인간의 개입 없이 디지털 정보통신 기술만으로 운항되는 무인(無人) 자율운항 화물 선박과 항구 물류 체제가 곧 현실화될 것이라고 세계적인 과학 전문 저널인 네이처(Nature) 지가 최근 2023년 2월 27일 자(총권 651호, 30~33쪽) 논평했다.

작년인 2022년 1월, 일본산 카 페리선(船) ‘소레이유(Soleil)’가 세계 최초로 인간 항해 조종사 없이 바다에 운행된 첫 완전 무인 선박으로 기록되며 해양항만업계의 주목을 받았다.

선박 길이 220m의 대형 연락선인 소레이유는 시험 항해에서 인간 항해사도 항해가 난해하기로 잘 알려진 일본 남부 이요나다 해~규슈 섬 최북단 신모지항 간 약 240km 거리를 사고 없이 안전하게 무인 원격 항해를 마쳤다.

 

온실가스 배출 감축 목표 달성과 청정 원료 이행 전략의 일환

무인 자율운항선박 기술은 실무 응용은 이제 갓 막을 올렸다.

자율주행 자동차 업계의 경우와 마찬가지로 인공지능(AI) 주행 시스템과 첨단 센서 기술의 응용으로 완전 무인 자율 정박, 회전, 전후진, 해상 장애물 충돌 방지 등 조종 기술은 가파른 진보를 거듭하고 있다.

항만해운업계는 자율주행 자동차 업계와 더불어서 청정 연료와 친환경 엔진으로의  전환 및 온실가스 배출량 감축과 환경적 피해 최소화에 기여해야 하는 산업 분야다.

매년 전 세계 무역량의 80%(총 물자 운반량 약 110억 톤)가 해상로를 통해서 운반된다(자료: ‘해상운송리뷰(Review of Maritime Transport)’, UNCTAD, 2022년). 2018년 기준, 전 세계 총 이산화탄소 배출량의 3%가량(약 10억 톤)이 해상항만산업에서 발생됐다. 오는 2050년까지 배출량을 그의 절반으로 감축한다는 것이 국제해사기구(IMO)의 목표다.

숙련된 인간 항해사 인력 부족에 대비한 해결책

해상 선박 항기사와 선원 생활은 가장 고되고 위험한 직업중 하나로 꼽히고 있는 만큼 해기사 부족 현상은 늘 문제점으로 지적돼왔다.

특히 지난 약 3년에 걸친 코로나19 조치 이후 세계 주요 무역항의 선박 교통체증과 물자 물류의 비효율화에 따른 해상선박업계의 고질적 지연, 비용 상승 및 이율 손실, 사고 빈발 사태는 해양운송기업들이 무인 자율운항 선박과 스마트 항해조종 시스템을 도입을 앞당기게된 요인이 됐다.

실제로 전 세계 선박 엔지니어와 해양전문가들은 길이 10m 이내의 소형 자율항해선박의 운항 실험을 실시 중에 있고, 향후 2년 내로 대규모 상업 용도의 해상 자율운항 물자운반용 선박 투입과 운행이 현실화될 것이라 예견한다.

 

예컨대, 노르웨이의 컨테이너 운반 선박 제조업체인 야라(Yara International)가 2022년 4월에 공개한 ‘야라 비르켈란트(Yara Birkeland)’ 선은 길이 80m 규모의 세계 최초 100% 전기 구동 이산화탄소 배출 제로 친환경 운송선박으로 현재 자율주행 시험 막바지 단계에 있다.

중국이 개발한 전기 구동식 자율주행 카고 선박인 ‘즈페이(智飞)’ 호도 비슷한 시기인 2022년 4월 시험 운영에 들어가 중국 산둥성의 항구 구간들 간 원거리 조종 항해 테스트를 거치고 있다.

유럽의 항만업계는 향후 10년 안으로 여러 국가의 다양한 선박 제조업체들이 생산한 자율항해선박끼리 상호 교신할 수 있도록 돕는 생태계 구축을 서두르고 있다.

 

예컨대, EU와 네덜란드 로테르담 해사기술재단이 공동으로 실시 중인 ‘베셀트레인(Vessel Train)’ 파일럿 프로젝트는 스마트 자율조정 시스템을 장착한 소형 화물선들을 수심이 낮고 좁은 유럽 무역항에 충돌없이 출입할 수 있도록 돕는 원격 항만교통 관제 시스템 구축에 한창이다.

무인 자율운항선박 시대를 앞당기려면 현재 해상을 항해하는 150여 국가 소속의 약 5만여 메가급 상업용 무역 선박들이 하루 빨리 스마트 자율운항 시스템 구축에 동참해야 한다.

하이테크 컨테이너의 조선가는 비싸다. 화물 컨테이너 2만 대를 적재할 수 있는 초대형  카고 선박의 경우, 대당 신조선 가격은 미화 20억 달러 가량하며, 최근 일본의 조선업계가 발주한 그 보다 더 큰 규모 ‘울트라급’ 액상천연가스 운반선의 신조선 가격은 26억 달러에 이른다.

또, 레이더 시스템, 위성 장치, GPS 지구 위치파악항법 장치, 카메라, 센서, 이미지 인식, 데이터 분석 시스템, 머신러닝 알고리즘 등 다방면 디지털 스마트 테크를 결합해 광범위한 해상항해 생태계를 구축하는 작업도 힘겨운 기술적 과제로 지적된다.

네이처 지는 스마트 자율운항선박 기술이 풀어야 할 핵심 과제를 다음과 같은 6가지로 요약한다. 

1) 안전한 AI 자율운항 시스템과 IMO 표준에 따른 국제해상규제 가이드라인 확립, 2) 인간 원격 항해사의 역할 재정의, 3) 안전한 항해력과 사이버 보안 대비책, 4) 자율운항선박과 효율적으로 교신할 수 있는 스마트 항구 시스템 동반 구축, 5) UN해양법협약의 자율항해선박 관련 국제 법률 프레임워크 책정 및 재고, 6) 자율항해선박 운영 사례 수집을 위한 투자와 연구 추진이 시급하다.