Since Ballast Water Management Convention has been effected, BWTS, applied to new-building vessels and existing vessels, have been developed from many countries with various treatment methods. However, BWTS is mainly typed Electrolysis, Ozone and UV type. Approximately 70 products have been type app...
Since Ballast Water Management Convention has been effected, BWTS, applied to new-building vessels and existing vessels, have been developed from many countries with various treatment methods. However, BWTS is mainly typed Electrolysis, Ozone and UV type. Approximately 70 products have been type approved by the Flag Administrations. For the new-building vessels, the vessels' design and construction have been considered for arrangements and installations for BWTS. However, existing vessels which already construction had finished have problem with selection of BWTS type for installation and arrangement. The selection of the most economized BWTS system is important though, CAPEX has not been made any significant differences. However, OPEX is more important factor. Consequently, detail analysis of OPEX is the key to the selection of the most economized BWTS system and also it can be the purpose of this study. The feasibility study on the main three type of BWTS (Electrolysis, Ozone and UV type) for 175K Bulk Carrier and 57K Cargo ship has been conducted for this study. Because, these three type of BWTS have been the most frequently installed and used and the two type of object vessels are consist of the 40% of the world merchant ship market. For this study, interest rate, project duration (operation time after installation), maintenance cost and fuel oil price are considered as major factor of feasibility study. In addition, expecting Interest rates to sensitivity analysis conducted for more accurate feasibility study. For 175K Bulk carrier, ozone treatment system is more economical than other types. For 57K cargo ship, UV type is considered more economical than other types. However, it is concluded that electrolysis type is more suitable compare to installation space, total weight and electrical power consumption.
Since Ballast Water Management Convention has been effected, BWTS, applied to new-building vessels and existing vessels, have been developed from many countries with various treatment methods. However, BWTS is mainly typed Electrolysis, Ozone and UV type. Approximately 70 products have been type approved by the Flag Administrations. For the new-building vessels, the vessels' design and construction have been considered for arrangements and installations for BWTS. However, existing vessels which already construction had finished have problem with selection of BWTS type for installation and arrangement. The selection of the most economized BWTS system is important though, CAPEX has not been made any significant differences. However, OPEX is more important factor. Consequently, detail analysis of OPEX is the key to the selection of the most economized BWTS system and also it can be the purpose of this study. The feasibility study on the main three type of BWTS (Electrolysis, Ozone and UV type) for 175K Bulk Carrier and 57K Cargo ship has been conducted for this study. Because, these three type of BWTS have been the most frequently installed and used and the two type of object vessels are consist of the 40% of the world merchant ship market. For this study, interest rate, project duration (operation time after installation), maintenance cost and fuel oil price are considered as major factor of feasibility study. In addition, expecting Interest rates to sensitivity analysis conducted for more accurate feasibility study. For 175K Bulk carrier, ozone treatment system is more economical than other types. For 57K cargo ship, UV type is considered more economical than other types. However, it is concluded that electrolysis type is more suitable compare to installation space, total weight and electrical power consumption.
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문제 정의
“민감도 분석”이란 경제성 평가를 위하여 사용된 각각의 입력 자료를 일정범위 내에서 변화시킴으로써 입력 값의 미세한 변화가 출력 값에 얼마만큼의 영향을 미치는 가를 평가함으로써 혹시 잘못 예측된 입력 값이 경제성 평가결과에 미칠 영향을 분석하여 발생 가능한 투자의 오류를 사전에 예방하고자 하는데 목적이 있다.
따라서 본 연구에서는 이자율에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 미래에 발생하는 비용을 현재의 비용과 같지 않다.
본 논문은 [Fig. 2]에서 설명한 바와 같이, IMO 에 보고된 정부형식승인을 득한 65개 제품 중에서 가장 많은 점유율을 가지는 대표적인 3가지 처리방식의 BWTS를 선정하였고, 2016년 1월까지의 세계상선 선대를 선종별로 분류한 그래프[Fig. 4]에서 알 수 있듯이, Bulk Carrier 및 General Cargo Ship은 세계 상선종류로 40%를 차지하고 있어, 본 연구의 대상 선박종류로 Bulk Carrier 및 General Cargo Ship을 대상으로 BWTS 의 설치와 관련한 경제성 측면에서의 연구를 진행하고자 한다.
서론에서 연구의 목적에 대하여 간단히 설명하였다. 본 연구는 Bulk Carrier를 대상으로 3가지 처리방식 별 BWTS에 대한 경제성 분석을 수행하고 그 값을 비교분석하기로 하였다. Bulk Carrier의 선종으로 Sample Ship으로 선정한 선박은 DWT(Dead Weight Tonnage, 재화중량톤수) 175K Bulk Carrier이며, General Cargo Ship 선종으로 Sample Ship은 DWT 57K Cargo Ship, 2척을 대상선박으로 결정하였다.
가설 설정
2척의 Sample Ship은 평상시 IFO 380의 Bunker C 종류의 연료유를 사용하는 것으로 가정하였다. Fig.
그러나 향후 유가의 변동을 예측하기 힘든 상황에서 본 연구에서는 과거 10년간 거래된 IFO 380 가격의 평균값인 530 USD로 가정하여 경제성 분석을 진행한다.
5]에서 알 수 있듯이, Sample Ship은 정기적으로 HADONG~NEW CASTLE 항로를 운항하는 정기선으로, 1항차에 대략 25일이 소요된다. 따라서 1년을 기준으로 15항차를 운항하는 것으로 가정하였다.
6]에서 알 수 있듯이, Sample Ship은 정기적으로 PORTOCEL~FLUSHING 항로를 정기적으로 운항하는 정기선으로, 1항차에 대략 42일이 소요된다. 따라서 1년을 기준으로 9항차를 운항 하는 것으로 가정하였다.
다만, 본 연구의 통일성을 고려하여 프로젝트 기간은 두 척의 대상 선박에 동일하게 28년으로 산정하였다. 또한 본 연구에서는 Sample Ship에 BWTS를 설치하는 시점을 시작으로 선박이 패선 되는 시점까지 사용되는 것으로 고려하여, 선박의 잔류 수명과 동일한 것으로 가정하였다.
미래에 발생하는 비용을 현재의 비용과 같지 않다. 이를 화폐의 시간 가치라고 하며, 경제성 평가 시 이자율을 최근 10년간의 기준 금리를 평균 3.18%로 가정하였다.
제안 방법
3가지 처리방식 별 BWTS에 따른 최대 소요전력 및 주요 소모품은 Table 3에서 언급하였다. BWTS를 운전 시 추가로 발생하는 전력량에 대한 추가 연료비용을 산정하여 운전비용에 합산하였다. 전력 사용에 따른 연료유 소모량은 발전기의 SFOC 자료를 참조하였고, Maintenance item에 따른 소모품 교체 및 작업에 대한 비용은 제조사의 Standard에 따른 비용으로 산출하였다.
대표적인 3가지 처리방식 별 BWTS를 각각 Sample Ship에 적용하는 것에 대한 예측되는 비용-편익 분석을 수행할 것이며, 2척의 선박에 대한 검토는 아래와 같이 이루어졌다.
본 연구에서는 3가지 평형수 처리장치를 DWT 175K Bulk Carrier 및 DWT 57K General Cargo Ship 선박에 적용함으로써 CAPEX, OPEX 및 민감도 분석을 통해 대상 선박에 대한 최적의 선박 평형수 처리장치를 선정하는 과정을 분석하였다.
BWTS를 운전 시 추가로 발생하는 전력량에 대한 추가 연료비용을 산정하여 운전비용에 합산하였다. 전력 사용에 따른 연료유 소모량은 발전기의 SFOC 자료를 참조하였고, Maintenance item에 따른 소모품 교체 및 작업에 대한 비용은 제조사의 Standard에 따른 비용으로 산출하였다.
대상 데이터
본 연구는 Bulk Carrier를 대상으로 3가지 처리방식 별 BWTS에 대한 경제성 분석을 수행하고 그 값을 비교분석하기로 하였다. Bulk Carrier의 선종으로 Sample Ship으로 선정한 선박은 DWT(Dead Weight Tonnage, 재화중량톤수) 175K Bulk Carrier이며, General Cargo Ship 선종으로 Sample Ship은 DWT 57K Cargo Ship, 2척을 대상선박으로 결정하였다.
성능/효과
DWT 175K Bulk Carrier의 경우, 오존처리방식의 평형수 처리장치가 다른 2가지 방식의 처리장치에 비해 초기설치비용(CAPEX) 측면에서 유리하였고, 연간 운전비용(OPEX) 측면에서는 전기분해처리방식의 평형수 처리장치가 다른 2가지 방식의 처리장치에 비해 유리한 것으로 분석되었다.
DWT 57K General Cargo Ship의 경우, 자외선 처리방식의 평형수 처리장치는 다른 2가지 방식의 처리장치에 비해 초기설치비용(CAPEX) 측면에서 유리하였고, 연간 운전비용(OPEX) 측면에서는 오존처리방식의 평형수 처리장치가 다른 2가지 방식의 처리장치에 비해 유리한 것으로 분석되었다.
2]에서는 2016년 6월까지 IMO에 보고된 정부형식승인을 득한 선박 평형수 처리장치 65개 제품을 대상으로 처리방식별로 분포도를 조사한 그래프이다. UV(Ultra Violet, 자외선) 방식이 전체 대상의 52.3%인 절반 이상을 점유하고 있으며, 뒤를 이어 직접전기분해방식이 13.8%, 케미컬 주입 방식이 10.8%, 간접전기분해방식이 9.2%의 점유율을 보이고 있다.
14]는 57K Cargo Ship에 설치 대상의 평형수 처리장치의 프로젝트 기간에 따른 실질적 비용추이를 나타낸다. 그래프에서 보는 바와 같이, Ozone 처리방식의 평형수 처리장치의 상대적 비용증가분이 크다는 것을 확인할 수 있다.
13]은 프로젝트 기간에 따른 실질적 비용 추이를 나타낸다. 그래프에서 보는 바와 같이, UV 처리방식의 평형수 처리장치의 상대적 비용 증가가 크다는 것을 알 수 있다.
선박의 소형화가 될 수 록 처리장치의 용량도 함께 감소하게 되고 설치되는 모듈도 소형화가 이루어지므로, 초기설치비용도 함께 감소하는 것으로 분석되었다. 다만 오존처리방식의 처리장치의 경우 용량이 감소하더라도 처리장치를 구서하는 기기들의 용량 변화량이 극히 제한적이어서 가격에 미치는 영향이 적은 것으로 분석되었다.
선박의 소형화가 될 수 록 처리장치의 용량도 함께 감소하게 되고 설치되는 모듈도 소형화가 이루어지므로, 초기설치비용도 함께 감소하는 것으로 분석되었다. 다만 오존처리방식의 처리장치의 경우 용량이 감소하더라도 처리장치를 구서하는 기기들의 용량 변화량이 극히 제한적이어서 가격에 미치는 영향이 적은 것으로 분석되었다.
오존처리방식의 처리장치의 경우에는 선박이 대형화가 될수록 상대적으로 전기분해 및 자외선 방식의 처리장치보다 CAPEX와 OPEX 측면에서 유리한 것으로 분석되었으며, 전기분해방식의 처리장치의 경우에는 선박이 소형화가 될수록 상대적으로 자외선 및 오존처리방식의 처리장치보다 CAPEX와 OPEX 측면에서 유리한 것으로 분석되었다.
18%인 것으로 나타났다. 이 자료를 바탕으로 본 연구에서는 시간의 흐름에 따른 평형수 처리장치의 비용 가치의 이자율 또는 할인율을 3.18%로 적용하도록 한다.
CAPEX의 주요한 값의 인자는 제품의 용량별 가격과 Retrofit을 위한 각종 자재를 포함한 비용이다. 자외선 처리방식의 BWTS가 다른 2가지 처리방식의 BWTS보다 초기설치 비용측면에서 현저히 높은 것을 알 수 있다.
그 이유는 선박이 대형화가 되면 될수록 처리장치의 용량도 함께 증가하게 되며, 그에 따라 추가로 설치되는 장치의 개별 모듈이 증가하게 되어 처리 장치의 가격도 함께 증가하게 되었다. 처리장치의 유지보수에 필요한 작업도 함께 증가하게 되어 운전비용도 함께 증가하는 것으로 분석되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
BWM 협약 지침 G9에 따르면 IMO로부터 무엇을 득하도록 규정하고 있는가?
본 협약은 발효와 동시에 현존선에도 적용하여야 하는 소급사항으로 선박평형수 처리장치의 시장은 관련 산업분야를 아울러 60조 시장을 점유할 것으로 산업계에 보고되었다. 평형수를 처리하기 위해 활성물질을 이용하는 BWTS에 대하여 BWM 협약 지침 G9에 따라 IMO로부터 BA(Basic Approval, 기본승인) 및 FA(Final Approval, 최종승인)을 득하도록 규정하고 있다.
선박의 평형수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약은 언제 발효되는가?
그 이후, 이러한 노력의 일환으로 2004년 2월 13일 외교회의에서 “선박의 평형수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약(International Convention for the Control and Management of Ship’s ballast water and Sediments, 2004)”(이하 ‘BWM 협약’)이 채택되었으며, 이 협약은 30개국 이상이 비준하고 세계상선 선복량이 35% 이상을 만족하는 날로부터 12개월 후에 발효될 전망이다.(Kim E.
침입종의 영향으로 바다가 황폐화되고 생물할적 침입율이 증대되는 문제가 계속 진행 중에 있는 이유는?
세계의 많은 지역이 침입종의 영향으로 자국의 바다는 황폐화되고 있고, 생물학적 침임율은 놀랄만한 비율로 증대되고 있으며, 새로운 지역들이 이러한 위험에 지속적으로 노출되고 있다. 해상무역량이 전반적으로 계속 증가되고 있어 이 문제는 아직도 계속 진행 중에 있다. 1988년 처음으로 캐나다와 호주는 자국 해역에 유해한 종의 출현문제를 경험하고 IMO의 MEPC에 이 문제를 제기하였고, 선박 평형수내의 유해수종 유기체의 문제는 IMO에 제기된 후 MEPC는 MSC 및 산하 전문위원회와 함께 문제해결을 위해 논의가 진행되었고, 지침 및 새 협약 개발에 노력하게 되었다.
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