2019년 6월호
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선박에 의한 환경오염, 어떻게 해결되고 있는가?
김병수 부산대학교 조선해양공학과 교수
2019-05-31 16:06:41

최근 미세먼지 폭탄에 공기청정기 수요 폭발이라는 기사가 일간지에 게재되었다(매일경제 2019.3.13). 미세먼지로 우리나라 전체가 떠들썩하다. 미세먼지는 공기 중에 떠다니는 10미크론 이하인 입자(PM10이하)를 말하며 사람의 호흡기에 악영향을 끼치고 폐암을 일으키는 원인이 되는 발암물질이다. 발생 원인을 놓고 중국인지, 한국인지 논란이 되고 있다.

 

항구 도시인 부산의 경우 미세먼지의 발생원인은 참 특이하다. 부산시 전체 미세먼지(PM10) 발생의 61.5%가 선박에서 배출된다고 한다. 부산과학기술기획평가원이 발표한(2018.4) ()미세먼지 현황과 부산의 미래대응전략에서 밝힌 내용이다. 해운산업신문은 부산항에서 선박이 연간 49800여 차례 드나드는데 환경오염물질을 많이 배출시키는 벙커C 중유를 사용하여 선박 엔진과 발전기를 돌리면서 미세먼지를 마구 뿜어낸다는 기사를 내었다(2019.3.12.).

 

선박은 운항 중이거나 항만에 정박 중일 때에 많은 환경오염을 발생시키고 있다. 선박에 의한 환경오염물질은 어떠한 것들이 있으며 이를 어떻게 해결하고 있는지, 남아있는 문제는 없는지에 대해 살펴보고자 한다. 여기서는 선박 사고로 바다에 기름이 유출되어 발생시키는 환경오염은 제외하였다.

 

세계적으로 운항되는 선박에 의한 환경오염방지에 대한 해결은 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization) 주도로 이루어지고 있다. IMO가 규정을 정하면 세계 각 국이 이를 따르도록 되어 있다.

 

사고가 아닌 정상적인 상황에서 선박에 의해 발생되는 환경오염은 크게 두 가지 경우로 나타난다. 첫째가 선박 배기가스에서 나오는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 미세먼지 등 대기오염물질의 배출이다. 선박 엔진 연료로 가격이 저렴하고 폭발력이 좋은 벙커C 중유가 사용된다. 그런데 벙커C 중유는 황 함유량이 3.5% (35,000ppm)로 매우 높아서 자동차 연료인 휘발유(10ppm이하)3,500배에 이르며 황뿐만이 아니라 다른 대기오염물질도 무척이나 많이 배출시킨다.

 

그림1. 선박 엔진의 배기가스 배출

(충청퍼스트뉴스 김종익 기자, 보령해경 제공 사진, 2018.4.03)

 

 

 

IMO는 선박의 배기가스에서 배출되는 황산화물과 질소산화물의 함유량 기준을 매우 엄격하게 정하였다. 황에 대해서는 202011일 부터 세계에 운항되는 모든 선박들에게 황 함유량이 0.5% 미만인 연료유를 사용하거나, 배출가스에 들어있는 황 성분을 0.5% 미만으로 대폭 감소시키는 스크러버(Scrubber)를 사용하도록 정하였다. 질소산화물 배출량은 선박엔진 출력에 대한 가동시간 단위로 정하였는데 201711일부터 1kWh3.4g 이하가 되도록 하였다. 이러한 IMO 규정을 어기는 선박은 벌금을 내거나 아예 항만에 들어오지 못하도록 통제되고 있다.

 

둘째는 선박 평형수라고도 하는 선박 발라스트(Ballast) 해수(Sea water)에 의한 환경오염이다. 발라스트 해수란 그림2와 같이 필요에 따라 선박에 넣고 빼는 바닷물을 말한다. 선박은 바닷물에 적절한 깊이로 잠기게 만들고 평형을 맞추고 난 뒤에 운항되도록 설계되어 있다. 선박에 짐이 적게 실리면 가벼워져 위로 뜨게 되고 한 쪽에 치우쳐 싣게 되면 선박이 기울어 평형이 이루어지지 않아 안전한 운항이 되지 않는다. 이때 선박에 있는 발라스트 탱크에 바닷물을 넣어 깊이와 평형을 맞추는 것이다.

선박에 바닷물을 넣고 빼내는 과정에서 특정 항만지역에 있던 박테리아, 미생물 등 유해생물과 오염물질이 세계 여러 항만으로 이동되었고 이러한 결과로 세계 해양 생태계에 심각한 악영향이 발생되었다. IMO는 이를 빗해파리 사례로 설명하였다. 미국 동부해안에서 번식력이 왕성하고 플랑크톤을 닥치는 대로 잡아먹는 빗해파리가 북해 및 카스피해 지역 등에 배출됨으로 플랑크톤을 먹이로 하는 어족자원이 급속하게 감소되었다는 것이다.

 

그림2. 발라스트 해수 개념도(IMO)

a. 화물을 빼면서 발라스트 해수를 넣음 해양 유기물이 들어감.

b. 발라스트 해수로 선박 깊이 및 평형 맞추고 선박 운항함.

c. 화물을 실으면서 발라스트 해수를 배출함 다른 지역 유기물이 이동됨

d. 선박의 깊이 및 평형을 맞추고 선박 운항함.

 

 

IMO에서는 선박이 발라스트 해수를 배출할 때 이러한 환경오염 유기물을 없애도록 선박 발라스트 해수 관리협약(Ballast water convention) 2004’를 만들었다. 해외에서 운항되는 모든 선박들은 202498일까지 의무적으로 바닷물 정수장치인 발라스트 해수 처리시스템을 설치하도록 규정하였다.

 

IMO의 이러한 규제로 선박이 배출하는 두 가지 경우의 환경오염을 완전히 없앨 수는 없다. 다만, 환경에 끼치는 영향을 최소화하려는 것이다. 최근 선박 연료로 LNG를 사용하려는 움직임도 일고 있다. LNG 연료를 사용하게 되면 황산화물은 대폭 없어지지만 질소산화물은 일정한 양이 배출됨으로 근본적인 대책은 될 수 없다. 이에 따라 근원적인 청정에너지인 수소를 선박 연료로 활용하려는 연구개발이 진행되고 있다. 선박에 의한 환경오염 문제를 해결하기 위해 세계 해운업 및 조선업이 더욱 더 고민해야할 것이다.

 

 

 

김병수

부산대학교 조선해양공학과 교수  

 

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