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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.31 No.5 pp.665-672
DOI : https://doi.org/10.7837/kosomes.2025.31.5.665

Study on the Economic Feasibility of Autonomous Ships through Scenario Analysis

Suna Kim*, Yong-John Shin**, Hyung-Sik Nam***†
*Master’s degree, Division of Shipping Management, National Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea
**Professor, Division of Shipping Management, National Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea
***Professor, Department of Logistics System Engineering, National Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea

* First Author : lego3928@kmou.ac.kr, 051-410-4475


† Corresponding Author : hsnam@kmou.ac.kr, 051-410-4336
September 3, 2025 October 24, 2025 October 28, 2025

Abstract


The shipping industry is currently facing structural challenges, including the tightening of environmental regulations and a shortage of skilled labor. In response, autonomous ships are gaining attention as a technologically advanced and environmentally sustainable alternative. This study evaluates the economic feasibility of LNG-fueled autonomous vessels—specifically liquified natural gas(LNG) carriers, container ships, and bulk carriers—by analyzing capital expenditures(CAPEX) and operating expenditures(OPEX). A scenario-based economic analysis methodology was applied to quantitatively assess the impact of adopting autonomous navigation systems. The results indicate that integrating autonomous technologies with LNG propulsion can enhance both economic viability and environmental sustainability. Among the vessel types analyzed, container ships exhibited the highest level of economic feasibility. Future research should focus on accumulating empirical data from autonomous ship operations and analyzing the feasibility of next-generation alternative fuels. This study aims to provide a foundational reference for developing long-term investment strategies in the shipping industry.


Autonomous ships , Scenario-based economic feasibility analysis , LNG-fueled vessels , CAPEX , OPEX

시나리오분석을 통한 자율운항선박의 경제성 분석에 관한 연구

김선아*, 신용존**, 남형식***†
*국립한국해양대학교 해운경영 석사
**국립한국해양대학교 해운경영학부 교수
***국립한국해양대학교 물류시스템공학과 교수

초록


현재 해운업계는 환경 규제 강화와 인력 부족이라는 구조적 도전에 직면하고 있으며, 자율운항선박은 이에 대응할 수 있는 기 술적·친환경적 대안으로 주목받고 있다. 본 연구는 LNG 연료를 사용하는 자율운항 LNG운반선, 컨테이너선, 벌크선을 대상으로 초기투자 비용(CAPEX)과 유지관리비용(OPEX)을 분석하고, 시나리오 기반의 경제성 분석을 통해 자율운항 시스템 도입 효과를 정량적으로 검토하 였다. 분석 결과, 자율운항 기술과 LNG 연료의 결합은 경제성과 환경 지속 가능성을 동시에 확보할 수 있으며, 특히 컨테이너선이 가장 높은 경제성을 보이는 것으로 나타났다. 향후 연구에서는 자율운항선박의 실증 데이터 축적과 차세대 친환경 연료를 적용한 경제성 분석 이 필요하다. 본 연구는 해운업계에서 장기 투자전략 수립을 위한 기초자료를 제공하는 데 목적이 있다.


자율운항선박 , 시나리오 기반의 경제성 평가 , LNG추진 선박 , 초기투자비용(CAPEX) , 유지관리비용(OPEX)

    1. 서 론

    자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ships. MASS)은 현행 협약 적용에 관한 식별작업에 한정하여 표면을 운항하 는 선박을 대상으로 인간과의 상호작용 없이 다양한 자동화 단계를 가지고 독립적으로 운영될 수 있는 선박이다(IMO, 2018). 또한 자율운항시스템을 갖추고 사람의 조작 없이 독 립적으로 운용되는 선박을 말한다(Kim, 2019). 이러한 자율 운항선박은 운항 효율성, 인명 안전, 친환경성 측면에서 주 목받으며 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 해운선사의 비용 구조와 수익성에 미치는 영향 또한 분석되고 있다. Park et al.(2018)은 연료비와 인건비 절감, 초기 도입비용 증 가 등을 고려한 시나리오 기반 연구를 통해 장기적으로 자 율운항선박이 비용 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있음을 제시하였다.

    자율운항 기술은 육상의 자율주행 기술과 유사하지만, 해 상 특성에 따라 위성통신, 스마트 항만, 인공지능 기술의 복 합적 적용이 요구된다. 자율운항선박 시장은 꾸준히 성장할 것으로 전망되며(Straits Research, 2024), 유럽과 대한민국은 관련 기술 개발 및 상용화에 적극 투자하고 있다.

    한편, 국제적인 환경 규제 강화로 LNG 연료 추진 선박의 건조가 꾸준히 증가하고 있으며, 다수의 선사가 이를 도입 해 운영하는 추세가 이어지고 있다. 실제로 LNG 연료 추진 선박은 2023년 기준 472척에서 2028년에는 1,058척으로 약 124% 증가할 것으로 예상된다(Choi, 2024). 이에 더해 대한민 국 정부는 LNG 연료 추진 선박 건조 비용의 최대 30%까지 지원하는 정책을 시행하고 있어 선박 건조에 유리한 환경이 조성되고 있다(Ministry of Oceans and Fisheries, 2024).

    이러한 흐름 속에서 LNG 연료 추진 기술과 자율운항 기 술이 접목된 선박의 등장이 가시화되고 있다. 특히, 두 기술 은 경제성과 환경성을 동시에 제고할 수 있다(IMO, 2023). LNG 연료 추진 선박의 경제성 분석에 관한 연구는 선체 및 엔진의 투자비, 연료비, 환경 부담금 저감 등을 중심으로 다 수 진행되어 왔다(Karatuğ et al., 2023;International Maritime Organization, 2020).

    Mba(2024)는 LNG 추진 시스템, 스크러버 등 친환경 기술 은 막대한 초기 투자 비용이 들지만 연료비 절감, 규제 준 수, 친환경 이미지 확보 등을 통해 장기적으로 경제성을 확 보할 수 있다고 보았다. 공기윤활시스템(Air Lubrication System, ALS)과 풍력 보조 추진 기술은 연료 소비와 비용을 절감하며 재무적 안정성을 높이는 데 기여한다. 또한 AI와 IoT 기반 자동화 기술은 인건비 절감, 작업 효율 향상, 예측 유지보수를 통해 해운 운영의 신뢰성과 안전성을 강화한다 고 강조하였다.

    Skåre(2025)는 Fuel EU Maritime 규제 대응을 위한 세 가지 전략을 제시하였다. 중유(MGO)를 계속 사용할 경우 벌금으 로 인해 높은 비용이 발생하지만, LNG와 바이오-LNG 혼합 연료 사용은 가장 비용 효율적인 대안으로 분석되었다. 또 한, 풍력 보조 추진 기술을 적용하면 연료 소비와 배출을 줄 여 생애주기 비용 절감에 기여할 수 있다. 또한 Skåre(2025) 는 단순한 연료 전환을 넘어, 선대 구성과 규제 흐름을 고려 한 종합적 전략 수립이 필요하다고 강조했다. 그러나 자율 운항 기술이 결합된 LNG 연료 추진 선박의 경제성과 운항 경쟁력에 대한 실증적 분석은, 자율운항 시스템의 구축 비 용, 유지관리비, 업그레이드 비용 등 복합적인 요소를 반영 한 정량적 경제성 분석의 수는 제한적이다.

    기존의 연구에서 Hong(2014)는 LCC(Life Cycle Cost) 기법 을 활용하여 LNG 연료 추진 선박의 경제성을 평가하였으나, 자율운항 기술의 도입으로 인한 비용 구조의 변화나 운용상 의 특수성을 반영하지 않았다. 또한, 자율운항 시스템 비용 의 변동 가능성을 고려한 시나리오 기반 분석 역시 포함되 어 있지 않아, 기술 상용화에 따른 경제적 지속가능성을 평 가하기에는 한계가 존재한다.

    이에 본 연구는 자율운항 기술이 결합된 LNG 연료 추진 선박을 대상으로, LCC 분석 기법을 기반으로 한 경제성 평 가와 시나리오 기반 접근을 통해 자율운항 시스템의 비용 변동성을 반영하고, 경제성 확보 시점을 제안함으로써, 자율 운항 기술 도입의 실효성과 정책적 타당성을 검토하고자 한 다. 2장에서는 생애주기비용(Life Cycle Cost, 이하 LCC) 분석 의 이론적 배경을 바탕으로, 자율운항선박의 경제성 평가에 필요한 선박별 비용 구조와 비용의 현재가치(Present Value) 산정 방식을 제시하며, 경제성 분석을 위한 주요 변수들을 도출한다. 제3장에서는 자율운항 시스템의 초기 도입비용을 기준 시점 대비 10배에서 30배까지 변화시키는 시나리오를 설정하고, 이에 따라 LNG 연료 추진 자율운항선박의 초기 초기투자비용(CAPEX)과 운용비용(OPEX)을 산출하였다. 또 한, 자율운항 시스템이 보험료 및 수리유지비 등 유지관리 비용에 미치는 영향을 반영하여, 시스템 비용의 변동에 따 른 경제성 도달 연수를 도출하고 시나리오별 비교·분석을 수행하였다.

    이와 같은 접근은 LNG 연료 추진 자율운항 기술의 적용이 단순한 기술적 혁신을 넘어, 선박 운항의 경제성이 수치 분 석을 통해 확인되었다. 본 연구의 분석틀은 향후 관련 연구 및 산업계 응용에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

    2. 이론적 배경

    2.1 LCC 비용 분석

    비용 추정을 위한 생애주기비용(Life Cycle Cost, 이하 LCC) 분석은 초기 비용, 유지보수 비용 등 다양한 비용 요소 와 기술 수명 등을 포괄적으로 고려할 수 있는 기법으로 활 용되어 왔다(Montalto et al., 2007).

    Hong(2014)은 LCC 분석을 사용하여 LNG 연료 추진 선박 에 대한 경제성을 평가하였으며, 해당 연구에서는 선박의 경제성 분석을 위하여 계약 단계(Constract), 설계 단계 (Design), 건조 단계(Construct), 인도 단계(Ship delivery), 운영 단계(Running), 해체 단계(Scrub)로 단계를 정리했다. 그러나 해당 연구는 자율운항 기술의 도입에 따른 비용 구조 변화 나 기술 수준별 경제성 차이를 고려하지 않았다.

    본 연구는 이러한 한계를 보완하고자, 자율운항 기술이 결합된 LNG 연료 추진 선박을 대상으로 시나리오 기반 경 제성 분석을 LCC 기법과 통합하여 적용하였다. 기존 연구들 이 선박의 전체 생애주기 동안의 총비용만을 기반으로 경제 성을 평가하거나, 자율운항 기술의 도입 여부에 따른 비용 구조를 단편적으로 비교하는 데 그친 반면, 본 연구는 자율 운항 시스템의 도입 유무 및 기술 수준의 차이에 따른 초기 투자비용의 변화를 반영하고, 다양한 시나리오 하에서 경제 성 확보 가능성을 입체적으로 분석하였다.

    본 연구에서는 선박의 생애주기 중 계약, 설계, 건조, 운영 단계를 분석 대상으로 하며, 인도 및 해체 단계의 비용은 모 든 선박이 동일하다고 가정하고 계산에 적용하지 않았다. 분석에 포함되는 비용은 초기투자비용, 유지관리비용, 수리 비용, 교체비용으로 구성되며, 이에 따른 LCC는 다음과 같 은 식(1)으로 표현할 수 있다.

    L C C : S u m m a t i o n   o f   T o t a l   C o s t s   d u r i n g   L C = ∑ T o t a l   C o s t s   d u r i n g   L C = I n i t i a l   C o n s t r u c t i o n   C o s t + O p e r a t i o n a l   C o s t   + M a i n t e n a n c e   C o s t + R e p l a c e m e n t   C o s t
    (1)

    LCC 분석은 선박의 내용 연수(Service Life) 동안 발생하는 모든 현금 가치를 파악 후 경제성을 평가하여 투자 대안에 대한 의사결정에 활용할 수 있는 분석 기법이다. 내용 연수 는 고정자산의 이용 가능 연수로, 견적 된 기능 연수를 나타 낸다. 따라서 대상의 수명을 얼마 동안으로 산정할 것인가 에 대한 가정이다.

    본 연구에서는 선박의 내용 연수는 25년으로 설정한다. 해운산업에서 일반적으로 인정되는 선박의 물리적·경제적· 기능적 공용수명이 25~30년임을 고려하고, 최근 환경 규제 강화와 선박 해체 시장의 성장으로 실제 해체 시점이 앞당 겨지는 추세를 반영하였다(BCC Research, 2024). 이는 강화되 는 규제 환경에서 LCC 분석의 현실성과 보수성을 확보하기 위함이다. 또한 본 연구에서는 내용 연수, 물가상승률, 할인 율을 설정하고 이를 바탕으로 미래 비용을 현재가치로 환산 하여 경제성을 평가하였다.

    LCC 분석을 사용한 경제성 평가 절차는 다음과 같다. 우 선 분석 목표와 분석 범위를 설정하고, 분석기간과 물가상 승률, 할인율의 가정 및 변수를 설정한다. 이후 선박의 설계 및 건조 비용, 수리·교체비용, 유지관리비용의 등의 비용의 데이터를 수집하여 산정하고, 이를 바탕으로 대안별 LCC를 산정하여 경제성을 평가한다.

    2.1.2 비용의 현재가치 분석

    LCC 분석은 생애주기 동안 발생하는 주요 비용을 항목별 로 선정하고, 이를 화폐 가치로 평가하는 절차를 포함한다. 미래의 경제성을 평가하기 위해 할인율을 사용하여 현재의 가치로 변환시키는 현재가치법이 적용된다.

    비용의현재가치 P V = ∑ t = 1 n 일반선박   O P E X t − 자율운항선박   O P E X t 1 + r t − C 0
    (2)

    • Co = 자율운항선박CAPEX -일반선박CAPEX

    • n = 내용연수기간

    • r = 실질할인율

    본 연구에서는 현재가치법으로 실질 할인율(Real Discount Rate)을 적용하였으며, 선박의 내용 연수 동안 발생하는 모 든 미래 비용의 현재가치를 합산하였다. 다만, LCC는 비용 중심의 분석 방법으로 수익성은 고려하지 않았다. 실질 할 인율은 물가상승률을 고려하여 미래 화폐의 구매력을 반영 한 할인율로, 명목 할인율(Nominal Discount Rate)에서 물가상 승률(인플레이션)을 제거한 값으로 표현된다. 실질 할인율은 시간에 따른 화폐 가치 변동을 정확하게 평가하는 데 사용 되며, 투자나 자산 평가에서 실제 수익률을 나타낸다.

    본 연구에서는 자율운항선박의 투자 특성과 위험 수준을 감안해 명목 할인율을 12%로 설정하였다. 이는 해운기업 (HMM)의 WACC(가중평균자본비용)가 약 7%(Shinyoung Securities, 2022), 자율주행 자동차 기업(Tesla)의 WACC가 약 14%(GuruFocus, 2024)로 제시된 점을 고려하여 산정한 값이 다. 이후 Fisher(1930)의 방정식을 적용하여 장기 물가상승률 3%를 제거함으로써 물가 상승에 따른 구매력 변화를 반영 한 실질 할인율을 산출하였다. 따라서 본 연구의 LCC 분석 에는 실질 할인율은 8.74%로 설정한다.

    자율운항체계 도입으로 해기사의 직무와 요구 역량이 변 화할 것으로 예상되며(Heo and Shin, 2023), 이에 따라 원격 운항자의 개념을 적용하면 선원 수는 기존보다 줄어들 것으 로 보인다. 또한, 선박에 위험 발생 시 보험료가 대폭 상승 하며(Anastasiadis, 2012) 마찬가지로 리스크가 있는 자율운항 선박의 보험료가 증가할 것이라 예측하였다(Jeon et al., 2022).

    분석을 위하여 선박 비용을 크게 초기투자비용(CAPEX)과 유지관리비용(OPEX)으로 나누어 각각의 항목별 비용을 산 출한다. 초기투자비용에는 개발비, 건조비, 설비비가 포함되 고, 유지관리비용에는 인건비, 보험료, 수리유지비, 선용품 비, 도선비, 관제센터 운영비, 통신비, 연료비, 탄소배출비용 및 추가 운임수익 등이 포함한다.

    자율운항선박과 일반선박의 경제성 비교를 위해 두 선박 의 LCC를 산정한 후, 자율운항선박의 LCC에서 일반선박의 LCC를 차감하여 그 차이를 비교한다. 또한 초기투자비용에 서 자율운항선박과 일반선박 간의 차이를 산정하여, 해당 결과가 양수일 경우 자율운항선박이 경제성이 있는 것으로 평가한다. 이때 자율운항선박의 등급은 IMO Level 3으로 가 정한다.

    2.2 자율운항선박의 경제성 분석을 위한 선박별 비용

    LCC 분석과 현재가치법으로 자율운항선박의 초기투자비 용(CAPEX)을 구한 값은 Table 1과 같다(KASS Project, 2024). 또한 자율운항선박의 유지관리비용(OPEX)을 구한 값은 Table 2이다(Drewry, 2025;Korea Ocean Business Corporation, 2025;Korea Seafarers’ Welfare & Employment Center, 2024;Shetelig, 2013).

    2.2.1 LNG추진 LNG운반 선박 비용

    LNG추진 LNG운반 자율운항선박의 초기투자비용(CAPEX) 은 기존 선박 대비 438,244달러(약 0.18%) 더 필요하다. 이는 자율운항 시스템 도입에 따른 설비비 및 개발비 증가에 기 인한 것이나, 전체 투자비용 수준에서는 두 선박 간 뚜렷한 차이가 없다고 볼 수 있다.

    LNG추진 LNG운반 자율운항선박의 연간 유지관리비용 (OPEX)은 기존 선박 대비 10,936,236달러(약 21.3%) 감소하였 다. 가장 큰 절감 항목은 연료비로 2,968,052달러, 총 유지 관 리비의 5.78%가 감소하였다.

    2.2.2 LNG추진 컨테이너 선박 비용

    LNG추진 컨테이너 자율운항선박의 초기투자비용(CAPEX) 은 기존 선박 대비 5,754,047달러(약 2.88%) 감소하였다. 자율 운항 시스템 도입으로 개발비와 설비비가 각각 2,360,407달 러와 1,937,926달러 증가했으나, 승무원 거주구역이 제거되 면서 건조비가 10,000,000달러 절감되어 전체 CAPEX는 오히 려 낮아졌다(Kim, 2023).

    LNG추진 컨테이너 자율운항선박의 연간 유지관리비는 기존 선박 대비 29,304,923달러(약 32.45%) 감소하였다.

    가장 큰 절감 항목은 연료비로, 약 7,393,625달러(15.0%) 감 소하였으며 이는 총 운영비용 절감의 주요 원인으로 작용하 였다.

    2.2.3 LNG추진 벌크 선박 비용

    LNG 추진 벌크 자율운항선박의 CAPEX는 기존 선박보다 530,878달러(0.81%) 낮게 나타났으며, 이러한 차이는 두 선박 간 초기투자비용(CAPEX)에서 실질적인 격차가 크지 않음을 보여준다.

    LNG추진 벌크 자율운항선박의 연간 유지관리비는 기존 선박 대비 1,802,281달러(약 15.0%) 감소하였다. 가장 큰 절감 항목은 연료비로, 약 748,689달러(15.0%) 감소하였으며 이는 총 운영비용 절감의 주요 원인으로 작용하였다.

    2.3 시나리오 분석

    본 연구는 자율운항선박의 경제성을 정량적으로 분석하기 위해, 자율운항시스템 도입 비용을 중심으로 시나리오를 설 정하고 이를 비교 평가하였다. 자율운항 기술은 기술 수준과 규제 대응에 따라 개발 및 구축 비용이 달라질 수 있으며, 특 히 무인의 단계로 전환에는 인공지능, 원격제어, 위성통신, 센 서 통합 등 복합 기술의 적용이 요구된다. 이에 따라 본 연구 는 자율운항 여부와 시스템 비용 수준을 변수로 하여 세 가지 시나리오를 구성하고, 각 경우에 대한 경제성을 분석하였다.

    Table 3과 같이 시나리오 1은 현재 자율운항 시스템의 개 발 및 구축에 소요되는 비용의 10배 수준을 반영한 경우로, 제한적인 자율화 기술 적용과 비교적 단순한 시스템 통합이 이루어진 조건을 전제로 한다. 시나리오 2는 자율운항 시스 템 비용이 20배로 증가한 상황으로, 일부 원격제어 및 고급 인공지능 기능이 포함되며, 스마트 항만 및 육상 관제 시스 템과의 연동이 필요한 조건이다. 시나리오 3은 가장 고도화 된 형태로, 자율운항 시스템 비용이 현시점 기준 대비 30배 까지 증가한 상황을 가정하며, 완전 무인 운항과 관련된 모 든 기술 요소가 통합된 상태를 전제로 한다. 이는 고속 데이 터 통신, 자율 항해 판단 알고리즘, 실시간 장애 대응 체계 구축 등의 비용을 모두 포함하였다.

    각 시나리오에 대해 본 연구는 LNG 연료 추진 선박을 분 석 대상으로 설정하고, 자율운항 시스템 도입에 따른 초기 투자비용, 인건비 절감 효과, 유지보수 비용 변화 등을 변수 로 포함한 LCC분석을 수행하였다. 분석 결과는 각 항목의 연도별 현금흐름을 바탕으로 할인율을 적용한 현재가치 (Present Value)로 환산하였으며, 이를 통해 시나리오별 자율 운항 기술의 도입 시 경제성 확보 가능성과 임계점을 도출 하였다. 본 연구는 이러한 시나리오 분석을 통해 자율운항 시스템의 기술 발전 단계별 경제적 영향을 평가하고, 향후 자율운항선박의 실질적 도입 가능성과 정책적 지원 기준 수 립에 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

    3. 자율운항선 경제성 분석 결과

    3.1 선박별 시나리오 경제성 분석

    자율운항 시스템 비용을 변동시켜 경제성 여부를 평가하 였다. 현재 자율운항 시스템 비용은 약 1,500,000달러로 예측 되며, 향후 완전 무인 자율운항 시스템의 개발·적용·상용화 까지 추가적인 개발 및 규제 대응 비용이 지속적으로 증가 할 것으로 예상된다. 이에 따라 본 연구에서는 자율운항 시 스템 비용을 현시점 대비 10배에서 30배까지 증가시키는 시 나리오를 설정하여 분석 및 비교를 수행하였다.

    자율운항 시스템은 자율운항선박의 유지관리비용(OPEX) 중 보험비와 수리유지비에 영향을 끼치기 때문에 이를 반영 하여 계산한다.

    3.1.1 LNG추진 LNG운반 선박 경제성 분석

    Table 4와 같이 초기투자비용(CAPEX)은 시나리오에 따라 증가하였으나, 유지관리비용(OPEX)는 일반선박(비자율운항선 박) 대비 일정 수준 감소하여 자율운항선박의 총 비용 절감 효과가 나타났다.

    비용의 현재가치를 기준으로 볼 때, 모든 시나리오에서 자율운항 LNG운반 선박이 일반선박보다 낮은 총비용을 보 였으며, 이에 따라 자율운항 시스템의 도입은 경제적으로 타당한 것으로 판단된다. 다만, 시나리오 3에서는 절감 폭이 다소 줄어드는 양상을 보여 비용 구조 변화에 대한 민감성 은 존재하는 것으로 해석된다.

    3.1.2 LNG추진 컨테이너 선박 경제성 분석

    Table 5와 같이 초기투자비용(CAPEX)은 시나리오에 따라 증가하였으나, 유지관리비용(OPEX)은 일반선박 대비 현저히 감소하여 자율운항선박의 총 비용 절감 효과가 뚜렷하게 나 타났다.

    비용의 현재가치를 기준으로 볼 때, 모든 시나리오에서 자율운항 컨테이너선박이 일반선박보다 낮은 총비용을 유 지하였으며, 자율운항 시스템 비용이 30배로 증가한 시나리 오에서도 경제성이 확보되는 등 컨테이너선의 경우 자율운 항 기술 도입의 경제적 타당성이 가장 우수한 것으로 분석 된다.

    3.1.3 LNG추진 벌크 선박 경제성 분석

    Table 6과 같이 초기투자비용(CAPEX)은 시나리오에 따라 크게 증가하였으나, 유지관리비용(OPEX)의 절감 효과는 제 한적이었으며 시나리오가 상승함에 따라 오히려 운영비가 증가하는 양상이 나타났다.

    비용의 현재가치를 기준으로 볼 때, 모든 시나리오에서 자율운항 벌크선박이 일반선박보다 높은 총비용을 기록하 였으며, 이에 따라 자율운항 시스템의 도입은 벌크선의 경 우 경제적으로 타당하지 않은 것으로 판단된다. 특히 시스 템 비용이 크게 증가하는 시나리오 3에서는 경제성을 크게 잃는 것으로 나타났다.

    3.2 경제성 도달 비용

    3.2.1 LNG추진 LNG운반 선박 경제성

    LNG추진 LNG운반 자율운항선박은 모든 시나리오에서 경 제성이 있는 것으로 나타났으며, 선박의 수명기간인 25년간 운항하는 경우 누적 현재가치가 초기투자비용(CAPEX)을 상 쇄할 수 있다. 또한 자율운항 시스템 비용이 약 48배까지 증 가하더라도 경제성이 확보되는 것으로 나타났다(Fig. 1).

    3.2.2 LNG추진 컨테이너 선박 경제성

    LNG추진 컨테이너 자율운항선박은 모든 시나리오에서 경제성을 가진 것으로 분석되었으며, 선박의 수명기간인 25 년간 운항하는 경우 누적 현재가치가 초기투자비용(CAPEX) 을 상쇄할 수 있다. 또한 시스템 비용이 최대 131배까지 증 가할 수 있는 것으로 분석된다(Fig. 2).

    3.2.3 LNG추진 컨테이너 선박 경제성

    LNG추진 벌크 자율운항선박의 경우, 시스템 비용이 9.3배 를 초과할 경우 경제성을 잃는 것으로 분석되었다. 시나리 오 1은 현재 경제성이 부족하지만, 실질 할인율이 9.29% 이 하로 하락 할 경우 경제성을 확보할 수 있는 것으로 나타났 다. 반면, 시나리오 2와 3에서는 경제성이 부족한 것으로 판 단된다(Fig. 3).

    4. 결 론

    많은 나라에서 자율운항선박에 관하여 연구하고 개발하 고 있으며 자율운항선박의 영역은 더욱 확대될 것이다. 또 한 IMO은 현재 환경 규제를 시행하고 있으며 향후 더욱 강 화되는 환경규제를 준수하기 위해 기존의 연료보다는 LNG 를 연료로 하는 선박의 수요 또한 증가할 것으로 전망된다.

    본 연구는 LNG 연료 추진 자율운항선박의 경제성을 LCC 기법을 활용하여 평가하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 미래 비용을 현재가치로 환산하고, 일반선박과의 경제성을 비교하였다. 비교 분석을 위해 본 연구에서는 IMO Level 3의 자율운항선박의 내용 연수를 25년으로 기준으로 하여 분석 기간, 물가 상승률, 할인율을 가정하였으며, 초기투자비용 (CAPEX)과 유지관리비용(OPEX)을 산정하였다. 이후, 자율운 항 시스템 비용의 변동을 시나리오별로 구분하여 해당 비용 을 계산하고, 이를 바탕으로 경제성을 평가하였다.

    분석 결과로는 LNG추진 LNG운반 자율운항선박, LNG추진 컨테이너 자율운항선박, LNG추진 벌크 자율운항선박 모두 경 제성이 있는 것으로 나타났다. 또한 시나리오 분석 결과, 컨 테이너 자율운항선박이 가장 높은 경제성을 보였다. 시스템 비용이 최대 131배까지 증가해도 경제성을 유지하였다. LNG 운반 자율운항선박 역시 모든 시나리오에서 경제성이 확보되 었으나, 시스템 비용이 약 49배를 초과하면 경제성을 잃었다. 벌크 자율운항선박은 자율운항 시스템 비용이 10배 수준에서 는 경제성이 부족했지만, 명목 할인율이 9.29% 이하로 낮아질 경우 경제성을 확보할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

    그러나 현재 자율운항선박의 운항을 통해 수집된 데이터 는 한정적이며 특히 가치를 산출할 수 있는 정보 접근에 대 한 제한이 있었다. 또한 자율운항선박의 가격은 구매자의 목적과 요구에 따라 세부적인 부분이 반영되어야 하는 점에 서 많은 기업들이 가격을 비공개로 하는점은 연구에서 한계 점으로 작용하였다.

    향후 연구에서는 LCA(Life Cycle Assessment)분석 기법을 활 용하여 환경 지속 가능성 평가와 동시에 현금 흐름을 파악하 여 경제성을 보다 정교하게 분석하여 투자 결정에 도움이 되 어야 할 것이다. 아울러 암모니아, 메탄올 등 차세대 친환경 연료와의 비교 분석을 통해 LNG 연료 추진 자율운항선박의 상대적 경쟁력을 평가하고, 실증 데이터 확보 및 국제 공동 연구 참여를 통해 보다 신뢰성 있는 비용·수익 모델을 구축 할 필요가 있다. 이러한 후속 연구와 정책·산업적 지원이 병 행된다면, LNG 연료 추진 자율운항선박은 해운산업의 지속 가능한 성장과 국가 해운 경쟁력을 키울 수 있을 것이다.

    Figure

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    Economic Feasibility of LNG-Fueled Autonomous LNG Carriers.

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    Economic Feasibility of LNG-Fueled Autonomous Container Ship.

    KOSOMES-31-5-665_F3.jpg

    Economic Feasibility of LNG-Fueled Autonomous Bulk Carriers.

    Table

    CAPEX of LNG-Fueled Autonomous Ships

    (Unit: USD)

    OPEX of LNG-Fueled Autonomous Ship

    (Unit: USD)

    Autonomous Navigation System Costs by Scenario

    (Unit: thousand USD)

    Cost-Benefit Analysis of LNG-Fueled Autonomous LNG Carrier

    (Unit: thousand USD)

    Cost-Benefit Analysis of LNG-Fueled Autonomous Container Ship

    (Unit: thousand USD)

    Cost-Benefit Analysis of LNG-Fueled Autonomous Bulk Carrier

    (Unit: thousand USD)

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