• 한국항만경제학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.15-28
• /
• 2016

대한민국 제2의 도시인 부산에 위치한 부산항은 연간 18,000천 TEU 이상의 물동량을 처리하는 초대형 글로벌 컨테이너 항만이다. 이러한 부산항의 급격한 성장으로 인한 선박 물동량의 증가는 동시에 대기오염문제를 야기시켰고, 특히 항구는 인구가 밀집되어 있는 도심과 인접해있기 때문에 시민들은 대기오염으로 인한 건강상의 문제에 쉽게 노출되어 있는 것이다. 본 연구에서는 2011년부터 2년간 부산항의 선박 활동 자료를 통해 정박하는 대형 선박으로부터 발생되는 배기가스 배출량 및 연간 환경비용을 추정하였다. 그 결과 2011년도와 2012년도에 부산항에 입항한 50,686척과 48,842척의 선박으로부터 각각 2,343,037톤과 2,297,118톤의 배기가스가 배출되었고, 선종별로는 유조선이, 오염원 중에는 CO2가 가장 많은 부분을 차지하였다. 또한 이러한 배출량을 비용으로 환산한 결과, 연간 약 1조 2천억 원의 환경비용이 추정됨을 알 수 있었다. 본 연구는 이러한 분석을 통해 선박 대기오염 배출에 대한 엄격한 조치와 규제의 필요성을 제시하고, 부산항의 체계적인 선박 배출물 관리 체계를 구축하는데 적절하게 활용이 가능할 것으로 기대해본다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.181-188
• /
• 2013

인간의 인위적 활동에 의한 이산화탄소의 배출 증가는 지구 온난화의 원인 중 하나로 알려져 있으며, 기상이변 등과 같이 지구 환경에 막대한 영향을 미치고 있다. 이로 인해 최근 들어 이산화탄소 배출량을 규제하기 위한 움직임이 활발해지고 있다. 또한 배출된 이산화탄소의 환경영향을 평가하기 위해, 일본 조선학회 산하의 IMPACT 위원회에서는 자연의 개발로 인한 환경영향과 경제성을 동시에 고려하여 평가할 수 있는 포괄적 지표인 Triple I (III)를 제안하고 있다. 본 연구에서는 III를 적용하여 컨테이너 선박의 운항 시 배출되는 이산화탄소로 인한 환경영향 및 경제성에 대해 생애주기 평가를 통해 정량적으로 비교하였다. 또한 선박의 규모 변화 및 운항 항로의 변경에 따른 포괄적 환경영향평가를 실시하였다. 결과적으로 선박의 운항에 의한 포괄적 환경영향평가는 선박의 규모보다는 이산화탄소 배출량과 밀접한 선박의 운항 항로에 보다 더 민감한 것으로 판단되었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.349-355
• /
• 2012

본 논문에서는 선박에서 배출되는 $CO_2$ 배출을 최소화하기 위한 노력의 일환으로 선박에서 배출되는 열에너지를 회수하고 재활용하여 극대화 시킬 수 있는 방안들을 조사하고 버려지는 열에너지를 이용하여 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전장치를 구동함으로써 선박의 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출을 최소화할 수 있는 방안들을 연구하였다. 선박에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 하는 유기냉매 랭킨사이클을 구성하는 방안과 열에너지 비중은 높지만 상대적으로 낮은 온도인 해수냉각 시스템으로 배출되는 열에너지를 재활용하여 터빈 발전기를 구동하는 ORC 발전시스템을 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시스템 해석 결과 배기가스에서는 1,000kW급, 해수 냉각 시스템에서는 650kW급 발전 출력을 얻을 수 있었고, 다양한 친환경 유기냉매를 이용하여 온도와 유량 조건에 따른 열 해석을 실시하여 시스템의 효율과 출력을 비교하였다.

• 공업화학전망
• /
• 제22권5호
• /
• pp.1-13
• /
• 2019

국제해사기구(IMO, international maritime organization)는 2015년부터 배출규제해역(ECA, emission control area)을 운항하는 선박은 황 함유량이 0.1%(m/m) 이하로 강화된 기준을 만족하는 연료를 사용해야 하며, 2020년부터는 모든 선박에 대해 황 함유량이 0.5%(m/m) 이하인 연료를 사용하거나 동등 이상의 성능을 갖는 배출가스 후처리 장치의 설치를 의무화하였다. 이에 따라, 선박에서 배출되는 오염물질을 제어할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 후처리 관점에서 습식 스크러버(wet scrubber)는 선박의 디젤 엔진에서 배출되는 이산화황(sulfur dioxide)을 저감시키기 위한 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 습식 스크러버는 해수를 사용하는 개방형 스크러버(open loop scrubber)와 화학세정수를 사용하는 폐쇄형 스크러버(closed loop scrubber)로 구분된다. 습식 스크러버는 오염물질의 효율적인 처리가 가능하지만 유지보수비가 비싸고, 폐수 발생으로 인한 2차 오염발생 및 부식에 매우 취약한 단점이 있다. 따라서 최근에는 스크러버 내부의 부식을 방지하기 위한 내부식성 재질에 관한 연구와 흡수제(absorbent)의 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 하이브리드형 스크러버(hybrid scrubber)는 개방형과 폐쇄형 스크러버의 장점을 결합한 기술로 황산화물의 배출을 규제하는 배출규제해역에서는 폐쇄형 스크러버를 가동하고, 선박이 공해상으로 진입할 경우 개방형 스크러버로 전환함에 따라 황산화물 배출 및 반응 후 세척수의 폐수배출 기준을 동시에 만족할 수 있다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.133-150
• /
• 2015

이 연구에서는 미국 EPA에서 개발된 NONROAD 모형을 이용하여 인천항 항만하역장비에서 배출되는 온실가스 및 유해가스 배출량을 추정한다. 인천항은 838.4톤의 NOx, 82,747톤의 CO2를 배출하였다. 이는 LA항만에서 배출되는 NOx 배출량의 2.4배, CO2 배출량의 1.3배에 해당한다. 일반하역장비의 배출량은 컨테이너하역장비 배출량의 5배로 드러났다. 인천항을 구성하는 세 항만 중 원자재를 처리하는 북항부두가 다른 항들에 비해 배출량이 많은 것으로 연구되었다. Chang et al.(2013, 2014)의 연구와 비교해 봤을 때 항만하역장비 당 CO2와 NOx 배출량은 선박 당 배출량의 10배에 달하는 것으로 드러났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.788-793
• /
• 2012

본 연구는 해군함정에 탑재되어 있는 주 추진 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질, 황산화물, 이산화탄소 및 질소산화물의 배출량 예측에 초점을 두었다. 국제사회 및 각국의 정부는 인간의 건강 및 환경을 보호하기 위해 선박의 배기가스 규제를 엄격히 적용하고 있으며 선박 제작사들은 이러한 법규에 대응하기 위해 다양한 기술을 선박에 적용시키고 있다. 엄격히 적용되는 배기가스 법규는 선박의 크기에 따라 차이를 보이고 있지만 함정은 규제대상에서 제외된다. 다양한 연구결과에 의해 선박의 배기가스 배출량 계수(emission factor)는 지속적으로 최신화되고 있으나 함정의 배출량 계수는 그 특성의 차이 때문에 설정이 어려운 실정이다. 본 논문은 함정 엔진의 연료소모량과 함정에서 사용하고 있는 연료의 황성분 함량을 분석하여 항해 시 선박에 적용되고 있는 오염물질 기여도 조사(emission inventory) 방법론을 해군함정에 적용시켜 정속항해 조건에서 배기가스 총 배출량을 예측하는 것이다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.143-157
• /
• 2021

세계보건기구(World Health Organization, WHO), 경제개발협력기구(Organization for Economic Cooperation and Development, OECD)등 국제기구 및 주요 선진국에서는 대기오염의 심각성을 인지하고 있다. 또한 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO) 등의 국제기구에서도 선박에서 발생하는 대기오염을 감소시키 위해 다양한 규제를 시행하고 있다. 이러한 국제적인 흐름에 따라 국내에서도 「항만지역등 대기질 개선에 관한 특별법」(이하 특별법)을 제정하며, 항만에서 기인하는 대기오염을 감소시키려는 노력을 보이고 있다. 특별법의 목적은 항만지역 등의 대기질을 개선하기 위하여 종합적인 시책을 추진하는 것이다. 본 연구는 이러한 정책적 움직임에 맞추어 항만에서 기인하는 대기오염물질 배출원별 배출량을 파악하여 정책의 우선순위 설정에 기초자료를 마련하고자 하였다. 이를 위해 선박, 차량, 하역장비, 하역/야적재비산먼지, 도로재비산먼지, 철도 6개 부문으로 분류하여 분석을 시행하였으며, 유럽환경청(European Environment Agency, EEA)과 미국환경보호국(United States Environmental Protection Agency, EPA)에서 제시하는 방법론을 이용하였다. 분석대상 오염물질은 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX), 총부유물질(TSP), 미세먼지 및 초미세먼지(PM10, PM2.5), 암모니아(NH3)를 대상으로 분석하였다. 분석결과 총 7,122톤의 배출량이 발생한 것으로 나타났다. 물질별로는 NOX가 5,084톤으로 가장많은 비중을 차지하는 것으로 나타났으며, 다음으로 CO(984톤), SOx(530톤), TSP(335톤)의 순으로 나타났다. 배출원 별로는 선박이 4,107톤으로써 가장 많은 비중을 차지하며 다음으로 차량이 2,622톤으로써 높은 배출량을 보였다. 이는 각각 전체 배출량의 57.6%와 36.8%로써 항만 대기오염을 유발하는 주요원인으로 판명되어 이들 배출원에 대한 대책이 필요함을 시사하였다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.93-108
• /
• 2019

최근 항만에서 기인한 대기오염물질에 대한 심각성이 고조되고 있다. 한국은 무역의존도가 매우 높고 수 출입 교역량의 99.7%가 해상을 통해 운송되고 있어, 항만 대기오염의 정도를 파악하고 이에 대비하기 위한 친환경 정책이 필요하다. 이에 본 연구에서는 많은 물동량을 취급함에도 불구하고 관련 연구가 적었던 광양항과 울산항을 대상으로 선박 접안시 발생하는 대기오염물질 배출량을 산정하였다. 이를 위해 2017년 기준으로 선박의 활동 및 제원자료를 수집하고, 해외 환경기관인 EEA와 EPA 방법론 및 계수를 적용하였다. 그 결과, 광양항은 CO 253.09톤, NOx 1986.61톤, SOx 684.01톤, $PM_{10}$ 47.88톤, $PM_{2.5}$는 44.69톤, VOC 61.56톤, NH3 0.24톤의 대기오염물질을 배출하였다. 울산항의 경우 CO 212.28톤, NOx 1712.54톤, SOx 573.72톤, $PM_{10}$ 40.16톤, $PM_{2.5}$는 37.48톤, VOC 51.63톤, $NH_3$ 0.20톤을 배출하였다. 이어서 선박 접안시 적용 가능한 친환경 정책인 AMP의 단계적 도입 방안을 제시하였다. 본 연구는 광양항과 울산항을 대상으로 대기오염 정도를 파악한 것으로, 이를 통해 현황을 진단하고, 향후 관련 정책 수립을 위한 참고자료로 활용 가능하다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.47-60
• /
• 2023

항만구역 내 선박으로부터 배출되는 온실가스, 미세먼지를 포함한 배기가스에 대한 인벤토리 작성과 관리는 선박 배기가스의 주요 배출물질과 시간 경과에 따른 배출량 수준의 추이를 파악하고, 해양환경과 인간 건강에 미치는 부정적 영향을 줄이는 데 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 우리나라 서남권에 있는 국가관리 무역항인 목포항계 내 입출항하는 선박으로부터 배출되는 배기가스를 산정하는데 있다. 이를 위해 선박자동식별장치(AIS)와 해운항만물류정보시스템 (Port-MIS)의 정량적 데이터를 기반으로 선박의 움직임을 분석한 상향식 접근법(Bottom-up 또는 Activity-based)을 이용하였다. 특히 본 연구에서는 최근 4년간(2019~2022년) 목포항 입출항 실적이 있는 선박의 제원, 선종, 재항시간 등의 데이터를 수집하고, AIS 데이터를 이용하여 항만 내 부두 접근 과정을 분석하여 선박 움직임(cruising, maneuvering)을 결정하는 접근 방식을 제시하였다. 주요 연구결과로 최근 4년간 목포항 항만구역 내에서 선박으로부터 배출된 배기가스는 11,409톤이었으며, 자동차전용선이 5,329톤으로 가장 많았고, 정박 중에는 목포 신항 부두에서 1,835톤의 온실가스와 미세먼지가 배출되었다. 이 연구는 목포항의 선박입출항수, 처리 물동량과 더불어 환경적인 측면에서 정보관리를 위한 데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.500-507
• /
• 2010

해운산업은 지구온난화와 관련하여 그린하우스가스(GHG)을 줄이기 위한 헌신적인 노력을 하여왔다. 2009년도 국제해사기구(IMO)의 GHG 연구팀에 의하면 해운분야에서 배출되는 GHG 중 가장 영향력이 큰 이산화탄소는 전체 배출량의 3.3%이며, 연간 10억톤을 초과하고 있다. 따라서 이를 줄이기 위한 수단으로 IMO에서는 2005년 에너지효율 운전지표(EEOI)와 2008년 에너지 효율 설계 지수(EEDI)를 차례로 제안하여 현재 규정 작업 중에 있다. 최근에는 선박의 선박에너지효율관리계획(SEEMP)을 제안하고 있고, 선박에서 배출되는 GHG의 모니터링 및 관리가 핫이슈로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 선박에서 EEDI와 EEOI를 검증하고 에너지 사용을 체계적으로 관리하기 위한 에너지 효율 설계지수 / 에너지 효율 운전지표 모니터링 시스템(EDiMS)을 개발하여 선박에 활용하고자 한다. 이 모니터링 시스템의 개발은 종전 목포해양대학교 동역학연구실에서 기 개발한 상태모니터링 시스템의 일종인 EVAMOS($\underline{E}$ngine $\underline{V}$ibration and $\underline{A}$nalysis $\underline{MO}$nitoring $\underline{S}$ystem)을 기초로 하여 개발시간을 최대로 단축하였다. 주기관의 공장 시운전시 측정한 연료소모량, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 입자상물질(PM)의 자료를 이용하여 선박의 운항 시 동력과 선속을 동시에 모니터링하여 이들 성분의 자료를 측정저장함으로써 선박마다 GHG에 대한 정확한 인벤토리를 구할 수 있도록 하였다. 그리고 이 자료는 IMO의 가이드라인을 만족하는지 확인할 수 있을 뿐 아니라 장기적으로는 GHG를 줄이기 위한 노력의 일환으로 선박관리와 SEEMP 등에 유용한 도구로 사용할 수 있도록 하였다.