아 태평양 국가별 자율운항 선박 시장 전망(2020~2030) (출처:얼라이드 마켓 리서치)

◇세계 자율운항 선박 시장 2030년 1651억 달러…연평균성장률 6.8% 전망

글로벌 시장조사기업인 얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)[7] 보고서(2020년 12월)에 따르면, 세계 자율운항 선박 시장(반자율+완전자율)은 2020년 858억 4000만 달러로 평가됐으며, 2030년에는 1651억 1000만 달러에 달해 2020년부터 2030년까지 6.8%의 연평균성장률(CAGR)을 기록할 전망이다.

해운업을 관장하고 국제법을 만드는 기구인 국제 해사 기구(IMO)는 2018년에 MASS (Maritime Autonomous Surface Ship)라는 자율운항선을 공식적으로 인정하고, 현재는 사람이 탑승하는 것을 전제로 제정돼 있는 해양규정들을 모두 자율운항선도 가능할 수 있도록 변경하고 있다.

또 2020년에는 매스포트(MASSPort)라는 기구를 만들어 자율운항선이 입항할 수 있는 항구가 갖춰야 할 항구의 규정을 제정하는 것을 계획하고 있다.

세계 주요 지역별 반자율운항 선박 시장을 살펴보면, 아시아 태평양은 2020년 397억 145만 달러로 가장 높은 수익을 기록했으며, 2030년까지 632억 9070만 달러에 도달해 4.8%의 연평균성장률을 기록할 것으로 예상된다. 유럽은 7.5%의 연평균성장률로 2030년까지 763억 8920만 달러에 이를 것으로 전망된다.

아시아 태평양과 유럽은 2020년 반자율 운항선박 시장의 약 90.5% 점유율을 차지했으며, 아시아 태평양이 약 46.8%를 차지했다. 유럽과 북미는 예측기간 동안 각각 7.5%와 6.5%의 연평균성장률을 보일 것으로 예상됐다. 이 두 지역의 누적 점유율은 2020년 52.0%였으며, 2030년에는 57.9%에 이를 것으로 보인다.

완전자율운항 선박 시장은 2020년에 9억 9661만 달러에서 2030년 109억 4985만 달러에 이를 것으로 예상되며 2020년에서 2030년까지 연평균 27.5%로 성장할 것으로 본다.

아시아 태평양은 2020년 5억 1613만 달러로 가장 많은 수익을 기록했으며 24.8%의 연평균성장으로 2030년까지 46억 1013만 달러에 이를 것으로 보인다. 유럽은 30.3%의 연평균성장률로 2030년까지 52억 9054만 달러가 될 것으로 예측된다.

아시아 태평양과 유럽은 2020년 완전자율운항 선박 시장의 약 91.2% 점유율을 차지하였으며, 그중 아시아 태평양 시장이 약 51.8%를 차지했다. 유럽과 LAMEA(중남미, 중동, 아프리카)는 예측기간에 각각 30.3%와 29.0%의 연평균성장률을 기록할 것으로 보인다. 이 두 지역의 누적 점유율은 2020년 40.4%였으며 2030년에는 49.5%에 이를 전망이다.

한국, 일본, 중국, 싱가포르를 포함한 아시아 태평양 국가들은 최신 IT 기술의 지속적인 개발과 채택으로 빠른 속도로 자율운항 선박 시장 성장을 이끌고 있다. 일본과 중국은 2020년에 약 61.8%의 점유율을 차지했으며 그중 일본의 점유율이 약 31.9%다. 한국과 중국은 예측기간에 각각 7.2%와 5.7%의 연평균성장률을 보일 것으로 예상된다. 이 두 국가의 누적 점유율은 2020년 41.3%에서 2030년 44.4%로 예측된다.

IBM 메이플라워400 자율운항 선박 (출처: www.intelligentliving.co)
IBM 메이플라워400 자율운항 선박 (출처: www.intelligentliving.co)

◇유럽 노르웨이·영국 중심 자율선박개발…아시아, 빠른 속도로 시장 성장 이끌어

한국, 일본, 중국, 싱가포르를 포함한 아시아 태평양 국가들은 최신 IT 기술의 지속적인 개발과 채택으로 빠른 속도로 자율운항 선박 시장 성장을 이끌고 있다. 일본과 중국은 2020년에 약 61.8%의 점유율을 차지했으며 그중 일본의 점유율이 약 31.9%이다.

한국과 중국은 예측기간 동안 각각 7.2%와 5.7%의 연평균성장률을 보일 것으로 예상된다. 이 두 국가의 누적 점유율은 2020년 41.3%에서 2030년 44.4%로 예측된다.

자율운항선박 연구를 앞서 시작한 유럽 또한 노르웨이, 영국을 중심으로 더 높은 수준의 기술개발에 박차를 가하고 있다.

먼저 노르웨이는 2016년부터 트론하임에 세계 최초로 자율운항 선박 시험장을 구축하여 운영하고 있으며, 2022년 4월 세계 최초로 120TEU급 전기추진 자율운항 컨테이너선(Yara Birkland호)이 약 6개월간의 시험운항을 마치고 공식적으로 명명식과 함께 취항했다. 앞으로 약 2년간 인증을 위한 시험운항을 수행할 예정이다.

영국의 경우 최근 메이플라워호의 역사적인 대서양 횡단 400주년을 기념하기 위해 IBM사와 프로메어(ProMare)사가 2016년부터 공동 개발한 MAS호(Mayflower Autonomous Ship)가 2022년 6월에 영국 플리머스항에서 출발해 대서양을 가로질러 미국 메사추세츠주 플리머스항까지 성공적으로 자율운항을 마쳤다.

유럽 최대의 복합 운송 업체 Samskip사는 폴란드, 스웨덴 서해안 항구 및 오슬로 피요르드를 연결하는 두 대의 완전 전기추진 선박 개발을 추진하는 프로젝트 씨셔틀(SeaShuttle)의 주요 파트너로 선정돼 수소 연료 전지를 사용하는 자율운항 컨테이너선을 개발 중이며, 바르질라(Wärtsilä) 기술 그룹은 하이브리드 추진 장치와 무선 충전 시스템을 장착한 노르레드(Norled)사의 폴게폰(Folgefonn) 페리선에 대해 세계 최초의 자동 도킹 기술 테스트를 수행한 바 있다.

일본선사인 MOL(Mitsui O.S.K Lines)은 194TEU급 연안 컨테이너선과 카페리선을 대상으로 2022년 1월 24일~25일 후쿠이현 쓰루가항에서 돗토리현 사카이항까지 약 160㎞ 항로를 무인 자율 시험운항과 드론을 활용한 계류시험을 성공적으로 수행햇다. 또 선사, 선급, 연구소 및 보험사 등 30개 사가 참여하는 DFFAS(Designing the Future of Full Autonomous Ship) 프로젝트(MEGURI2040)를 통해 올 2월 26일부터 3월 1일까지 도쿄만에서 이세만까지 왕복 약 790㎞ 거리의 항로에 대해 컨테이너선박(95m, 749GT)을 대상으로 40시간의 자율운항에 성공했다.

싱가포르는 SMAV(Smart Maritime Autonomous Vessel) 프로젝트를 통해 개발한 자율운항, 충돌탐지 및 회피 시스템인 CDCA를 예인선에 탑재해 2020년 4월에 싱가포르 해역에서 해상실증을 마치고, 2021년 9월에 ABS로부터 AIP를 획득했다.

최근 중국은 세계 최초로 300TEU급 자율운항 전기추진 컨테이너 피더선을 건조하여 2021년 4월 해상 시운전을 종료하였으며, 2022년 4월부터 칭다오항과 둥자커우항 사이에서 상업운전을 시작했다고 밝히고 있다.

25m급 해상테스드베드 시험선(출처: KASS통합사업단) 
25m급 해상테스드베드 시험선(출처: KASS통합사업단) 

◇"실해역 실증 통한 신뢰성 확보…글로벌 경쟁력 위한 숙제"

국내에서는 스마트십 솔루션 개발 및 탑재서비스를 시작으로 최근 자율항해시스템 개발에 박차를 가하고 있다.

삼성중공업은 2018년 운항 중인 선박과 육상을 하나로 연결해 선박의 경제·안전운항 솔루션을 제공할 수 있는 S.VESSEL을 발표했다. 또 독자 개발한 원격자율운항시스템(SAS)을 9200톤급의 목포해양대학교 실습선박(세계로호)과 300톤급 예인선(삼성 T-8)에 탑재해 2021년 9월 2일 가거도 인근 해역에서 자율운항선박 간 충돌회피 시험에 통과했으며, 2021년 10월에는 대덕 선박해양연구센터에서 거제도 해상의 300톤급 예인선에 대해 원격제어에 성공했다.

대우조선해양은 육상에서도 항해 중인 선박의 메인 엔진, 공조시스템(HVAC), 냉동컨테이너 등 주요 시스템을 원격으로 진단해 선상 유지·보수작업을 지원할 수 있는 스마트십 솔루션 DS4(DSME Smart Ship Platform)를 발표했다.

현대중공업그룹은 2017년 사물인터넷 플랫폼 기반 통합스마트십솔루션(ISS)을 시작으로 실시간 기관 모니터링 시스템인 HiCAS를 개발했으며, 2020년에는 지능형 산박기자재관리솔루션인 HiEMS를 개발했다.

이와 함께 해양수산부와 산업통상자원부에서는 2020년 4월에 국가연구개발사업의 일환으로 선박해양플랜트연구소와 한국선급을 총괄로 하는 통합사업단을 출범해 국내 산‧학‧연 50여 개 기관이 참여하는 IMO Level3 수준의 자율운항선박기술개발사업, KASS(Korea Autonomous Surface Ship) 프로젝트에 본격적으로 착수했다.

KASS 프로젝트에서는 자율항해기술의 신뢰성과 안전성 검증을 위해 가상환경 기술을 활용한 시뮬레이션 기반 검증 테스트베드 시스템(S-TAS)을 구축해 복잡하고 다양한 운항 상황을 모형선 기반 실해역 실증테스트를 수행했다.

KASS 프로젝트에서는 국내외에서 활발히 개발되고 있는 상황인식 및 원격제어 기반 자율항해시스템의 신뢰성 확보와 고도화에 더해 항해와 운용 전반에 걸친 자율운항 통합솔루션을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.

자율운항사업단 최진 박사는 "우리나라도 정부와 기업을 중심으로 기술개발과 규제정비가 이루어지고 있으며, 개발 기술격차에서도 큰 차이가 없다"면서 "다만 실해역 실증을 통한 트랙레코드 축척과 신뢰성 담보가 글로벌 경쟁력 확보에 가장 큰 숙제가 될 것으로 보인다"고 말했다

이어 "자율운항 기술을 확보하고 운항을 위한 법‧제도적 기반이 마련됐다고 해서 당장 상업운전이 가능한 것은 아니다"며 "선박의 주요장비 및 화물 관리가 지능화돼야 하고, 선박 스스로 사람이 없이도 각종 사고에 대응할 수 있어야 한다"고 덧붙였다.

같은 사업단 음학진 박사는 "항만은 자율운항선박이 항만에 안전하게 입‧출항할 수 있도록 도선과 안벽에 이·접안하고 화물을 적하역할 수 있도록 지원해야 한다"며 "각종 사고 및 고장에 대비한 보험제도의 정비 등 조선해운 산업 사슬 전반에 걸친 신속한 대응과 변화가 이루어질 때 우리 기술로 만든 자율운항선박이 세계 바다를 누비는 모습을 볼 날이 찾아올 것"이라고 조언했다.

VDGS(Virtual Data Generation System) 기술을 활용한 실해역 상황인식, 충돌회피 실증(출처: KASS통합사업단 )
VDGS(Virtual Data Generation System) 기술을 활용한 실해역 상황인식, 충돌회피 실증(출처: KASS통합사업단 )



bsc9@news1.kr

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