국제해사기구(IMO)는 2011년 선박의 에너지 효율을 증진하기 위해 해양오염 방지협약(MARPOL) 부속서 6 제4장을 새로 채택하는 등 기후변화에 대응해오고 있다. 온실가스 배출에 관한 정확하고 전반적인 자료를 수집하기 위하여 연간 연료소모량을 관계 당국에 보고하는 새로운 제도도 2019년부터 시행하고 있다. 더불어, 국제해사기구는 온실가스 감축 초기전략을 2018년 채택하였으며, 연료소모량을 줄이기 위한 운항적 조치를 논의해 오고 있다.
본 연구는 해운업계, 주관청 및 국제기구의 공동 관심사항이 될 선박 연료 소모량의 검증을 위한 객관적인 방안을 검토하였다. 선박식별장치(AIS) 정보를 활용한 선박의 연료소모량을 추정하기 위하여 상용 프로그램인 엑셀에 기반한 자체 개발된 프로그램을 제시하였다. 이 프로그램을 검증하기 위해 연안 화물선 6척의 운항실적과 비교한 결과, 계산된 연료소모량은 선박측 기록의 약 75.27~114.40% 범위에 존재하였다. 본 프로그램이 좀 더 정교하고 객관적인 도구로써 개선되어야 할 부분이 있지만, 이 계산 결과는 국제해운업계의 연료소모량에 대한 불확실성을 감안한다면 수용할 만한 오차 범위에 위치하고 있다.
여수와 인천 간 항로에 운항한 연안 유조선 2척(기존 운항선과 그 대체선)의 약 1년간 운항실적을 비교하였다. 각각 75회 및 72차례의 연안 항차 동안, 기존 운항선박은 대체 투입된 신선에 비해 적재 항차 및 공선 항차에 각각 26.56퍼센트 및 26.80퍼센트의 연료를 더 사용하였다. 기존선박과 비교 시, 신선은 연료 톤당 화물량 운송거리(에너지 효율) 측면에서 20.96퍼센트의 좋은 결과를 보였다.
본 연구는 하루 2회 조석의 강한 조류를 가진 3개 지점에서 조류에 의한 선박의 순간속력을 분석하였다. 대조기인 2017년 5월 1일(태음일)에 두 선박의 항로상에 위치한 3개 지점 중 매물도 해역이 3.26노트의 가장 빠른 조류를 보였고, 그 다음으로 옹도 해역이 2.62노트, 마지막으로 거문도 해역이 1.69노트를 기록하였다. 그리고 세 지점의 조류 방향과 강조류의 지속시간은 다르게 나타났다.
두 선박 적재 항차의 평균속력의 평균과 세 지점의 순간속력의 평균과의 표준편차는 공선 항차보다 크게 나타났다. 또한, 세 지점에서 양 선박의 앞에 언급된 두 평균 속력에 대한 표준편차는 매물도에서 가장 크게 나타났으며, 그 다음은 옹도와 거문도 순서이다. 이것은 조류가 빠르게 흐를수록 두 평균 속력간 표준편차가 크게 나타난다는 것을 의미한다. 양 선박이 공선 항차 시 적재 항해 보다 각각 8.16 및 6.24퍼센트 빠른 속력으로 항해하면서 에너지효율 측면에서 각각 1.98 및 1.11 퍼센트 덜 효율적으로 운항하였지만, 공선항해 시 속력을 적재 항해 시 속력으로 낮춘다면, 공선 항해 시 에너지 효율이 적재 항차보다 각각 12.93 및 10.40퍼센트 더 좋아질 것이다.
그믐달, 상현달, 보름달의 각 하루 중 각 정조시에 출항할 경우 여수와 인천 항로상 8개 지점의 조류 이득에 대한 시뮬레이션 결과, 약 6시간 간격의 두 정조 사이에도 조류에 의한 속력 이득이 그믐달과 상현달에 최대 1.8노트와 1.1노트를 각각 기록하였다.
본 연구는 조류가 빠를수록 선박 속력에 대한 영향이 증가하는 것을 의미하고, 조류가 우세한 연안 해역에서 출항시간의 조정을 통해서 조류를 순방향으로 활용한다면 항해 속력이 증가되는 이득을 얻을 수 있게 되며, 예를 들어 Tanker 2가 조류로 1노트 및 1.5노트 더 이득을 얻으면 연료경제(에너지 효율)는 각각 7.94 및 11.94% 개선된다는 결과를 제시하였다.