A Study on the Survey of the Cruising Pattern of Ferry & Cruise Ship in the Inland Water

1. 서론

연료 추진체를 이용하는 수상 운송수단으로서 선박은 과거로부터 사람이나 화물을 싣고 이동하는 주요 이동수단으로 이용되고 있다. 선박에 의한 온실가스 배출량은 2012년 기준 국가 교통부문 배출량 중 약 2.7 %를 차지하고 있으며, 비도로부분 중 약 51.0 %의 높은 배출비중을 차지하고 있다(Mo-LIT, 2013).

이러한 국내 선박의 운항목적에 따른 온실가스 배출원 분류체계는 크게 연안여객선, 연안화물선, 어선, 내수면 유⋅도선 그리고 레져용 선박으로 구분할 수 있으며, 연안여객선과 연안화물선의 경우, 매년 국토교통부에서 온실가스 배출량 조사를 수행하고 있다. 하지만 IPCC 배출원 분류체계 내 Inland Waterway에 속하는 내수면 유⋅도선이나 레져용 선박의 경우에는 온실가스 배출량을 조사하기 위한 기초자료 수집 및 활동도에 대한 조사가 전무한 실정이며, 지자체에서 지속적이고 효율적인 저감대책 수립을 위해서는 이에 대한 조사 및 관리가 이루어져야 한다.

본 연구에서 구분한 내수면에서 운항하는 유선은 일반적으로 유람의 목적을 가지고 있으며, 도선은 강이나 호수 등을 건너는데 이용되는 운항목적성을 가지고 있다. 내수면에서의 유선이나 도선은 화물의 운송보다는 여객운송의 비중이 매우 높기 때문에 이용객이 있을 시 비정기적으로 운항하는 것이 대부분이다. 또한 운항하는 지역이나 목적에 따라 주로 운항하는 시기나 1회 운항소요시간이 매우 다양할 수 있기 때문에 이에 대한 조사가 필요하다.

따라서 본 연구에서는 국내의 내수면 유⋅도선 등록현황을 이용하여 각 선박에 대한 운항패턴이 반영된 활동도 자료를 조사하고, 온실가스 배출량을 산정하기 위해 선박의 제원 및 연료사용량을 조사하여 지역 및 시간적 특성을 알아보고자 한다.

2. 연구 방법

2.1 국내 내수면 유⋅도선 현황 조사 및 분석

2014년 4월을 기준하여 등록되어 있는 국내 내수면 유⋅도선은 총 1,352척이며, 광역지자체에서 등록 및 관리를 수행하고 있다. 이 중 1,123척이 무동력선이며, 동력을 이용하는 유⋅도선 229척 중 모터보트를 제외한 동력 유⋅도선은 160척이다(Table 1 참조). 따라서 본 연구에서는 모터보트를 제외하고, 동력을 이용하는 160척을 연구범위로 설정하였다.

Table 1.

Inland vessel registration status

2.2 활동도 자료 수집 및 분석 결과

2.2.1 활동도 자료 조사 체계

내수면 유⋅도선에 대해 수집할 수 있는 기초 자료는 소방방재청에서 문서로 관리되고 있는 등록현황자료 뿐이며, 해당 유⋅도선에 대한 세부 활동자료를 조사하기 위해서는 광역 또는 기초자치단체에서 관리되고 있는 정보를 수집할 필요가 있어 실제 지자체 담당자 면접조사를 실시하였다. 각 광역지자체 담당자를 통해 해당 권역에서 운영 중인 유⋅도선 정보 등 기초자료를 수집하였고, 기초지자체 담당자를 통해 Table 2의 항목으로 선박제원과 관련된 일반현황을 확보하였다.

Table 2.

Collection item of ship specification

하지만 해당 지자체에서는 안전 목적으로 유⋅도선 현황을 관리하고 있기 때문에, 일정기간 내 운항횟수나 1회 운항 시 소요시간 등 실질적인 운항특성은 국내 운영되고 있는 유⋅도선 운영업체 또는 선주 등의 선박 담당자를 직접 방문하여 유⋅도선장에서 설문조사를 통해 확인하였다. 설문내용은 Table 3과 같고, 운항활동기간 및 운항시간, 엔진부하율 그리고 연료사용량에 대한 정보를 수집하였다.

Table 3.

Contents of survey

2.2.2 현장(설문) 조사

본 연구에서 국내에서 운항 중인 내수면 유⋅도선의 일반현황 및 운항패턴을 현재 운항이 이루어지고 있는 27곳의 유⋅도선장을 방문하여 전수 조사를 실시하였다(Fig. 1 참조).

Fig. 1.

Dock of ferry & cruise ship.

전수 조사한 대상 유⋅도선 등록현황은 Table 4와 같으며, 조사 당시 장기휴선 중인 선박 53척을 제외한 107척을 대상으로 해당 유⋅도선장을 방문하여 선박 담당자 설문을 실시하였다. 조사 당시 유선 및 도선에 대한 업계 운영현황으로 인해 임시휴선 중인 22척을 제외하면 현재 국내에서 운항중인 내수면 유⋅도선은 85척으로 조사되었다.

Table 4.

Survey results of cruising ferry & cruise ship

2.2.3 내수면 유⋅도선 일반현황 및 운항패턴 조사 결과

내수면 유⋅도선 등록현황 중 휴선을 제외한 85척은 동절기를 제외하고 지속적으로 운항하지만, 개별 선박의 운항목적이나 시기에 따라 운항패턴이 상이하다. Table 5에서 보는 바와 같이, 월 평균 운항횟수는 유선의 경우 약 103회, 도선은 약 163회로 차이를 보였으며, 이는 1회 운항 시 소요되는 시간이 비교적 짧은 도선(0.72 hr)이 동일한 기간 내 목적에 따라 운항하는 횟수가 많았다.

Table 5.

Result of survey for cruise pattern

운항 시 엔진부하율의 경우, 평균적인 의미에서는 유선과 도선의 차이가 분명하게 나타나지 않지만, 1회 운항 시 소요되는 시간을 고려할 때 강이나 호수를 짧은 시간 내 건너는 목적으로 사용되는 도선은 최대출력 대비 엔진부하율을 50 % 이상으로 운항하고, 유람의 목적으로 비교적 장시간 운항하는 유선의 엔진부하율은 최대출력 대비 60 % 이하로 운항하는 선박이 대부분이다.

엔진부하율은 동일한 내연기관 사용 시 연료사용량을 추정할 수 있는 주요 인자로 비교적 높은 엔진부하율로 운항하는 도선의 평균 연료사용량은 1회 운항 시 약 41 L인 반면, 유선의 경우에는 유람의 목적으로 저부하 운항을 하기 때문에 1회 운항 시 약 32 L가 사용되는 것으로 조사되었다.

Table 6은 내수면 유⋅도선이 운항하고 있는 지역 및 선착장별 운항특성을 보여주고 있다. 1회 운항 시 비교적 짧은 거리를 약 12~15분 가량 운항하는 남이섬 선착장은 도선이 이용되고 있으며, 이용객이 많아 월 평균 395회 정도 운항하고 있다. 하지만 1회 운항소요시간이 1시간 이상인 유선은 이용객의 유무에 따라 비정기적으로 운항하기 때문에 월 평균 12~50회 정도 운항되고 있다.

Table 6.

Characteristics of cruising pattern by dock groups

평균적인 의미로 지역 및 선착장별 운항패턴 분석 결과, 주로 운항하고 있는 선박이 유선인 지역은 월 평균 100회 미만으로 운항하고, 1회 운항 시 1시간 이상 소요되는 반면, 도선은 월 평균 150회 이상 운항하고, 1회 운항 시 20분 정도로 유선에 비해 단시간 운항하는 것으로 조사되었다. 청령포에서 운항하고 있는 도선의 경우, 월 평균 300회를 운항하고 있지만, 1회 평균 운항시간이 5분 미만이고, 파로호에서 운영되고 있는 유선의 경우에는 이용객이 있을 시에만 운항하는 비정기적 운항특성을 가지고 있어 월 평균 12회를 운항하고,회당 평균 2시간을 운항하고 있다. 이와 같이 지역이나 운항목적에 따라 운항패턴이 매우 상이한 것으로 조사되었다.

Fig. 2에서 보는 바와 같이 해당 유⋅도선의 선착장별 1회 운항 시 소요시간과 한 달 평균 운항횟수간의 관계를 보면 운항횟수가 많은 지역일수록 운항에 소요되는 시간이 적은 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 운항하고 있는 선박의 운항목적을 역으로 추정할 수 있다.

Fig. 2.

Comparison of one trip cruising time and number of times being cruised.

앞서 분석된 결과 중 1회 운항 시 소비되는 연료사용량은 운항하는 목적에 따라 차이를 나타내고 있었지만, Fig. 3에서 보는 바와 같이, 해당 지역에서 운항하는 유⋅도선의 규모(톤급)나 엔진부하율과 밀접한 상관관계를 보였다. 운항 시 엔진부하율을 최대출력 대비 약 30 %로 운항하는 임진강이나 청령포의 경우, 운항하는 선박의 규모가 4~6톤급이고, 1회 운항 시 평균 연료사용량이 5.6 L 정도인 반면, 파로호나 충주댐에서 운항하는 유⋅도선은 선박의 규모가 크고, 1회 평균 87.5 L 정도로 타 지역에 비해 연료사용량이 월등히 높은 것으로 분석되었다.

Fig. 3.

Comparison of fuel consumption for 1 trip, gross tonnage of vessels and engine load ratio.

3. 내수면 유⋅도선 온실가스 배출량 산정

3.1 산정 방법론 및 배출계수

국내 내수면 유⋅도선에 대해 전수 조사한 활동도를 기반으로 온실가스 배출량을 산정하기 위한 방법론은 기본적으로 온실가스종합정보센터에서 제안하는 방법을 적용하였다(수식 참조). 내수면 유⋅도선은 일반 주유소에서 판매되는 차량용 휘발유와 경유가 사용되고 있기 때문에 Table 7에 정리된 유종별 배출계수와 매개변수를 적용하였다.

Table 7.

Emission factor and parameter

3.2 온실가스 배출량 산정 결과

국내에서 운항하고 있는 내수면 유⋅도선에 대해 운항패턴 및 활동도를 전수 조사한 결과를 바탕으로 연간 온실가스 배출량을 산출한 결과, 약 5,017 ton CO² eq.이 배출되는 것으로 분석되었다(Table 8 참조). 이 중 95 % 이상이 5 ton 급 이상의 유⋅도선에서 배출되는 것으로 분석되었으며, 이는 소규모의 유⋅도선이 운항거리나 시간이 짧아 연료사용량이 비교적 적기 때문에 큰 비중을 차지하지 않는 것이라 사료된다.

Table 8.

GHG emission by cruising ferry & cruise ship

광역지자체별 온실가스 배출비중은 충북이 40.3 %로 가장 높았으며, 이는 충북지역에서 운항하고 있는 유⋅도선이 23척으로 가장 많고, 1회 운항소요시간이 평균 약 50분으로 타 지역에 비해 높은 운항시간을 갖기 때문이라 사료된다. 서울지역은 운항하고 있는 유⋅도선은 9척이지만, 100 ton 급 이상의 규모가 큰 선박들이 정기적으로 운항하고 있기 때문에 배출비중이 높게 분석되었고, 강원지역은 21척의 유⋅도선이 운항하고 있지만, 운항거리 및 1회 운항소요시간이 평균 30분 미만으로 짧기 때문에 연료사용량이 적어 배출비중이 낮은 것이라 판단된다.

세부 선착장별로는 Fig. 4(b)에서 보는 바와 같이, 충북지역의 충주댐 선착장과 한강 여의도 선착장에서의 온실가스 배출량이 상당히 높게 산출되는 것을 확인할 수 있다. 이는 충주댐 선착장에서는 300 톤급 2척과 30~50 톤급 유⋅도선 5척이 운항하고 있고, 1회 운항 시 평균 1.4시간 정도가 소요되기 때문이며, 여의도 선착장의 경우, 200톤급 대형 규모의 유선 5척이 운항하며, 1회 평균 약 1.2시간이 소요되기 때문에 연료사용량이 많아 배출비중이 높게 분석되었다.

Fig. 4.

Ratio of greenhouse gas emissions.

4. 결론

본 연구에서는 선행 연구를 통해 조사된 적이 없는 국내 내수면 유⋅도선에 대한 온실가스 배출 자료를 개선하기 위해 운항패턴 및 활동도를 전수 조사하였으며, 조사 결과를 바탕으로 온실가스 배출량을 산출하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

• 1) 소방방재청에서 총괄 관리하고 있는 국내 내수면 유⋅도선은 1,350여 척이지만, 무동력선과 모터보트, 그리고 휴선 중인 선박을 제외하면 현재 실제 운항하고 있는 내수면 유⋅도선은 85척으로 조사되었다.
• 2) 주로 유람의 목적으로 운항하는 유선은 월 평균 103회를 운항하며, 평균 0.84시간/회 가 소요되는 것으로 조사되었고, 선박의 규모에 따라 차이는 있지만 1회 운항 시 약 32 L의 연료를 사용하는 것으로 분석되었다. 강이나 호수 등을 건너는 목적으로 사용되는 도선의 경우, 월 평균 163회를 운항하며, 평균 0.72시간/회 로 운항하고, 약 41 L/회의 연료를 사용하는 것으로 조사되었다.
• 3) 내수면 유⋅도선은 운항하는 지역이나 선착장별로 운항패턴이나 활동도가 매우 상이한 것으로 나타났고, 이는 유⋅도선 이용객의 유무에 따라 정기적 또는 비정기적 운항특성을 보였다. 이용객이 많은 남이섬 선착장의 도선은 1회 운항 시 약 12~15분 정도가 소요되지만, 월 평균 395회 정도 운항하는 것으로 조사되었으며, 비교적 이용객이 적은 지역에서 운항하는 유선의 경우에는 소요시간이 1시간 이상이지만, 월 평균 운항횟수가 12~50회로 조사되었다.
• 4) 운항목적이나 지역에 따라 1회 운항 시 소비되는 연료사용량은 많은 차이를 보이고 있었으며, 이는 해당지역에서의 운항소요시간뿐만 아니라, 유⋅도선 규모(톤급)나 엔진부하율과도 밀접한 상관관계를 보이는 것으로 분석되었다. 청령포와 임진강 선착장의 경우, 4~6 톤급 유⋅도선이 30 %의 엔진부하로 20분 미만을 운항하고 있어, 연료사용량이 평균 5.6 L로 분석되었고, 파로호와 충주댐에서 운항하는 유⋅도선은 20~300톤급으로 50 % 이상의 엔진부하로 1시간 이상 운항하기 때문에 연료사용량이 평균 87.5 L로 높게 분석되었다.
• 5) 운항패턴 및 활동도 조사 결과를 토대로 지역별, 선착장별 온실가스 배출량을 산출하였으며, 현재 충주호 등 유⋅도선 운항척수 및 활동량이 가장 많은 충북지역의 배출비중이 40.3 %로 가장 높게 분석되었고, 선착장별 배출비중은 충주댐 선착장과 한강 여의도 선착장이 가장 높은 것으로 분석되었다.

선행 연구가 전무한 국내 내수면 유⋅도선 현황 및 운항패턴, 활동도 등을 조사한 본 연구를 통해 선박의 규모 뿐만 아니라, 지역이나 선착장별 운항특성이 매우 상이한 것을 확인할 수 있었다는 점에서 의미가 있다고 볼 수 있다. 향후 유선이나 도선의 규모나 실제 운항패턴 및 엔진부하특성 등 기술적인 수준이 고려된 온실가스 배출 자료 개선을 위해서는 지속적인 조사가 필요하고, 이와 같은 연구 결과가 지자체 기후변화 대응 수립에 유용하게 활용되길 기대한다.

Acknowledgments

본 연구는 국립환경과학원 교통환경연구소의 오토-오일 사업 “국내 연근해 선박에 의한 대기오염물질 및 온실가스 배출계수 개발과 배출량 산정 연구(Ⅱ)”와 교통안전공단 “연안해운 부문 온실가스 배출량 조사”의 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

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