KISTI 산업시장분석실 이윤희 (Tel: 02-3299-6045  e-mail: yunilee@kisti.re.kr)

기상산업과 해양산업을 지원하는 해양관측 장비
해양관측 장비에는 해양관측용 부표와 해양 모니터링 시스템 기술이 포함되며 이들은 해상의 특정 시간과 장소의 기상을 관측하고 이를 모니터링 한다. 즉, 해양에서 수집된 각종 데이터를 전송하고 감시하는 기술이 주요 기술로서 수집된 해양상태 정보들을 육상으로 전송하여 해양과 연안의 생태계를 보호하거나 해양자원 및 공간을 개발하고 이용하는 목적으로 활용되고 있다. 해양관측 장비는 기상과 해양이 밀접한 연관관계가 있기 때문에 현재 기상과 관련하여 기상청에 주로 공급하고 있어 기상산업과 연관이 깊다. 그러나 최근에 해양관측 장비는 해양의 실시간 정보들을 수집하여 분석하고 이를 응용하여 기상관측용으로 활용되고, 하천·저수지·연안 어장 환경관리용, 수출용 등으로 용도 및 기능에 따라 다양한 해양산업 관련 경제활동들을 지원하고 있다.  

해양관측 장비는 해양에서 수집된 해양상태 정보들을 육상으로 전송하여 해양과 연안의 생태계를 보호하거나 해양자원 및 공간을 개발하고 이용하는 목적으로 활용되고 있다.
기후가 변하면 해양의 상태는 바닷물의 물리적, 화학적 성질이 변하고 특히 수온이 변하게 된다. 해양과 기후는 매우 밀접한 관련이 있는데, 지구온난화가 지속되면서 한반도와 그 주변 해역은 육상의 기온상승률이나 해수의 온도상승률이 지구 평균보다 최소한 1.5배 이상으로 높아져 지구상에서 가장 기후 변화가 심한 곳 중의 하나가 되었다. 따라서 지속적이고 상세한 해양 정보의 획득과 활용이 중요해지고 있다.

해양관측 장비에서 수집되는 해양관측 자료란 과학적 방법을 통해 해양에서 발생할 수 있는 현상들의 성질이나 양 등이 관찰되고 측정되는 자료를 일컫는다. 해양관측 자료의 수집은 주로 해양의 개발 및 보존을 위한 기초자료 수집과 해양의 상태예보를 목적으로 실시한다. 해양과학조사법 시행령에 의한 해양조사자료 항목 가운데 물리적 항목은 수온, 염분, 해류, 조류, 조석, 파랑, 해면변화, 해수광학특성 및 수중음향이며, 화학해양 항목은 수소이온농도, 용존산소, 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량, 용존영양염류, 입자성부유물, 미량금속 및 무기물, 방사성핵종, 유기화합물, 석유 및 관련 화학물질, 유기염소계화합물, 용존기체, 핵산 추출물, 기타 독성 및 오염물질 등이다. 그리고 기상과 관련된 해양관측 정보의 주요 항목은 기온, 기압, 풍속, 풍향, 강수량, 일사량, 운량, 시정, 습도, 대기조성 물질 등이 있다. 기상산업 중 해양기상 정보의 수요가 급증하면서 해양기상 관측망 확충이 그 어느 때보다 중요시되고 있다. 특히, 삼면이 바다이고 편서풍 지역에 위치한 우리나라는 해양기상 관측 정보가 매우 중요하다. 해양기상 관측 정보 확보를 위해 주로 해양기상부이, 등표기상관측 장비, 파랑계, 파고부이, 연안방재관측시스템, 해양·항만관측시스템, 기상관측선, 선박기상관측 장비, 해양기상기지 등이 이용되고 있다.

해양관측 장비의 시장동향
세계 경제의 80%가 기상변화에 직·간접적으로 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 우리나라는 날씨에 민감한 영향을 받는 산업 비중이 GDP의 52%로 미국(42%)보다 높은 것으로 분석되고 있다.1 이상 기후의 발생은 인명과 재산에 피해를 주고 농수산업, 건설, 유통 및 물류, 여행 및 레저 등 많은 산업에 영향을 미치게 된다.

기상관측 중 해양관측 분야는 국가 차원의 해양 정책과 밀접한 관련을 맺고 있다. 세계적으로 해양관측기술의 핵심은 다양한 해양환경에서 나타나는 변화에 대해 실시간으로 광역적인 자료를 획득하고 이를 분석 응용하여 해양환경 변화와 오염대책에 적절한 대응을 하는 데 있다. 해양환경의 변화를 신속히 파악하고 정확히 예측하기 위해서는 상시적, 연속적으로 운영되는 실시간 모니터링 시스템을 구축하고 데이터를 수집하여 분석하고 필요로 하는 곳에 이를 제공해야 한다. 전 세계적으로도 해양관측 장비 시장의 고도화에 대한 수요는 커지고 있으며 시장 수요 또한 높은 성장세를 보이고 있다. 특히 아시아 시장에서는 아직 초기단계이기 때문에 해양관측 장비 시장 구축의 필요성 및 발전 가능성은 매우 높다.

해양관측 장비는 용도 및 기능에 따라 해양뿐만 아니라 강, 하천, 양식장 등의 다양한 지역의 수질과 주변 환경을 감시할 수 있으며 파고, 수온, 유향, 유속, 기압, 기온, 상대습도, 유의파고, 파주기, 파향 등 기상 관련 다양한 정보를 수집하고 분석할 수 있다.
현재 해양관측용 부표와 해양 모니터링 시스템 분야는 주로 해외업체가 국내외 시장을 주도하고 있으며 소수의 국내 업체가 시장에 참여하고 있다.  

전 세계적으로도 해양관측 장비 시장의 고도화에 대한 수요는 커지고 있으며 특히 아시아 시장에서는 아직 초기단계이기 때문에 해양관측 장비 시장 구축의 필요성 및 발전 가능성은 매우 높다.

미국의 경우, 해양관측 장비 중 실시간 해양 모니터링 시스템에 대한 개발이 활발하게 이루어져 전 지구적 규모의 해양환경 자료를 인공위성, 무선통신 등의 형태로 실시간으로 확보하여 기상예측, 해양과학 및 군사적 목적으로 활용하고 있다. 이들 해양 모니터링 시스템 대부분은 실시간으로 획득된 자료들을 바탕으로 수치예측시스템(예측모델링)을 통하여 진단, 분석하며, 사용자들에게 예측 정보로 제공한다. 미국의 NOAA에서는 국가 해양 모니터링 부이센터(National Data Bouy Center, NDBC)를 운영하면서 대서양, 태평양, 멕시코만과 5대호에서 Dial-A-Buoy 시스템을 통하여 연안의 기상관측 자료를 제공하고 있다. 이 Dial-A-Buoy는 65개 부표와 54개 자동 연안 해양모니터링 네트워크(Coastal-Marine Automated Network, C-MAN)를 통해서 풍속과 풍향에 대한 자료를 전화로 받을 수 있는 시스템을 운용하고 있다. 또한 미국 대서양해양대기연구소(Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory)에서는 해양 모니터링 표류 부표를 주기적으로 플로리다주 남부 해양에 표류시켜 인공위성을 이용하여 실시간으로 연안해수의 흐름 패턴을 모니터링하고 있다.

북미와 유럽을 비롯한 해양선진국에서는 현재 고정 플랫폼을 이용한 해양 모니터링 시스템의 구축기술은 상당히 진행되어 왔으나, 고효율/저비용 관리기술, 신뢰도가 높은 데이터 처리 기술과 예측기술에 대한 연구가 진행 중이다. 유럽에서는 주로 항만의 안전한 통항지원을 위해 항만 주변에 여러 대의 기상관측센서, 파고계 및 유향/유속 측정 센서를 설치하여 실시간 기상예보, 조위관측 및 조석관측을 수행하고 있다.

일본은 지리적 특성으로 인하여 오랫동안 해양 모니터링을 수행하여 왔으며, 다양한 모니터링 시스템을 구축하여 운영해오고 있다. 1970년부터 가동되어 온 아이치 현의 자동수질 모니터링 시스템은 연안 해양수질관측소 3개소를 포함하여 총 22개의 수질 연속모니터링 스테이션을 운영하고 있으며 수온, pH, COD, DO, 염분 및 탁도 등 15종의 관측데이터를 제공하고 있다.

한편 해양관측용 부표는 현재 해양산업시설 중 기상 정보뿐만 아니라 ‘열대해양과 전 지구 대기 상호작용 연구(TOGA)’, ‘세계해양대순환 실험(WOCE)’과 같은 연구 수행에서도 중요한 역할을 하며, 해운, 수산업, 연안어업 등에 이르기까지 활용도가 높아지고 있어 선진 해양 국가를 중심으로 지속적인 보급이 이루어지고 있다. 이처럼, 기상기후산업 및 해양산업이 발달된 선진국에서는 해양관측 장비의 주요 기술인 해양관측용 부표와 해양관측 모니터링 시스템의 스마트화를 위한 연구 개발과 제품 활용을 통해 기상예측 및 해양환경 변화에 신속히 대응할 수 있는 체계를 구축하고 있다.  

한국기상산업진흥원 자료와 KB금융지주 경영연구소에 의하면, 2012년 기준 미국의 기상기후산업의 시장규모는 약 9조 원 규모로 추정되며 이 중 주요장비가 24.3% 수준인 약 2조 2천억 원 수준으로 추정되었다. 일본시장은 2011년 기준 약 5조 원, 영국시장은 2009년 기준 약 600억 원, 그리고 한국은 2012년 기준 약 1,663억 원으로 추정되었다.

한편, 해양관측 장비 시장이 비교적 크게 형성되어 있는 미국과 일본을 중심으로 주요국의 시장을 살펴보면, 2015년 미국의 해양관측 장비 시장은 9,724억 원에서 2020년 1조 6,020억 원 규모로 연평균 10.5%로 성장할 것으로 전망되고, 일본의 해양관측 장비 시장은 동기간 5,304억 원에서 8,738억 원 규모로 성장할 것으로 추정된다. 

국내 기상산업 규모는 해외 시장 규모에 비해 적은 편이나, 기상 관련 수요의 본격화, 다양한 분야와 융합 추세, 관련 금융상품의 도입 등으로 인해 향후 고성장이 예상된다. 폭우 등 기상재해로 인한 농산물 피해와 관련 제품의 가격 인상은 소비자물가 상승을 유발하여 국민경제 전반에 영향을 미치게 되고, 정부와 지자체는 피해복구 비용 등으로 인해 재정 부담이 가중되므로 기상 정보에 대한 수요는 크게 증가할 전망이다. 국내 기상산업은 2000년 46.7억 원에서 2009년 ‘기상산업진흥법’ 제정 이후 급격히 성장하기 시작해서 2010년 644억 원에서 2011년에는 2,219억 원, 2012년 3,216억 원, 2013년 3,372억 원 규모를 형성하였다. 

해양관측 장비의 국내 시장규모는 기상관측장비 구매 및 유지보수사업에 대한 기상청의 지출액 중 해양관측 장비의 비율은 2011년과 2012년 23%로 동일하게 유지되다가 2013년 47.9%로 크게 상승했다. 해양부문의 중요성이 크게 부각되고 해양 및 연안지역 기상기후 관리의 필요성이 높아졌기 때문으로 보이며 향후에도 유사한 수준을 보일 것으로 예상된다. 따라서 2014년, 기상관측장비 구매 및 유지보수사업에 대한 기상청의 지출액 중 해양관측 장비의 비율을 40% 수준으로 추정하였을 때 국내 해양관측 장비시장은 2011년 181억 원에서 2012년 200억 원, 2013년 494억 원, 그리고 2014년에는 472억 원 규모일 것으로 추정된다. 또한, 국내 해양관측 장비 시장은 2011~2013년 동안 기상청의 해양관측 장비의 구매 및 유지보수사업의 연평균 성장률 10.5%를 적용하였을 때, 2015년 522억 원에서 연평균 10.5%로 지속적으로 성장하여 2020년에는 859억 원의 규모가 될 전망이다. 

해양관측 장비 시장의 주요 경쟁 기업 
해양관측 장비 세계 및 국내 시장에서의 경쟁기업은 네덜란드의 Datawell, 노르웨이의 Miros, 미국의 Nobska, 그리고 노르웨이의 AANDERAA 등이 있다. Datawell은 일반적인 기구를 개발하는 연구소기업으로 1961년 설립되었다가 해양환경에 특화되면서 장기간 동안 안정된 모션센서에 대한 기본적인 원리를 개발하였다. 동사의 가장 잘 알려진 제품은 파고부이와 선박용 모션센서이다. 가장 최근 제품인 Acoustic Current Meter가 있는 DWR4는 해양 표면을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 파고높이와 파고방향도 측정할 수 있다. 또한 해수면 온도도 측정할 수 있다. 공기온도 등과 같은 다른 기상기후 측정에 대한 것도 개발 중이다.

Miros는 1984년 설립되었으며 센서 시스템에 강점이 있는 회사이다. 기상학과 해양학 분야에서 파고와 조류를 모니터링하기 위한 센서 시스템을 개발했고 현재 시장을 선도하고 있다. 동사의 주요 제품인 Met-Ocean and Heli-deck Monitoring systems, MIRIS Personnel Monitoring Systems 등은 하위 센서 시스템과 독립적으로 운영될 수 있는 시스템이다. 대부분의 노르웨이 연안에 설치되어 있으며 덴마크, 독일, 네덜란드, 영국, 호주, 브라질, 캐나다, 한국, 일본 등 전 세계에 판매되고 있다.

AANDERAA는 부표뿐만 아니라 다양한 해양 모니터링 시스템을 개발하고 판매하고 있다. 30m의 압력센서를 통해 30m 깊이에서도 작동할 수 있도록 개발된 WTR(부표) 뿐만 아니라 산소, 온도, 전도성, 해류, 조류, 압력 등의 측정시스템, 해안과 연안을 장기간 모니터링 할 수 있는 시스템, 그리고 조류센서 등 해양관측을 위한 다양한 제품군을 보유하고 있다.  

해양관측 장비 세계 시장에서 경쟁 기업은 네덜란드의 Datawell, 노르웨이의 Miros, 미국의 Nobska, 그리고 노르웨이의 AANDERAA 등이 있다. 국내 업체 같은 경우 오션이엔지, 오션테크, 신동디지텍, 지오시스템리서치 등이 해양관측 장비를 생산 및 판매하고 있다.

해양관측 장비를 생산 및 판매하는 국내 업체는 오션이엔지, 오션테크, 신동디지텍, 지오시스템리서치 등 소수에 불과하다. 오션테크는 현재 기상청에 등표기상관측장비, 연안방재관측장비, 파랑계, 표류부이 등을 공급한 실적이 있으나 자체 제품이 아니라 해외 제품을 수입하여 공급한 것이다. 

오션이엔지는 해양기상관측 전문기업으로 부표 관측 센서 및 시스템 개발에 대한 역량을 보유하고 있다. 특히 무게가 가벼운 소형 관측용 부표를 제품화하고 있으며 솔라 충방전 시스템을 사용하여 상시 사용이 가능하고 수온, 염분, 탁도, 용존산소, 유향유속 등 다양한 센서를 부착할 수 있는 제품을 생산할 예정이다. 이 소형 관측용 부표는 RF그룹관제와 CDMA를 사용하여 통신이 용이하며 소형, 경량화를 통해 관측용 부표의 활용범위를 넓힐 수 있고, 통신 및 전력의 문제를 개선했으며 가격경쟁력이 있어 제품 생산에 성공한다면 국내 해양, 강, 하천 등 다양한 분야에서 활용할 수 있는 것으로 보인다.

지오시스템리서치는 2000년 설립된 해양환경 관련 엔지니어링 전문기업으로 수로조사업, 연안조사측량업, 항로표지위탁관리업, 측지측량업, 해역이용영향평가대행자, 기상장비업 등을 등록하는 등 해양 분야에 특화된 전문기업이다. 벤처기업 인증, 이노비즈 기업 인증, 신성장동력 우수기업 선정, 경기중소기업대상 수상 등 관련 분야에서 기술력을 인정받고 있다. 해양장비 관련 분야에서는 해양 및 기상환경의 실시간 모니터링 시스템 및 기상관측용 부표들을 개발 판매하고 있다. 2011년 기상장비업 등록 이후 2013년 기상청에 해양기상부표를 공급하였으며 광안탑 사설항로표지시설 등의 위탁관리를 맡고 있는 해양 관련 분야에서 인지도를 높이고 있다.

신동디지텍은 1994년 설립된 해양장비 전문기업으로 2014년 기준 자본금 5억 원, 매출 342억 원, 상시 종업원 46명 규모의 중소기업이다. 100% 수입에만 의존해왔던 해양기상관측부표를 2005년 처음으로 국산화했으며 해운회사 선박과 한국 국적선의 실시간 전 세계 선박위치, 선사 선박 위치 감시시스템 국산화, 선박·요트·레저선박 실시간 위치 감시, 안전감시 시스템 등을 개발했고, 국내 최초로 선박용 VSAT 위성 수신시스템을 개발하였다. 또한 2015년 4월에는 국내 최초로 기상관측 장비인 해양기상부표 3기를 카타르 기상청에 160만 달러 규모로 수출하는 등 국내에서 해양 관련 분야의 독보적인 기술력을 인정받고 있다.

장기간 성장이 지속될 것으로 기대되는 해양관측 장비 시장
세계 기상대책 정책과 해양산업 개발 요구에 따라 아시아 시장에서 해양관측 장비 시장의 성장이 장기간 지속될 것으로 기대된다.

기상·기후산업 및 해양산업이 발달된 해외시장에서는 기상예측 및 해양환경 변화에 신속히 대응할 수 있는 해양관측 장비 체계를 구축하고 해양관측 부표와 해양관측 모니터링 시스템의 개발 및 활용을 가속화하고 있다. 우리나라 정부는 해양수산 분야의 경쟁력 강화의 일환으로 해양과학조사 및 예보역량 강화를 추진할 계획이다. 한반도 주변 해역의 해양 이상 현상에 대한 실시간 예보/경보 시스템을 구축하고 전 지구적 해양기상 정보의 수집 및 활용을 위한 해양 예측모델링을 개발할 뿐만 아니라 관측용 부표, 저궤도 위성, 무인항공기 등의 관측 정보를 통합하여 3차원 국가 해양영토 광역 감시망을 구축할 계획이다. 또한 2013년 기준 58%에 불과한 국내 해양 예보 시스템 등의 기술수준을 2020년까지는 65% 수준으로 향상시킬 계획이다. 특히, 해양 모니터링 시스템은 연안 및 해양환경 변화 관측, 해상안전, 지구온난화문제, 연안발전소의 온배수영향 모니터링, 수산자원의 효율적인 관리 및 국방 관련 기술습득 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 세계 기상대책 정책과 해양산업 개발 요구에 따라 아직 초기시장 형성 단계인 아시아 시장에서도 해양관측 장비 시장의 성장이 장기간 지속될 것으로 기대된다.