에너지효율설계지수 (Energy Efficiency Design Index)

한 줄 정의: 신조선의 톤·마일당 이산화탄소 배출량을 나타내는 설계지표로 선형과 크기별 기준치를 만족해야 하는 IMO 규제지수이다.

쉽게 풀면

새로 짓는 배가 화물을 1톤 실어 1마일 옮기는 데 이산화탄소를 얼마나 내뿜는지를 계산한 성적표 같은 지표로, 이 값이 국제해사기구가 정한 기준치를 넘지 않아야 신조선으로 인정받을 수 있습니다.

왜 중요한가

EEDI는 IMO가 신조선의 온실가스 배출을 규제하기 위해 도입한 강제 지수로, 친환경 선박 설계 연구에서 선형 최적화, 엔진 출력 저감, 대체연료 적용 등 다양한 접근법이 이 지수를 만족시키기 위한 설계 전략으로 다뤄집니다. 선주가 신조선을 발주할 때부터 지수를 만족하는 설계안을 요구하게 되어, 조선소의 기본설계 단계부터 규제 대응이 내재화되었습니다.

계산과 범위

EEDI는 신조선이 화물 1톤을 1해리(nautical mile) 옮기는 데 내는 이산화탄소의 양(g CO₂ / 톤·해리)입니다. 매우 단순화하면 다음과 같습니다.

EEDI ≈ (엔진 출력 P × 연료소비율 SFC × 탄소 환산계수 C_F) ÷ (재화중량 × 기준속력 V_ref)

실제 규정식에는 주기관·보조기관, 축발전기, 에너지절감장치에 대한 보정계수, 빙해·파랑 보정이 더 들어갑니다. 탄소 환산계수는 연료 종류별로 정해져 있으며 중유는 3.114, 경유는 3.206, LNG는 2.750(t-CO₂/t-연료)이 쓰입니다. EEDI는 2011년 IMO 해양환경보호위원회가 MARPOL 부속서 VI 개정으로 채택했고 2013년부터 시행되었습니다(IMO, 2011).

해석 기준

선종과 크기마다 기준선(reference line)이 있고, 신조선의 요구 EEDI는 기준선 대비 일정 비율 낮아야 합니다. 이 감축률은 단계적으로 커져, 1단계 10%, 2단계 20%, 3단계 30%가 대표적으로 소개되며 선종과 크기에 따라 적용 시기와 비율이 다릅니다. 따라서 EEDI 숫자 하나는 선종별 기준선과 견줄 때에만 의미가 있고, 다른 선종끼리 직접 비교하는 것은 적절하지 않습니다.

설계 효과를 가상의 선박으로 계산해 봅니다. 주기관 출력 8,000 kW, 연료소비율 175 g/kWh, 중유(C_F = 3.114), 재화중량 60,000톤, 기준속력 14.5노트이면 단순화한 EEDI는 약 5.01입니다. 기준속력을 5% 낮추고 프로펠러 법칙(출력이 속력의 세제곱에 비례)을 근사로 쓰면 출력은 약 6859 kW가 되어 EEDI는 약 4.52로 9.8% 줄어듭니다(코드 계산). 속력을 줄이는 것이 EEDI를 낮추는 가장 직접적인 방법임을 보여 줍니다. 다만 실제로는 속력 저감이 항해 시간을 늘리므로 운항 측면의 영향은 EEDI에 반영되지 않습니다.

보고 방법

EEDI는 ‘달성 EEDI(attained)’와 ‘요구 EEDI(required)’를 구분해 적습니다. 설계 안끼리 비교할 때는 같은 선종·크기 기준선에 대한 비율로 보고하는 것이 안전합니다.
기준속력, 연료 종류, 엔진 출력 기준(예: 정격의 75%), 에너지절감장치 보정 여부를 밝힙니다.
EEDI는 설계 지표입니다. 실제 운항 효율은 탄소집약도지수(CII)와 별도로 평가합니다. 기존 선박의 설계 효율은 2023년부터 도입된 EEXI로 따로 규제합니다.
연구에서 ‘EEDI가 개선되었다’고 쓸 때 속력 저감 효과인지 기술(선형·프로펠러·엔진) 개선인지 구분해 적는 것이 좋습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

EEDI는 주기관 출력, 연료소비율, 재화중량, 속력을 반영한 산식으로 산출되며 선종별 기준선 대비 요구감축률을 만족해야 신조선 등록이 가능하다.

신조 벌크선 설계 시 프로펠러 효율 개선과 주기관 출력 최적화를 통해 EEDI 요구감축률을 만족시킨다.

"동일 선종의 신조선 설계안 여러 건에 대해 EEDI를 산출한 비교연구에서 프로펠러 효율 개선장치를 적용한 설계안이 미적용 설계안보다 지수를 유의하게 낮추는 것으로 나타났다."

이 문장은 에너지절감장치 적용이 실제 EEDI 값을 개선하는 데 효과적임을 비교분석한 연구 사례를 보여줍니다.

조금 더 깊게 보면

에너지효율설계지수는 설계상의 이론적 효율을 평가하는 지표라, 실제 운항 중 나타나는 탄소집약도지수와는 산출 방식과 목적이 다르므로 두 지표가 항상 일치된 결과를 보이는 것은 아닙니다.

EEDI는 선박의 최대 지속출력, 연료소비율, 재화중량톤수, 설계속력 등을 이용한 규정식으로 계산되며, 선종과 크기별로 요구되는 기준선(reference line)과 단계적 감축률이 IMO 규정에 명시되어 있습니다. EEDI 산식은 주기관 출력 항과 보조기관 전력 항을 이산화탄소 배출계수로 환산해 합산하며, 에너지절감장치를 적용하면 별도의 보정계수로 지수를 낮출 수 있게 설계되어 있습니다. 기준선은 선종과 재화중량 구간별로 별도 회귀식으로 정해지며, 신조선은 해당 구간의 기준선 대비 요구감축률을 만족해야 국제에너지효율증서(IEEC)를 받을 수 있습니다. 동일 선종이라도 냉동 컨테이너 적재 비중처럼 부수 조건에 따라 별도의 보정 계수가 적용되어 산식이 단순 비교보다 복잡합니다.

주의할 점

EEDI는 설계상 조건에서 산출되는 지표로 실제 운항 중 에너지효율을 그대로 반영하지는 않는다.

헷갈리기 쉬운 용어

IMO의 선박 효율 규제 지표는 대상과 시점이 서로 다릅니다.

용어	대상과 시점	기준
에너지효율설계지수(EEDI)	신조선, 설계 단계	선종별 기준선 대비 요구 감축률
탄소집약도지수(CII)	운항 중인 선박, 연간 실제 운항 실적	A~E 등급
MARPOL 부속서 VI	EEDI·CII를 규정하는 협약 부속서	—

참고 문헌

International Maritime Organization. (2011). Resolution MEPC.203(62): Amendments to the Annex of the Protocol of 1997 to Amend the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973, as Modified by the Protocol of 1978 Relating Thereto (Inclusion of regulations on energy efficiency for ships in MARPOL Annex VI). IMO.
International Maritime Organization. (2018). Resolution MEPC.308(73): 2018 Guidelines on the method of calculation of the attained Energy Efficiency Design Index (EEDI) for new ships. IMO.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.