IMO 2020 황산화물 규제에 대한 대응방안의 비용·편익분석을 통한 경제성 연구

Abstract

Since 1 January 2020, the International Maritime Organization (IMO) has implemented IMO 2020, a regulation that drastically strengthens the standards for sulfur content in fuel oil from ships sailing all over the world from 3.5% to 0.5%. As of January 2015, regulations have been implemented in the Baltic Sea, North Sea, North America (US and Canada), and the United States Caribbean Emission Control Areas (ECA) to reduce the sulfur content in ships' fuel oil from 1% to 0.1%. Based on the 「Special Act on the Improvement of Air Quality in Port Areas, etc.」by the Korean government, the waters near five major ports such as Busan, Incheon, Yeosu, Gwangyang, Ulsan, Pyeongtaek, and Dangjin were designated as sulfur oxides emission control areas (ECA). In connection with this, from September 1, 2020, these ports should be reduced to less than 0.1%, which is the standard for sulfur content in fuel oil required by the World Maritime Organization (IMO). Since the environmental regulations of the World Maritime Organization (IMO) that were previously implemented essentially required physical changes such as ship modification and equipment installation, it was impossible to apply such environmental regulations to existing ships. Therefore, in order to replace or modify the existing ship with a new ship, the application or scope of regulations has been expanded in a stepwise and gradual manner. However, the feature of the IMO 2020 sulfur oxides regulation is that it applies not only to new ships, but also to all ships in operation, without exception. In order to satisfy the IMO 2020 regulations, there are methods other than the physical modification or change of ships that have been conventionally performed so far. Shipping companies can do so without physical changes of ships to meet the regulations. The countermeasures that satisfy the IMO 2020 regulations can be divided into a method of converting to low-sulfur oil and using a conventional scrubber, an exhaust gas desulfurization device that can use the original sulfur oil as it is, and a method of using other alternative fuels such as LNG. Although other alternative fuels such as LNG are economical options to respond to the IMO 2020 sulfur oxides regulations that can only be secured when a new ship is built, most shipping companies are considering the installation of a scrubber as a realistic countermeasure. The most important factor for the shipping company is to decide the most economical option in response to IMO 2020. Therefore, the shipping company has two options. One is to install the scrubber and the other is to use low-sulfur oil. It is necessary to decide the countermeasure to maximize the shipping company's economic efficiency by considering various factors such as the size, type of ship, operation pattern, and contract type. Amid the reluctance of oil refinery companies to produce reliably and supply low-sulfur fuel oil that is suitable for regulation, the prediction of the spread between low sulphur fuel oil and high sulphur fuel oil of various professional organizations was an important key for shipping companies to decide the direction to respond before 2020. However, there are many differences between the forecast of the spread at the beginning of the announcement of the IMO 2020 regulation and the current spread of the current stage of implementation as of 2020, due to the supply and demand conditions of low sulfur fuel oil, the drop in oil prices, and the global economic contraction due to COVID 19. Prior to IMO 2020, the spread of low-sulfur oil sold from July 2019 reached a high of $ 353 per ton and remained at around $ 60 as of May 2020, making regulatory response more cautious. This study is to confirm the lowest spread that can satisfy the regulations and secure economic efficiency under the fluctuations in oil prices that are rapidly changing due to external factors, unlike the previous studies that refer to the recoverable spread as soon as possible. This study analyzed the economic benefits between scrubber installation and usage of low-sulfur fuel oil through a mathematical modeling method using cost-benefit analysis. It is meaningful in that it can easily check the economic feasibility of an investment vessel even if the situation changes due to various external factors in the future.

국제해사기구(IMO)는 2020년 1월 1일부터 전 세계 모든 해역을 항행하는 선박의 연료유내 황 함유량 기준을 현행 3.5%이하에서 0.5%이하로 대폭 강화하는 규제, IMO 2020을 시행하였다. 발틱해 지역, 북해 지역, 북미 지역(미국 및 캐나다) 및 미국 카리브 지역의 배출규제해역(ECA)에서는 이미 2015년 1월부터 선박의 연료유내 황 함유량을 1%이하에서 0.1%이하로 감소시키는 규정이 발효되어 시행되어 왔다. 우리 정부도 2019년 4월에 제정된 「항만지역 등 대기질 개선에 관한 특별법」에 근거하여 부산, 인천, 평택·당진, 여수·광양, 울산 등 5대 대형항만 인근 해역을 황산화물 배출규제해역(ECA)으로 지정 고시를 하여 2020년 9월 1일부터 세계해사기구(IMO)가 요구하는 연료유내 황 함유량 기준인 0.1% 이하로 줄여야 한다. 과거 시행된 세계해사기구(IMO)의 환경규제들은 필수적으로 선박의 개조, 장비의 장착 등 물리적 변화를 요구하였기 때문에 그러한 환경규제들을 전격적으로 기존 운항선에 적용하는 것은 불가능하였다. 따라서 기존선을 신조선으로 대체 또는 개조를 위하여 규제의 적용 또는 범위를 단계적이고 점진적인 방식으로 확대하여 왔다. 그러나 금번 IMO 2020 황산화물 규제의 특징은 신조선 뿐 만이 아니라 기존 운항하고 있는 모든 선박을 대상으로 예외없이 전격적으로 적용하는 것이다. IMO 2020 규제를 만족하기 위한 방법이 지금까지의 통상적으로 해왔던 선박의 물리적 개조 또는 변화 이외의 방법도 존재하므로, 해운선사들은 규제를 충족하기 위하여 선박의 물리적인 변화를 하지 않아도 규제에 대응이 가능하다. IMO 2020 황산화물 배출규제에 대한 대응방안은 규제를 만족하는 저유황유로 전환하여 사용하는 방안, 기존의 고유황유를 그대로 사용가능한 배기가스 탈황 장치인 스크러버를 설치하는 방안 및 LNG 등 다른 대안 연료를 사용하는 세 가지 대응방안으로 구분할 수 있다. IMO 2020 황산화물 규제에 대응해야 하는 대부분의 선사들은 LNG 등 다른 대안 연료를 사용하는 방식은 신조선을 건조할 경우에만 경제성이 확보 가능한 대안이므로, 현존선을 대상으로 한 선택지에서는 배기가스 탈황장치인 스크러버의 설치와 저유황유 사용만이 현실적인 대응방안으로 고려되고 있다. 해운선사가 IMO 2020 대응방안을 결정함에 있어서 가장 중요한 요인은 어느 선택지가 가장 경제적인가 하는 것이다. 따라서 해운선사는 스크러버 설치와 저유황유 사용 두 가지 선택지를 두고 보유 선박의 규모, 선종, 운항 패턴 그리고 계약 형태 등의 다양한 요인들을 감안하여 해운선사의 경제성을 극대화 하는 대응방안을 정해야 하는 상황이다. 규제에 적합한 저유황유를 안정적으로 생산·공급해야할 정유회사의 투자 주저 속에서 2020년에 전개될 스프레드에 대한 다양한 전문 기관들의 예측은 해운선사들이 대응방향을 정함에 있어하는 중요한 방향 제시 역할을 하였다. 그러나 IMO 2020 규제 발표 초기의 스프레드 전망치와 2020년 규제가 이미 시행단계에 진입한 현 시점의 스프레드는 저유황유 수급상황, COVID 19 등으로 인한 세계경기위축과 유가하락 등으로 많은 괴리가 생겼다. IMO 2020을 앞두고 2019년 7월부터 판매된 저유황유의 스프레드는 톤당 353불을 최고치로 한 후 2020년 5월 현재 60불대에 머물러 있기 때문에 규제 대응방향이 더욱 신중해졌다. 본 연구는 기존의 선행연구들이 IMO 2020 규제대응을 위하여 다양한 예측기관들의 큰 폭의 스프레드 전망을 기반으로 가장 빨리 투자금의 회수 가능한 기간을 고찰한 것과 달리, 2020년 이후 외부 요인들로 인하여 급변하고 있는 유가의 변동 하에서 IMO 2020이라는 규제를 만족하면서, 경제성을 확보가능한지와 만약 확보 가능하다면 해당하는 스프레드가 어느 정도의 값인지를 확인코자 하였다. 이를 위하여 본 연구는 비용·편익분석을 이용하여 수학적 모델링 방법으로 스크러버 설치와 저유황유 전환 사용에 대한 경제성을 분석하였고 향후 다양한 외부 요인들로 인하여 상황이 변하더라도 스크러버 투자 선박의 경제성을 신속하게 확인할 수 있는 모형을 구축하였다는 점에서 의미가 있다고 하겠다.