경제적 관점에서의 필요성

가를 수행할 선박은 14,000 TEU의 컨테이너선으로 표 1과 같이 Main Engine의 사 이즈 및 속도에 따라 두 가지로 나누어 경제성 평가를 수행하였다.

Case I Case II 비고

속도 23 knots 30 knots

Main Engine Size 약 70 MW 약 140 MW - Case II의 경우 Twin Hull 적용(70 MW*2)

Payback Period 약 11년 약 6년

- 연료비, 핵연료 교체, 승무원 보험 및 원자로 유지보수 비용 포함

- 원자로 단가:3,000 $/kW 표 4.2-1 경제성 평가 수행을 위한 두 가지 Case의 예시

Case I을 예로 들면, Main engine의 MCR(Max Continuous Rating: 연속 최대 출력)이 약 70 MW 이고, NCR(Normal Continuous Rating: 연속 상용 출력) 이 약 65 MW 인 Container ship 이다. 이때 다음 그림과 같은 항로에 따라 25,000 해리 를 최대 24.1 knot 로 56 일간 운항할 때의 연료 소모량을 계산하였다. 이에 따른 연료 소모량은 앞에서 언급한 바와 같이 SECA 지역 경유에 따라 연료 사용 방식 을 선정하였는데, 즉 2015년 이후 발효될 예정인 배기가스 배출기준에 따라 HFO와 MDO를 같이 사용하는 것으로 한다.

그림 4.2-6 Container ship의 예상 운항 경로

원자력 추진 선박과 디젤 엔진을 추진으로 하는 선박과의 비교를 통해 원자력 추진 선박의 경제성 평가를 수행하였다. 이때 각각의 선박의 경제적 가치를 평가하 기 위한 방법으로 DCF(Discounted Cash Flow: 현금 할인법)을 사용하였다. 이는 화폐의 시간 가치를 고려하고 있는 방법으로 다시 NPV method (Net Present Value: 순현재가치법)와 IRR method(Internal Rate of Return: 내부수익율법)로 나 뉜다. NPP는 모든 예상되는 현금 유입에서 모든 현금 유출을 빼주는 것으로, 단 아래 식과 같이 모두 현재 가치로 바꾸어서 계산하게 된다.

NPV(현재 가치) = ∑

N n = 0

미래의 가치 ( 1 + R)ⁿ

여기에서 R은 할인율, N은 생애주기

이때 판단 기준은 NPV가 0보다 크면 투자 대비 이익이 크므로 투자안을 채택할 가치가 있고, NPV가 0보다 작으면 투자 대비 이익이 작으므로 투자안을 기각할 만 하다. 여기에서 할인율인 R은 주어진 값인데, 이 할인율을 구해서 그 판단 기준으 로 삼는다. 이 할인율 R이 바로 뒤에 언급될 IRR과 연관되어 있다.

IRR method는 어떤 투자안의 NPP가 0이 되게 하는 할인율(=IRR)을 구해서 시 장에서 평가된 자본비용보다 크면 투자안을 채택하고, 그렇지 않으면 기각한다는 것이다. 추가적인 가치평가 방법론으로 PP(Payback Period: 자본 회수 기간법)이 있는데, 이는 투자한 금액을 회수할 수 있는 기간을 말한다.

기존의 디젤 선박 대비 원자력 추진 선박의 CAPEX(Capital Expenditure: 자본 지출) 증가분을 초기 투자비로, OPEX(Operation Expenditure: 운영 비용) 감소분을 매년 수익으로 가정하여 상대적인 경제성을 판단하였다. 여기에 생애 주기 동안의 DCF 기법을 활용하여 경제성 및 투자 가치성을 판단하였는데, 이때 discount rate 을 8% 로, inflation을 2%로 가정하였으며 결과는 표 4.2-2와 같다. 여기에서 Difference 열은 원자력 추진 선박과 디젤선의 각 항목별 cost의 차이를 보여준다.

예상할 수 있는 바와 같이 원자력 추진 선박의 CAPEX가 디젤선의 CAPEX를 상 회하고, OPEX의 경우 디젤선이 원자력 추진 선박을 상회한다.

Case I의 경우, 선박 운용 후 11년이 지나서야 초기 투자 비용을 회수할 수 있고, 선박의 생애 주기인 20년이 지난 시점에서 NPV 는 124 백만 달러, 이때의 IRR은 13% 로 계산되었다. Case II의 경우, 선박 운용 후 6년이 지나서야 초기 투자 비용 을 회수할 수 있고, 20년이 지난 시점에서 NPV는 549 백만 달러, 이때의 IRR 은 21%로 계산되어 Case I의 경우보다 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이 결과는 그래프에 표기된 line 중 가장 아래 위치한 line에서 볼 수 있으며, 나머지 line들은 다음에 소개될 경제성 민감도 평과의 계산 결과임을 미리 밝혀둔다.

Diesel shipNuclear shipDifferenceReference CAPEX ($M)

Main Engine43.7423.8380.1• Diesel engine: 250 $/kW (Case 1, 2) • Nuclear reactor: 3,000 $/kW Contingency42.042.0• 10% of Engine cost Increased CAPEX422.1 OPEX ($M/year)

Fuel Cost135.9 (Case 1) 161.9 (Case 2) 135.9 (Case 1) 161.9 (Case 2)

• HFO: 631 $/ton • MDO: 934 $/ton Fuel Cycle Cost46.246.2 • Referred from MRX [17]

Fuel Exchange Cost0.20.2 Wast Disposal Cost0.90.9 Crew Expenses1.01.30.3 Insurance1.01.0 Saved OPEX87.3 (Case 1) 113.4 (Case 2) 표 4.2-2 Case 1, 2에 따른 Diesel ship 과 Nuclear ship 의 단가추정 결과 비교 (대상 선종: Container ship)

그림 4.2-7 Case I의 경제성 평가 결과: 연료 가격에 따른 원자력 추진 선박의 경제성 민감도

그림 4.2-8 Case I의 경제성 평가 결과: 연료 가격에 따른 원자력 추진 선박의 경제성 민감도

이상에서는 원자력 추진 선박에 탑재되는 원자로의 가격 및 디젤선에 사용되는 연료의 가격을 고정시켜 경제성을 평가해 보았으나, 이들 가격은 시기에 따라 변동 가능하므로 그에 따른 경제성 평가가 필요할 것으로 보인다. 따라서 여기에서는 원 자로 및 연료의 가격 상승에 따른 원자력 추진 선박의 경제성 민감도를 평가하고 자 한다. 먼저 원자로 가격은 3,000 $/kW로 고정하고, 연료유 가격은 현재 oil 가격

해 각각 그래프를 얻을 수 있었다. 이로써 현재 oil의 가격으로부터 5%, 10 %, 15% 증가함에 따라 PP가 짧아지는 경향을 두 Case 모두에서 확인할 수 있다.

앞서 연료 가격에 따른 원자력 추진 선박의 경제성 민감도를 분석해 보았고, 이 어서 원자로 가격에 따른 민감도 역시 분석해 보았다. 여기에서는 독립적으로 분석 된 두가지 사항을 동시에 고려하여 종합적으로 경제성 민감도를 분석해보기로 한 다. 그 결과는 다음 그림에 표시하였으며, 그림에서 원의 면적은 IRR 이다. IRR 10% 와 15%를 기준으로 색깔을 달리하여 표시하여 상대적인 경제성을 쉽게 구분 할 수 있게 하였다. 이때 원자로 가격은 이전보다 좀더 확장하여 8,000 $/kW 까지 민감도를 분석할 수 있게 하였다.

그림에서 현재의 oil 가격에서 원자로 가격이 4,000 $/kW 일 때는 IRR 이 8.9%

로 확인되어 경제성을 확보하기 어려우나, oil 가격이 상승함에 따라 IRR 이 점차 상승하고 결과적으로 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

그림 4.2-9 Case I의 경제성 평가 결과: 원자로 및 연료 가격에 따른 원자력 추진선의 경제성 민감도

그림 4.2-10 Case II의 경제성 평가 결과: 원자로 및 연료 가격에 따른 원자력 추진선의 경제성 민감도

추가적으로 투자 대비 경제성 평가를 수행하였으며 그 결과는 표 3과 같다. 여기 서 투자비로는 동력로 기본 설계 및 인허가 비용, 육상 실증 및 해상 실증 비용, 시험선 건조 및 설비 비용, 해상 시운전 비용이 포함되어 총 12,000 억원이 추산되 었다. 매출액으로는 6,160 억원이 추산되어 결과적으로 원자력 추진 컨테이너선을 약 20척 수주하였을 때 투자비를 회수 가능하고, 이때 이익률 선가를 10%로 가정 하였을 때 총 이익이 616 억원임을 확인할 수 있다.

분류항목Cost비고 투자비

동력로 기본설계 및 인허가3,000 억원 육상 실증4,000 억원- 70 MW*1 - 원자로 단가: 3,000 $/kW*1.6 해상 실증4,000 억원- 70 MW*1 - 원자로 단가: 3,000 $/kW*1.6 시험선 건조/설비800 억원- 시험선 (Tug boat) - Infra 설비 포함 해상 시운전200 억원 합계12,000 억원 매출액

원자력 추진 14,000 TEU 컨테이너선

선체: 1,540 억원- 10,000 $/TEU 140 MW 동력로: 4,620 억원- Twin Hull 적용 (70 MW*2) - 원자로 단가: 3,000 $/kW (상용화 기준) 합계6,160 억원 - 원자력 추진 컨테이너선 약 20척 수주 시 투자비 회수 가능- 이익: 616 억원 (이익률 선가 10% 가정) 표 4.2-3 투자 대비 경제성 평가