국내 무역항 자동화 현황과 과제

  부산·인천 야드크레인만 부분자동화, 여수광양·울산 자동화시스템 전무
  KMI, 완전자동화항만 처리물동량 전년대비 30.18%, 기항횟수 21.8% 증가 효율성 입증
  연정흠 “민간투자 확대, 핵심기술력 부족 등 국내항만 자동화 항만도입 늦은 근본 원인”

완전자동화항만이 코로나19 팬데믹과 항만적체 등 글로벌 공급망 혼란 속에서 안정적으로 물량을 처리하는 운영효율을 보이고 있는 가운데 국내 항만은 3세대 항만인 유인·반자동항만에 머무르고 있어 완전자동화단계로의 전환은 걸음마 단계인 것으로 밝혀졌다. 
현재 국내항만의 자동화 수준은 반자동단계로 야드크레인만 부분자동화가 되어 있고 전반적인 완전자동화시스템은 전무한 상태이다. 부산항의 경우 올해 4월에 개장한 남컨테이너 6부두가 국내에서는 처음으로 원격 조정방식의 안벽크레인을 도입하는 정도이다. 인천항도 완전자동화항만으로 가기위해 인천 신항 1-2단계 컨테이너터미널에 완전자동화 운영시스템을 도입하기로 했지만 그 시기가 2025년을 개장을 목표로 하고 있어 해외항만에 비해 뒤늦은 행보를 보이고 있다. 여수광양항의 경우도 올해 처음으로 컨테이너터미널 전 영역을 완전자동화항만으로 구축하는 사업을 시작하여 2026년까지 추진한다고 밝혔지만, 현재 자동화 장비도 없는 상황에서 이 또한 걸음마 단계인 것으로 보인다.

국내 항만들이 항만자동화에 대한 뒤늦은 행보를 보이고 있는 가운데 로테르담, 상하이 등 해외 유수의 항만들은 항만의 완전자동화를 구현하면서 글로벌 공급망에서 안전성을 증명하고 있다. 한국해양수산개발원(KMI)은 2월 ‘완전자동화터미널, 글로벌 공급망 대란에서 그 안정성을 증명하다’ 동향분석을 발표하고 “완전자동화터미널 도입을 속도감 있게 추진하고, 조기에 안정적으로 정착되기 위해 필요한 기술과 장비 개발이 적극 추진되어야 할 것”이라고 제언했다. KMI 연구진은 동 연구를 통해 코로나19 팬데믹 확산, 각국의 경기부양정책 추진, 소비재 수요의 일시적 급증 등으로 항만 물동량이 증가하고 항만적체로 인한 글로벌 공급망 혼란 상황에서도 일반항만과 비교해 완전자동화항만이 처리물동량, 접안시간, 기항횟수측면에서 매우 안정적인 운영효율을 보인것으로 분석했다.

KMI의 동 분석자료에 따르면, 완전자동화항만을 선도적으로 도입·운영 중인 미국 로스앤젤레스(LA)·롱비치(LB)항, 로테르담항, 상하이항, 칭다오항 4개 항만을 선정해 터미널별 처리물동량, 선박의 접안시간 및 기항횟수 등 운영성과를 나타낼 수 있는 세 가지 핵심 요인을 완전자동화터미널과 일반터미널을 나눠 비교·분석했다. 그 결과 2020년 기준 완전자동화항만의
처리물동량은 전년 대비 평균 30.18%, 기항횟수는 평균 21.8% 증가했고 접안시간은 4.59% 늘어나는데 그쳤다. 처리물동량측면에서 2020년 기준 완전자동화터미널이 전년 대비 평균 30.18% 증가한 반면 비완전자동화터미널은 평균 1.91% 감소한 것으로 나타났다. AIS 동적 데이터를 이용한 분석통해 기항횟수를 분석한 결과, 완전자동화터미널은 평균 21.8%로 크게 증가했고, 접안시간은 38.27시간에서 39.46시간 4.59
%가 증가하는데 그쳤다. 반면 비완전자동화터미널의 경우에는 기항횟수가 평균 3.05% 감소하였으나, 접안시간은 28.67시간에서 35
.88시간으로 16.23%로 크게 증가하는 것으로 나타났다.
이같은 결과는 컨테이너 처리물량과 선박 기항 횟수는 코로나19 확산에 따른 항만적체로 과거보다 증가했지만, 완전자동화터미널의 경우 환경변화에 관계없이 안정적인 서비스 수준을 유지하여 선박 기항이 증가했다는 것이다.

자동화 야드크레인 부산항 신항 132기,
인천 28기가 전부, 이송장비 유인으로 운용
완전자동화항만이 글로벌 공급망 혼잡상황에서 기존 일반항만보다 더욱 우수함을 증명하고 있지만, 국내 자동화 수준은 크게 떨어지고 있는 것으로 나타났다. 해외유수의 항만들은 3.5세대에서 4세대항만으로 넘어가는 중이지만, 한국의 항만은 3세대 항만으로 이제 막 발을 들이기 시작했다. 컨테이너 터미널의 발전단계는 총 4세대로 △1세대 유인·기계화, 친환경화(0%) △2세대 유인·기계화, 친환경화(50%) △3세대 유인·자동화·정보화, 친환경화(50%), 유선화 △3.5세대 무인
·완전자동화·정보화·친환경화(100%), 유선화 △4세대 무인·완전자동화, 지능화, 친환경화(100%), 무선화 항만으로 나뉜다.

국내 대표적인 항만인 부산항과 인천항은 일부 자동화 터미널을 운영하고 있으나, 무인원격조종시스템으로 이뤄지는 야드크레인도 부산항과 인천항에 부분 자동화만 이뤄졌을 뿐 안벽 크레인, 부두 내 이송장비 등 완전자동화된 시스템은 전무한 상태이다. 부산항 신항에서 3부두 운영회사인 한진부산컨테이너터미널은 무인자동화 야드크레인 42기, 4부두 운영회사인 HMM PSA 신항만㈜이 무인자동화 야드크레인 38기, 5부두 운영회사인 BNCT㈜는 무인자동화 야드크레인 52기 정도가 사무실에서 원격으로 조종하는 반자동 하역시스템을 갖추고 있다. 인천항의 경우도 신항에 선광신컨테이너터미널(SNCT)의 무인원격 야드크레인 28기가 전부이다. 나머지 안벽 크레인, 야드트렉터(Y/T), 야드 샤시(Y/C), 탑핸들러, 리치스태커 등 하역장비 및 이동장비는 여전히 유인방식으로 운용되고 있으며, 여수광양항과 울산항은 무인자동화 야드크레인조차도 없는 것으로 나타났다.

또한 스마트항만을 구현하고 있는 해외항만들은 무인이송장비(AGV) 기반의 항만 내 이송장비와 무인자동화 하역장비를 사용하여 안전사고를 사전에 방지하는 스마트 항만을 조성·운영 중이기 때문에 유인화 기반의 반자동화로 운영되는 국내항과의 격차는 상당한 것으로 나타났다. 스마트·자동화 항만의 대표주자인 유럽 로테르담항은 완전 무인자동화 터미널을 구현했을 뿐만 아니라, 부두, 차량, 건물, 하역장비 등 수천 개의 인프라 시설과 장비에 IoT 센서를 부착하여 스마트 정보 연계 작업을 진행 중이다. 현재는 위치, 상태, 크기 등 필수정보만을 연결하고 있으나 향후 모든 정보를 수집할 수 있는 체계를 갖출 계획이다. 독일 함부르크항과 싱가포르 투아스항도 항만으로 출입하는 차량 및 화물의 흐름과 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 교통관리 시스템, 실시간 구조물 센서, 환경 센서, 스마트 신호 등을 설치하고, 차량운행관리와 컨테이너 화물관리 등을 지원하는 최적화된 물류솔루션 및 서비스를 제공하고 있다.

반면 국내항만의 운용시스템은 자동화 야드크레인을 도입한 한진부산컨테이너터미널, BNCT㈜, HMM PSA 신항만㈜, 선광신컨테이너터미널(SNCT) 정도가 ‘수평 야드 자동화 운영 시스템(TOS)’을 도입하여 운용중이다. TOS는 터미널 본선 양적하, 야드 장치 및 야드장비 배정에 대한 계획 수립에서부터 무선 단말기를 이용한 실시간 현장작업 지시 및 EDI를 통한 게이트 자동화에 이르는 터미널, CFS 상에서의 물류 반·출입과 통관업무 운영 전반에 관한 통합시스템이다. 다만 국내 TOS는 완전자동화시스템은 아니며, 안벽작업은 수동으로 장치장에서 게이트로 옮기는 작업은 컨테이너 상하차 원격조종 및 RIFD를 이용한 차량의 위치 실시 파악, 차량통과 자동인식 정도로 하는 반자동운용방식이다.

이와 관련 연정흠 BPA 물류연구실장의 ‘부산항 스마트 해운항만 물류 시스템 구축방향’ 분석자료에 따르면, 국내·외 컨테이너 터미널의 스마트 자동화 수준을 비교해보면 싱가포르항이 가장 앞서있는 것으로 평가된다. 싱가포르항은 완전 무인자동화와 정보화, 친환경화를 갖춘 3.5세대 항만에서 무선통신 기반의 4세대 스마트항만으로 진입할 예정이다. 우리나라 대표항인 부산항은 3세대 초반 수준으로, 유인 장비와 부분자동화 장비를 함께 사용하고 있는 상황이다고 밝혔다. 연 실장은 “앞으로 선진항만과의 수준 차이는 시간이 지날수록 더욱 벌어질 것으로 예상된다”며 “항만의 이해 주체, 관련 기관 간 정보 연계가 미흡해 선진 항만에 비해 완전자동화 수준이 뒤처지 있는 것”이라고 우려했다.

정부, ’26년까지 완전자동화항만 도입·확대,
자율협력주행기반 화물운송시스템 등 개발착수
부산·인천·여수광양항,
’25~’28년 완전자동화항만 완료
정부는 완전자동화 항만을 구축하기위해 새정부 국정과제로 ‘선박·물류거점 확충, 스마트항만 구축으로 해운물류산업 경쟁력 확보’를 목표로 내세우면서 2026년까지 광양항을 시작으로 부산항, 인천항에 확대·도입할 계획이다.
제20대 대통령직 인수위원회(이하. 인수위)가 5월 3일 새정부 110대 국정과제 해양수산분야에서 스마트항만 구축, 친환경선박 개발 등을 통해 신시장을 선점하는 동시에 해운물류산업 경쟁력을 확보하겠다는 목표를 제시했다. 특히 해상교통물류체계 구축 국정과제에 광양항이 직접 언급되며 2026년까지 완전자동화항만 구축에 대한 해운산업계의 기대감 고조되고 있다.
또한 해양수산부는 올해부터 국내 자동화항만 도입을 촉진하기 위해 자율협력주행기반 화물운송시스템과 타이어형 크레인 자동화 및 안전모듈 등 2개 기술 개발에 착수할 방침이다. 자율협력주행기반 화물운송시스템을 도입하여 부산항 등 주요 컨테이너 항만을 자율협력주행 기반으로 전환시키고 타이어형 항만크레인 적용 자동화 안전모듈을 개발하여 평택항, 울산항 등 중소형 항만에서 주로 사용되는 타이어형 항만크레인을 상대적으로 적은 비용으로 자동화할 수 있는 기술적 기반을 마련할 계획이다. 이외에도 스마트 컨테이너, 터미널 간 환적화물 자동운송시스템 등 그 밖에 자동화항만에 필요한 다양한 기술 개발을 추진할 방침이다.

부산항과 인천항, 여수광양항도 완전자동화항만 구축에 열을 올리고 있다. 부산지방해양수산청 부산항건설사무소에 따르면, 부산항을 스마트 물류거점 허브항만으로 육성하기 위한 ‘부산항 진해신항(1단계) 개발사업’에 착수했다. 동 사업을 올해 안으로 용역을 완료하고 2030년까지 완전자동화로 전환다는 방침이다. 이를 통해 부산항에 연간 800만TEU 물동량 처리능력을 확보하고 2032년에 연간 3,200만TEU를 처리할 수 있는 완전자동화항만 발전 전략을 내세웠다. 또한 부산항 신항 남컨테이너 6부두 1개선석을 올해 4월 개장했으며, 6월에 3개 선석이 추가로 개장하게 된다. 운영사인 부산컨테이너터미널(BCT) 측은 “국내 항만 가운데 처음으로 안벽 크레인에 원격 조종 방식을 도입해 작업 효율성과 안정성을 높였고, 안벽크레인 외에 자동화 야드크레인 등 최신 장비를 갖췄다”고 밝혔다. 기존과 달리 크레인 기사는 조종석이 아닌 원격사무실에서 모니터를 통해 컨테이너를 내리거나 싣는 작업을 할 수 있게된다. 2023년 개장을 앞둔 부산항 신항 서컨테이너 2-5단계 부두에도 자동화 시스템을 도입할 방침이다.

인천항도 2025년 개장을 목표로 하는 인천 신항 1-2단계 컨테이너터미널에 완전 자동화 운영시스템을 도입하기로 했다. 인천항만공사(IPA)는 무인운반로봇 등 첨단 스마트 자동화 기기를 갖춘 인천항 스마트 물류센터를 공유형으로 구축, 2023년부터 60여개 중소기업에 저렴하게 공급할 계획이다. 이를 통해 우수 물류기업의 성장을 유도하고 인천항의 물류 경쟁력을 강화한다는 구상이다.
여수광양항은 2026년까지 컨테이너부두 전 영역 완전자동화항만으로 구축하는 사업을 올해부터 본격적으로 착수했다. 여수광양항만공사(YGPA)는 컨테이너 부두 3-2단계 자동화 테스트베드 구축 사업을 추진하여 지난해 11월 예비타당성 조사를 통과한 가운데 올해 건설업체 선정, 2023년부터 2025년까지 테스트베드 구축, 2026년 시범운영 순으로 진행할 방침이다.
다만 국내 항만들이 현재 자동화항만 사업을 추진하고 있지만, 완전자동화항만은 아니며 이제 막 유인자동화·유선화 3세대 항만으로 진입하고 있는 것이 현실이다. 또한 2025~28년까지 완전자동화항만이 완료된다는 점을 감안하면, 이미 완전자동화를 구축하고 4세대 항만인 스마트항만을 바라보고 있는 해외항만에 비해서는 후발주자로 나서고 있는 것이다. 항만 전체 물류 처리 과정을 완전자동화하기 위해서는 국내기술 확보가 시급한 것으로 보인다.

KMI, 완전자동화터미널 기술 및 장비 국산화,
소·부·장 및 유지보수 업계 활성화 제안
BPA 연정흠 “야드트랙터용 사고회피 시스템,
자율협력주행 기반 핵심기술 개발 추진해야”
현재의 공급망 혼란은 공급여력 감소와 함께 물류비 상승을 야기하고 궁극적으로 세계적인 인플레이션 압력도 커지고 있어 KMI 연구진은 이번 연구를 바탕으로 육상물류와 해상물류의 중심인 항만이 완전자동화터미널을 통해 안정적인 글로벌 공급망을 운영해야 한다고 제안했다. 
KMI 연구원은 “완전자동화터미널의 경우 처리물동량과 선박의 기항횟수가 코로나19로 인한 항만적체가 발생하기 전보다 크게 증가하였음에도 불구하고 선박의 접안시간은 크게 증가하지 않아 하역작업에서 안정적인 서비스 수준을 유지했다”며 “향후 대외 불확성이 증가할 것으로 전망되고 있는 가운데 항만안정성이 증명된 완전자동화터미널 운영은 항만의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다. 코로나 팬데믹으로 사회 전반적으로도 무인화, 자동화 등에 대한 요구가 빠르게 증가하면서 항만 분야에서 자동화에 대한 수용력도 지금보다 더 높아질 것으로 보인다”고 전망했다. KMI는 국내 완전자동화터미널 도입을 위해 △완전자동화터미널 기술 및 장비 국산화 R&D 구축 △소재·부품·장비 및 유지보수 업계 활성화 △완전자동화 운영시스템(TOS) 도입 등으로 항만 경쟁력 강화 방안을 제시했다.

작년 6월에 개최된 맥넷(Macnet) 전략세미나에서 연정흠 BPA 실장이 “싱가포르, 네덜란드 등 선진항만과 스마트 자동화 기술 격차는 매우 큰 수준”이라며
“민간투자 확대, 핵심기술력 부족 등이 국내항만의 자동화 항만도입이 늦은 근본적인 원인이다”고 지적했다.
연 실장은 국내항만에 완전자동화 도입을 위해 항만물류 스마트센서 국산화 및 응용기술, 지능형 IoT 기반 물류센터 시설장비 스마트화 기술, 블록체인 기술기반 스마트 화물통합관재 플랫폼 기술을 통해 지능형 스마트 물류 핵심기술을 개발해야 한다고 제언했다. 또한 항만 하역장비도 국내 중공업과 협업해 국산화 제작 및 핵심기술을 확보하고 야드트랙터용 사고회피 시스템과 자율협력주행 기반 핵심기술 개발을 추진하여 전기, 수소전기 구동기반의 친환경 이송장비를 상용화에 주력해야 한다고 제안했다.

“항만 자동화 노무 갈등, 항만 자동화 영향평가제도,
 보상제도 교육 등 근로조건 개선해야”
한편 4차산업혁명의 흐름에 맞춰 완전항만자동화는 필수이지만 이면에는 ‘노동자의 일자리 감소’라는 문제도 함께 발생하면서 터미널운영사와 노조측 간의 갈등이 불거지고 있다. 사측은 인력감축을 통한 자동화 도입 효과 창출을 기대하고 있어 항만 자동화에 따른 노무 인력 문제에 대해 노사 양측의 의견이 맞서고 있는 상황이다.

작년 11월 부산항 신항 서컨테이너 2-5단계 2023년 자동화 항만으로 개장을 앞둔 가운데 부산항 신항 서컨테이너부두 운영사인 동원신항컨테이너터미널(DNCT)는 현재 부산 북항 신감만부두에서 운영하는 터미널을 반납하고 신항으로 이전하면서 무인이송장비(AGV)를 도입하기로 했다.
DNCT측은 야드 트랙터 추가 도입, 근로자 재배치 등을 통해 기존 인력의 고용을 그대로 유지하겠다는 입장이지만, 부산항운노조측은 “항만공사와 터미널 운영사가 AGV 도입 사실은 숨긴 채 계약을 체결했다”며 “이는 실직자 없는 항만 자동화 추진이라는 노사정 협의체 약속에 위배된다”고 문제를 제기하고 나섰다. 부산항운노조는 항만 자동화가 거스를 수 없는 세계적인 추세라는 점은 인정하면서도 비정규직 고용 불안, 사업장 변경에 따른 근로여건 악화 등을 우려하고 있다. 이에 대해 DNCT 컨소시엄 측은 “AGV를 도입하겠다는 내용의 사업계획서로 입찰 심사를 통과, 운영사로 최종 선정됐고 모든 사업 비용 등이 이에 근거해 짜여졌다”며 “AGV가 전기로 운행돼 친환경적이고 유인 S/C보다 안전해 도입을 추진하고 있는 것이고, 고용 승계 약속은 지키겠다”고 밝혔다.

이처럼 자동화에 따른 인력 보존 문제와 관련하여 이해당사자 간 의견이 충돌되고 있는 상황에서 KMI는 △전환배치 인력규모산정 및 대상선정을 위한 정보공유체계 마련 △항만 자동화 관련 영향평가제도 도입 △항만 자동화로 인한 퇴직자 보상제도 마련 △항만자동화 관련 교육 및 훈련체계 마련 등을 제안했다.
연정흠 BPA 실장도 “4차산업혁명 기반의 스마트 및 무인자동화 기술을 도입할 때는 일자리 문제를 고려하지 않을 수가 없다”며 “우리나라 경제 및 대외 무역 여건과 노령화로 인한 노동인력 감소, 친환경 항만에 대한 요구 증대 등 다양한 요인을 고려할 때, 항만의 경쟁력 유지와 함께 기존 및 신규 일자리를 창출하는 방향으로 스마트 자동화 해운항만 물류 시스템을 구축해야 한다”고 직업 전환에 대한 노동시장 유연성, 관련 법·제도 정비 등 무인 자동화에 따른 노동인구의 감소에 대한 대책 마련을 강조했다.
항만 자동화로 인한 노무 인력 감축의 문제는 사측은 인력감축을 통한 자동화 도입 효과 창출을 기대하고 노조측은 인력 보존, 동일근로조건 유지, 인력 교육에 따른 임금 보존, 유휴인력 운용 대책 등을 요구하면서 갈등이 빚어지고 있는 것이다. 4차산업혁명으로 항만자동화는 거스를 수 없는 물결이지만, 무엇보다 노·사·정이 협력하여 항만 자동화를 통해 생산성과 효율성을 높이는 동시에 노무 갈등 해소를 위해 노력해야 할 것으로 보인다.