[논문]초대형 컨테이너선의 거주구역 재배치에 대한 경제성 평가

임남균; 최경순

doi:10.5394/kinpr.2005.29.6.529

문제 정의

둘째, 초대형 컨테이너선의 경제성 평가 방법을 위해 목적함수는 요구운임지수(RFR, Required Freight Rate)를 사용하여 TEU 증가에 의한 요소별 방식의 경제성을 전망하고 조선소 및 선주의 효과에 관해 구현하는 것이다.
본 연구의 개발 목표의 범위는 차세대 초대형 컨테이너선을 위한 초기 설계 도면을 개발하기 위해 2가지 분야로 나뉘어 추진되었다.
있도록.연구 방향을 제시하는 것을 목적으로 하였다.■이를 위하여 선박의 대형화 추세를 살펴보고 관련.
초대형 컨테이너 선박이 기술적으로 가능하고 기존 포스트파나막스 선박에 비하여 경제성이 높은지 여부를 평가하기 위해서는 이러한 단편적인 연구에서 벗어나 선박 설계, 하역시스템, 선박 운영 등 전 부문을 망라하는 포괄적인 연구가 이루어져야 할 것이지만, 본 연구에서는 초대형 컨테이너선의 거주 공간 재배치에 대한 경제성 분석 및 평가를 제시하는 것을 목적으로 하며, 최근 해양 오염 방지를 위한 설계 요구와 ULCS(Ultra-Large Container Ships)의 구조 변경 및 설계 환경의 변화의 가능성이 예상되면서 거주 공간 재배치에 대한 건조 가능성 (Andrea, 2003)과 일반적 배치와의 성능면 및 장단점을 비교하고자 한다.
초대형 컨테이너선의 전제 조건인 새로운 선박 추진 방식에 따른 경제성 평가를 검증하기 위하여 거주구역을 기존 선박처럼 선미부에 위치한 방식(이하:Normal Accommodation) 의 Single 엔진과 Twin 엔진, 거주구역을 선체 중앙부로 옮긴 방식(이하:Midship Accommodation)의 Single 엔진고!'Twin 엔진 간의 구체적인 경제성 평가 방법에 대한 제시를 하고자 한다. 앞으로의 관심사는 각각의 형태가 전체 시장에서 차지하는 비율과 어떤 환경 하에서 얼마나 많은 형태가 경쟁하는지가 될 것이다.

가설 설정

항로에서 의 TEU당 운송비용으로 계산하였다. 선가는 2002 년에 수주된 선가로 가정하였고 Hub & Feeder의 중심 및 지선 운항 체제 연료비 및 운항비는 Ping cost(항비 및 하역 비포함)를 고려하여(남 등, 2003; Cullinane et al, 1999) 경제성평가 지표를 산정하였다.
증가된 선적량을 산정 하기 위 하여, 화물이 충분히 확보된 상태(즉, 93%이상의 선복 이용률)라고 가정하고, 수송 선적용량은 단순히 공간 재배치만이 아니라 경화중량 선적 시의 구조적 특성, 항해거리를 고려한 연료 용량 즉, 재화중량 차이 등에 의해 결정된다고 산정하였다. 그 결과 Table 8에서 보는 바와 같이 초대형 컨테이너선의 거주 공간 재배치로 인하여, 화물의 수송 선적 용량은 증대함을 알 수 있다.

제안 방법

이런 점에 유의하여 실제 거주구역 배치를 변경하여 설계한 후 각각에 대한 장단점을 검토하여 보았다. Fig. [과 같이 기존의 거주구역 배치를 선수부 쪽으로 이동한 상황을 설정하여 분석하였다. 설정 선박의 크기는 9600TEU이며, 거주구역의 배치는 선수부 방향으로 약 98m 이동한 예를 나타내고 있다.
해운회사 입장이 아닌 조선소 입장에서 최적화 시킨다면 건조가격을 목적함수로 설정할 수 있다. 또한 해운회사의 관점에서 유주하는 형태를 기준하여, 요구운임지수를 목적함수로 사용하여 각각에 대한 경제성 평가를 수행하였다.
■이를 위하여 선박의 대형화 추세를 살펴보고 관련.문헌을 구분하여 고찰였다. 그 결과 컨테이너선의 크기가 증대될수록 크기가 ■작은 선박보다는 경제성 효과가 크다는 것을 정량적으로 살펴보았다.
본 연구에서는 9, 600TEU급 초대형 컨테이너선의 거주 구역 공간 재배치에 따른 경제성 평가 등의 문제를 전반적으로 고찰하였으며, 그 요약은 아래와 같다.
요소 중의 하나이다. 유지비를 포함한 운항 고정비내의 선원비, 수리비, 윤활류비, 보험료, 선용품비를 평가하기 위하여 Midship Accommodation 방식에서의 Single 엔진을 기준하여 20년간 운항조건으로 운항거리, 연료의 종류 및 유지비 등의 요소들을 고려하였다. Table 6의 운항 변동비 및 고정비의 근거로 사용한 지표는 롱비치항을 기종점으로 하는 10, 00GTEU 급 초 대형선이 동북아시아의 어느 한 개의 항으로 지선 운송된다고 가정한 것이다(남 등, 2003).
예상된다. 이런 점에 유의하여 실제 거주구역 배치를 변경하여 설계한 후 각각에 대한 장단점을 검토하여 보았다. Fig.
이에 일부 선급의 검토, 선주사 및 컨설팅사의 조사된 내용을 바탕으로 대형컨테이너선의 거주구역 배치 설계에 대한 개념을 정립하고 그 건조 가능성과 일반적 배치와 비교한 기능성에 대한 장단점을 비교하였다.

대상 데이터

[과 같이 기존의 거주구역 배치를 선수부 쪽으로 이동한 상황을 설정하여 분석하였다. 설정 선박의 크기는 9600TEU이며, 거주구역의 배치는 선수부 방향으로 약 98m 이동한 예를 나타내고 있다. 컨테이너로 7TEU 정도의 거리이다.

이론/모형

3(a), 3(b)와 같이 엔진 Type으로 구분하여 40FEU(Forty-foot Equivalent Units) 컨테이너 한 개당 운송비용의 분석 결과를 알려 주고 있다. 또한 운송비용은 참고문헌(Cullinane et al., 1999)의 서브 모델을 인용하였다. 이상과 같은 방법론으로 대형화가 될수록 Single 엔진이 경제성 평가의 이점을 얻을 수 있는 반면, ll, 500TEU급의 Twin 엔진인 경우에 연료운항비의 증가로 인해 Single엔진 보다 선주 운항 비용이 증가한 결과를 보이고있다.
비교하였다. 추진방식에 관해서는 참고문헌 (Drewry, 2001)을 통하여 자본비용(capital cost)을 비교하는 근거로 적용하였다.

성능/효과

Fig. 7과 같이 선주 측에서의 20년간/척당 경제성 평가에 대한 최소 대상 비교치인 와 "N.S”를 비교 분석한 결과 "M.S"가 193MUSS 경제적 효과를 얻을 수 있는 것으로 분석되었으며, 경제성 효과가 가장 차이가 큰 "M.S”와 "N.T" 방식의 경우, 338MUS$ 의 경제 효과를 얻을수 있어, 결론적으로의 대상선이 향후 9, 600TEU급 및 상위 용량의 컨테이너선에 대해서는 비교 우위의 요소를 가지고 있다고 전망한다.
Table 9와 같이 초기 선기-, 연료 운항비 및 수송 선적 용량을 고려하여, Fig. 6과 같이 다양하게 거주구역을 이동하였을 패 9, 600TEU급 컨테이너선의 거주구역이 Midship에 재배치되고 Single 엔진을 탑재한 선박이 가장 경제성이 우수하게간주되었고, 다음으로 거주구역이 Normal에 배치되고 Single 엔진을 탑재한 선박이 우수하게 평가되었다
공간 재배치가 충족됨을 얻을 수 있었다. 개발 효과로는 선적 개수의 증대를 비교하여 선형설계의 지식베이스를 구축하고 신뢰도를 향상 시킬 수 있었다. 선형설계의 선폭 52m 이상에서는 선적개수의 증가와 GM의 안전한 변화에 따른 본 거주 구역 공간 재배치시에 이론적인.
문헌을 구분하여 고찰였다. 그 결과 컨테이너선의 크기가 증대될수록 크기가 ■작은 선박보다는 경제성 효과가 크다는 것을 정량적으로 살펴보았다.
둘째, 추진방식을 고려해 볼 때 Single screw 추진 선박이 가장 경제성이 우수한 추진 시스템으로 분석되었고, 그 중요한 원인은 연료비 등의 운항비용 개선을 들 수 있다. 또한, 초대형 컨테이너선의 수송 용량 증대 및 초기 선가비용이 적은 점이 또 다른 요인이다.
상기 Table 1, 2, 3의 종합적 산출 기준으로 선박 크기별로 조사한 결과 Fig. 2와 같이 9, 600TEU급에서의 조선소 경제성평가는 23억원에 미치며, 15, 000TEU급에서는 척당 35억 원의 경제성평가 효과분석을 얻을 수 있다.
선박이 대형화될수록 공급원가가 절감되는 비용의 범위는항비, 연료비, 자본비 및 선원비에서 감소 효과가 크게 발생하는 것으로 파악 되었다.
, 1999)의 서브 모델을 인용하였다. 이상과 같은 방법론으로 대형화가 될수록 Single 엔진이 경제성 평가의 이점을 얻을 수 있는 반면, ll, 500TEU급의 Twin 엔진인 경우에 연료운항비의 증가로 인해 Single엔진 보다 선주 운항 비용이 증가한 결과를 보이고있다.
첫째, 본 선박 설계 부문의 연구결과는 최근 논란이 되고 있는 초대형 컨테이너 선박에 대한 문헌을 고찰하여 현황과 한계를 밝히고 공간 재배치시의 장단점을 분석하여 비교하였으며 공간 재배치가 충족됨을 얻을 수 있었다. 개발 효과로는 선적 개수의 증대를 비교하여 선형설계의 지식베이스를 구축하고 신뢰도를 향상 시킬 수 있었다.

후속연구

또한 조선 관련 기술의 발달로 8, 000TEU급 선박이 건조되어지고 있으며, 심지어는 15, 000TEU급 선박의 건조가 가능하다는 주장과 함께 향후 컨테이너선의 대형화는 지속될 전망이다. ULCS 설계의 연구는 향후 보다 활발하게 진행되어 컨테이너 해운시장의 확장과 함께 발전되어질 것으로 예상된다.
앞으로의 관심사는 각각의 형태가 전체 시장에서 차지하는 비율과 어떤 환경 하에서 얼마나 많은 형태가 경쟁하는지가 될 것이다. 그러므로 향후 주요한 논쟁은 Fig. 4와 같이 포스트 파나막스 (End-to-end 서비스, Pendulum 형태), 12, 500TEU급 그리고 메가 선박(Hub-Spoke 운영, 주요 항만 네트워크 형태) 형태의 경쟁력과 효율성이 될 것이다. 이에 따른 선형설계 및 거주구역 위치에 따른 운항 안정성의 검증을 거쳐야 될 것이다.
둘째, 거주 공간 재배치인 경우에 엔진 대형화 및 쌍 엔진 기관 도입에 따른 기관실 부분의 강도 문제와 초대형선에 적합한 Lashing Bridge의 설계 전반 및 구조적 강도의 타당성을 검증하기 위한 Mock-up 테스트와 홀드 내에서 냉동컨테이너의 정비 O/H 가능한 장소 확보, 구체적인 식별 안 및 증대 방안을 통한 효율적인 선적 설계 등의 구체적인 검토가 필요하다.
셋째, 이에 따른 선주사의 입장을 수렴하여 운항 중 필요한 기관 유지 보수 문제 및 인건비 증가의 요인이 되기 때문에 대형선의 경제성 평가에 있어서 필히 고려되어야 할 것이다.
앞으로의 관심사는 각각의 형태가 전체 시장에서 차지하는 비율과 어떤 환경 하에서 얼마나 많은 형태가 경쟁하는지가 될 것이다. 그러므로 향후 주요한 논쟁은 Fig.
4와 같이 포스트 파나막스 (End-to-end 서비스, Pendulum 형태), 12, 500TEU급 그리고 메가 선박(Hub-Spoke 운영, 주요 항만 네트워크 형태) 형태의 경쟁력과 효율성이 될 것이다. 이에 따른 선형설계 및 거주구역 위치에 따른 운항 안정성의 검증을 거쳐야 될 것이다.
첫째, 거주 공간 재배치 시에 변경되는 다양한 크기 및 추진방식에 따른 총비용 모델을 이용한 다양한 형태의 민감도 분석을 통하여 초대형 선박의 경제성을 평가하여야 한다.
첫째, 컨테이너선의 거주구역 공간 재배치로 인한 컨테이너 선적 개수 증가 여부 및 종강도 검증에 대한 도면을 산출하여 이 분야의 연구가 계속되어 진행될 경우 선박 성능의 신뢰성 확보에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

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