1. 서 론
컨테이너 운송은 표준화된 적재 용기를 통해 화물의 대량 운송과 표준화된 하역을 가능하게 함으로써, 국제무역과 글로벌 공급망의 확산을 주도한 핵심적인 운송시스템이다. 컨테이너 규격화 및 복합운송체계의 정착은 운송비 절감, 화물 취급 효율성 향상, 운송 신뢰성 제고라는 측면에서 글로벌 운송의 생산성을 획기적으로 개선시켰다. 이러한 많은 장점에도 불구하고, 컨테이너 운송은 화물 운송수단(선박, 열차, 트럭 등)과 적재 수단인 컨테이너가 별도로 관리되는 구조적 특성으로 인해, 수요와 공급의 불균형이 발생하면 공컨테이너 추가 이송 및 관리 작업이 불가피하게 수반된다. 1990년대 이후 컨테이너 운송이 전 세계적으로 확산되면서, 국가 간 교역 구조와 물동량의 비대칭성에 기인한 공컨테이너 수급 불균형 문제가 점차 부각되었다. 이러한 불균형은 운송 원가를 증가시키고 화물의 적기 운송을 제약하는 요인으로 작용해 왔다.
공컨테이너 관련 연구의 기원은 19세기 철도 화물운송에서 논의되기 시작한 공화물 운송 개념에서 찾을 수 있다. 철도 화물운송 과정에서 축적된 거점 배치와 운송 최적화에 관한 연구 성과는, 이후 육상 운송체계 발전을 거쳐 컨테이너를 기반으로 한 해상 운송 시대로 이어졌다. 이 과정에서 연구의 초점은 화물 자체를 넘어, 화물을 적재하는 용기인 컨테이너를 독립적인 관리·분석 대상으로 확장시키는 계기가 되었다.
학계에서 ‘공컨테이너(Empty Container)’라는 용어가 처음 등장한 연구는 Frankel(1968)로 거슬러 올라가는데, 이 무렵은 컨테이너 최초 상용화 이후 약 10여 년간 진행된 컨테이너 표준화 논의가 일단락된 시기이자 미국이 베트남전쟁 당시 군수물자 조달을 위해 컨테이너 운송시스템을 본격적으로 도입하던 시기와 맞물린다. 따라서, Frankel의 연구는 공컨테이너가 단순한 운송 보조재가 아니라, 군수물자 조달과 글로벌 해운산업 체계 속에서 비용·효율 문제로 인식되기 시작한 전환점으로 평가할 수 있다. 일찍이 Crainic(1987)은 해상 운송 기반의 컨테이너 운송이 활성화되면 공컨테이너 연구가 독립적인 학문 주제로서 중요성을 가질 것임을 강조하였는데, 1990년대 이후 공컨테이너는 하나의 독립된 연구 영역으로 발전해 주로 ECR(Empty Container Repositioning) 운영 최적화와 운영 개선 사례 등이 연구되었지만, 그 중요성에 비해 관련 연구는 현저하게 부족한 실정이다.
지금까지 공컨테이너 관련 연구가 활발하지 못했던 주요 요인은, 컨테이너 소유 회사(선사)가 내부에서 관련 통계를 별도로 관리하지 않거나, 관련 통계가 존재하더라도 외부에 연구 목적으로 공유하는 데 제약이 있기 때문이다. 또한 해상 운송 운임 구조상 공컨테이너 관리 관련 비용은 전체 운임에 포함되기에, 선사 입장에서는 공컨테이너와 관련된 원가 절감을 위한 자구 노력을 기울일 유인이 상대적으로 부족하다.
이와 같은 연구 환경을 고려할 때, 공컨테이너 발생 문제를 단순히 국가 간 교역량 차이나 운영상의 복잡성으로만 설명하는 기존 접근 방식에는 분명한 한계가 존재한다. 이에 본 연구의 목적은 기존 공컨테이너 관련 연구에서 포괄적으로 ‘복잡성(complexity)’으로만 언급된 공컨테이너 발생 요인을 체계적으로 유형화하고, 공컨테이너 수급 불균형을 유발하는 근본 원인을 총량(Quantity), 시차(Time), 다양성(Variety)의 세 가지 요소, 즉 Q-T-V 관점에서 개념적으로 구조화하는 것이다. 이러한 노력은 공컨테이너 발생 현상을 보다 명확하고 설명 가능한 형태로 정립하기 위한 것으로, 향후 공컨테이너 연구 분야에서 다양한 정량적 분석과 실증 연구에 활용할 수 있는 분석 틀을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
2. 공컨테이너 관련 선행 연구
공컨테이너가 독립된 연구 분야로 자리잡은 1990년대부터 최근까지 수행된 관련 연구는 화물운송시 지역 간 수요-공급 불일치를 극복하기 위한 공컨테이너 재배치(Empty Container Repositioning, 이하 ECR) 문제를 분석하는 내용이 주를 이루고 있다. ECR 연구는 컨테이너 해상 운송에서 지역 간 수요와 공급의 불일치로 인해 발생하는 공컨테이너 추가 이송 문제를 연구 대상으로 한다는 점에서, 운송수단과 화물 적재 수단을 구분하지 않는 육상 운송 분야(특히, 철도)의 공화물 운송 연구와는 구별되는 독자적인 연구 분야로 자리매김하였다.
과거에 수행된 ECR 분야 연구는 주로 이론적 가정과 확률론적 알고리즘 기반의 모델링에 초점을 맞추었다. 이는 당시 컨테이너 해상 운송 환경에서 글로벌 차원의 컨테이너 추적 및 통합관리 시스템이 구축되지 않았고, 대부분의 선사가 지역 단위 전산 시스템만 운영하고 있었기 때문에, 활용 가능한 데이터에 구조적 제약이 존재했기 때문이다. 주요 연구 사례는 Table 1과 같다.
ECR 분야 연구는 주로 알고리즘 분석과 통계 모형 등 수리적 접근을 통해, 공컨테이너 적정 배치량과 수요·공급 예측에 초점을 맞춰 발전했다. 일례로 Li et al.(2003)은 특정 거점에서 발생하는 공컨테이너의 과부족과 재고관리 문제를 해결하기 위해, 확률론적 무한 및 유한기간 모형을 적용하여 최소비용으로 수요에 부합하는 공컨테이너 공급 전략을 제시하였다. Olivo et al.(2005)은 공컨테이너의 적정 수량 관리와 수요·공급 균형을 위한 의사결정 모형을 제안하였다. 운송수단별 소요 비용을 시간 단위로 구분하여 산출하고, 이를 기반으로 재고 균형 알고리즘을 개발하였다. 또한 해당 알고리즘을 지중해 지역 ECR 사례에 적용하여, 모형의 효율성을 검증하였다. 요약하면 기존 ECR 연구는 주로 공컨테이너의 수요-공급 불균형을 확률론적, 통계적 기법을 활용하여 수리적으로 분석하는 데 집중해 왔다.
이에 비해 공컨테이너 운영 최적화 연구들은 컨테이너 자체에 국한하지 않고, 복합운송 네트워크 전반을 분석 대상으로 확장하여 내륙 거점, 하역 거점, 트레일러, 선박 등 운송·하역 자산을 포괄적으로 고려함으로써, 공정 전체의 통합적 효율화를 모색하는 방향으로 발전해 왔다. Choong et al.(2002)은 공컨테이너 이송 문제를 계획구간(planning horizon) 단위로 분석하여, 공컨테이너 발생 비용을 최소화하는 수리모형을 제시하였다. 계획구간을 단기·중기·장기로 구분하고, 모드별 운송 시간에 따른 비용을 비교 분석함으로써, 각 운송 방식에 적합한 공컨테이너 관리 전략을 도출하였다. 공컨테이너 이송 문제를 단순한 수요예측 모델링에 국한하지 않고 선박 운용계획까지 통합적으로 분석한 사례로 Shintani et al.(2007)의 연구가 있다. 공컨테이너 이송과 선박 운용계획을 상호 연관된 문제로 인식하고, 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 적용하여 최적 공컨테이너 수급을 위한 의사결정 모델을 개발하였다. 한편, Li et al.(2007)은 공컨테이너 과부족 문제를 여러 물류 거점에서 동시다발적으로 발생하는 복합 문제로 확장하였다. 이들은 확률론적 알고리즘을 적용해 거점별 적정 재고관리에 필요한 의사결정 모델을 제시하고 이를 통해 효율적인 공컨테이너 할당 및 관리 방안을 모색하였다. Song and Dong(2012)은 기존의 점대점(point-to-point) 방식에서 벗어나, 다중 서비스 경로(multiple service route) 방식을 적용한 공컨테이너 재고관리 모형을 제안하였다. 이 연구에서는 휴리스틱 알고리즘을 기반으로 한 의사결정 모델을 해상 운송 실무에 적용하여, 총비용 절감 효과를 실증하였다.
종합하면, ECR 및 운영 최적화 관련 연구들은 컨테이너·선박·내륙거점 등을 대상으로 한 알고리즘 분석을 통해 이론적 효과를 검증하였으며, 일부는 실무에 적용되어 효율성이 확인되었다. 그러나 여전히 대부분의 연구는 선박회사의 실제 해상 운송 재고관리 시스템에 완전히 적용되지 못한 한계를 지닌다. 공컨테이너 관련 연구에서 수리적 알고리즘과 확률론적 예측 모델이 주로 활용되는 이유는 해상 운송 실무에서 공컨테이너 관련 데이터의 외부 공유가 제한적이며, 선사 내부적으로도 충분한 데이터 확보가 어렵기 때문이다. 이러한 한계점으로 인해 연구 방법은 제한된 정보에 기반한 확률론적 접근 방식에 머물러 왔다.
학계와 업계의 공동 연구를 통해 이런 제약을 극복한 대표적 사례로는 칠레 국영선사 CSAV와 칠레대학교가 공동으로 수행한 ECO(Empty Container Logistics Optimization System) 프로젝트가 대표적이다. 기존의 재고관리 프로그램이 주로 각 거점의 안전 재고 수준을 중심으로 운영된 반면, ECO 모델에서는 다중기간, 선적화물 특성, 공컨테이너 이송 제약 요소 등을 종합적으로 고려하여 인터넷 기반의 최적화 모듈을 도입하였다. 또한 각 거점의 선박대리점 간 협업을 통해 상호 연계된 의사결정 체계를 구축하였다. 그 결과 CSAV는 ECO 도입 이후 재고자산 50% 절감, 컨테이너 회전율 60% 향상이라는 실질적 성과를 달성하였다.
일반적으로 공컨테이너 관리에 소요되는 제반 비용은 해상 운송 원가에 포함되어 화주에게 전가되기 때문에, 업계에서는 해상 운송 수요 감소로 인한 내부 비용 절감이 요구되는 경우를 제외하면 공컨테이너 비용 관리의 필요성을 크게 느끼지 못하는 경우가 많다. 이로 인해 학계에서 제시하는 다양한 최적화 모델이 실무에서 적극적으로 채택되지 못하는 구조적 한계가 존재한다. 운영 최적화 연구의 실질적 성과를 달성하기 위해서는 ① 검증 가능한 데이터의 확보, ② 최적화 프로그램을 실제 운영환경에 적용하려는 선사의 의지가 필수적이다. 이러한 현실적 제약 속에서 CSAV의 ECO 프로젝트는 선사 스스로 필요에 의해 시작된 자발적 혁신 사례로서 중요한 의미를 갖는다. ECO 프로젝트는 공컨테이너로 인한 비효율과 낭비를 줄이기 위해 학계와 업계가 협력하여 실무 문제를 구체적으로 개선한 대표적 실증 사례로 평가된다.
요약하면, 1990년대 이후 공컨테이너 연구는 확률론적 예측모델과 수리적 알고리즘을 중심으로 발전해 왔으며, 이러한 연구들은 수요 공급 불균형을 정량적으로 규명하는 데 중요한 기여를 했다. 그러나 해상 운송 현장의 데이터 접근 제약과 비용 구조의 한계로 인해 연구 대부분은 이론적 수준에 머물러 실무 문제에 적용이 제한적이었다. 그럼에도 불구하고 CSAV의 ECO 프로젝트는 학문적 모델이 실제 운영 효율화로 연결될 수 있음을 입증한 상징적 사례이다. 이 사례는 공컨테이너를 단순한 비용 요인이 아닌 운영 혁신과 비용 절감의 전략적 변수로 인식해야 함을 시사한다. 따라서 향후 공컨테이너 연구는 기존의 확률론적, 수리적 접근을 넘어 실증 데이터 기반의 통합 운영관리 연구로 확장되어야 한다. 이를 위해 학계, 산업계, 정책기관 간 협력을 통한 데이터 공유체계 및 실무 적용형 연구 플랫폼을 구축한다면, 공컨테이너로 인한 비효율을 구조적으로 완화하고 해운물류 시스템 전반의 경쟁력을 제고할 수 있을 것이다.
3. 공컨테이너 발생 현황 및 원인
본 장은 공컨테이너의 발생 프로세스를 해상 운송, 항만 하역 부문의 가용한 데이터를 통해 실무적으로 확인하는 것에서 출발한다. 공컨테이너 발생의 근본 원인은 잘 알려진 바와 같이 교역국(지역) 간 불균형한 물동량 차이에서 비롯되는 컨테이너 수요, 공급의 불일치에 있다. 하지만 기존 선행 연구에서는 교역량의 차이를 제외하면 대부분의 공컨테이너 발생 원인을 ‘복잡성’으로만 포괄적으로 설명해 왔다는 점이며, 이러한 복잡성이 구체적으로 어떤 요인으로 구성되는지는 충분하게 설명되지 못했다.
공컨테이너가 발생하는 원리는 지역, 국가 간 교역량 차이라는 근본적인 요인을 크게 벗어나지 않지만, 실제 해상 운송 과정에서는 이러한 요인이 다양한 운영 측면의 제약과 맞물리며 구조적으로 확대된다. 특히 컨테이너 운송은 보관, 하역, 운송 등 다단계 공정을 포함하며, 각 공정 간 처리 속도와 회전율의 차이, 그리고 컨테이너 종류 및 보유자의 다양성 등이 결합되면서, 공컨테이너의 수급 불일치를 심화시키는 구조적 요인이 된다. 이러한 점에서 공컨테이너 발생 문제는 단순한 운영상의 비효율이 아니라, 운송·시간·자산 구성에 내재된 구조적 요인들이 상호 작용하여 발생하는 복잡한 현상으로 이해할 필요가 있다.
더욱이 컨테이너라는 화물 적입 수단은 선사의 직접적인 통제 범위를 벗어나 화주 공장, 창고 보관, 육상 운송, 항만 하역 등 여러 공정을 거치기 때문에, 이 과정에서 발생하는 화물 정보의 가시성을 확보하기 어렵다. 또한, 컨테이너의 소유주인 선박회사 역시 CY Term을 기준으로 컨테이너를 추적하기 때문에 내부적으로 활용가능한 데이터가 제한되며,1) 이러한 이유로 학계와 공유될 수 있는 공컨테이너 관련 데이터에도 한계가 존재한다.
이와 같이 공컨테이너 발생 문제는 여러 공정의 특성과 운영 방식이 복합적으로 얽혀 나타나는 구조적 현상이지만, 선행 연구에서는 이러한 복잡성이 어떠한 구체적 요인으로 구성되는지 체계적으로 분류하지 못했다. 따라서 본 연구에서는 공컨테이너 발생에 영향을 미치는 구조적 요인을 총량(Quantity), 시차(Time), 다양성(Variety)의 세 가지 범주로 구분하고, 이를 통해 공컨테이너 발생 원인을 보다 명확하게 설명하고자 한다.
공컨테이너로 인해 발생하는 주요 문제점을 자료 확인이 가능한 항만 데이터를 통해 살펴보면 다음과 같다. 우선, 교역량의 차이로 인해 발생하는 공컨테이너 수급 불균형이다. 국가 간 교역 구조의 비대칭성으로 인해 발생하는 공컨테이너 이송량의 차이는, 선박이 운항 중 적재하고 있는 공컨테이너의 비율을 통해 간접적으로 확인할 수 있다. Table 3은 부산항 신항 B터미널에 기항하는 특정 항로 선박의 공컨테이너 적재 비율을 나타낸 것이다. 해당 항로에 투입된 선박은 적재 용량 대비 일정 비율의 공컨테이너를 적재한 상태로 운항하고 있으며, 이는 해당 항로의 수출입 물동량 불균형을 보완하기 위한 추가 이송이 구조적으로 발생하고 있음을 의미한다. 특히 북미-아시아 항로의 경우, 항로별·선형별로 공컨테이너 적재 비율이 최소 12.7%에서 최대 69.9%에 이르는 것으로 나타나, 교역량 차이에 따른 공컨테이너 이송 규모가 상당함을 확인할 수 있다. 이처럼 선박이 화물을 적재하지 않은 공컨테이너를 일정 비율 이상 상시적으로 적재하고 운항하는 현상은 해상 운송 단계에서 공컨테이너 수급 불균형이 해소되지 못한 채 누적되는 현실을 반영하는 것이다.
공컨테이너가 발생하는 두 번째 주요 원인은 수출입 화물이 적입된 적컨테이너의 운송이 완료되는 시점과, 공컨테이너가 회수·정비되어 재사용되기까지의 과정에서 발생하는 시간 차이에 의해 수급 불균형이 확대되는 문제이다.
Table 4는 2016～2017년 동안 부산항 B터미널에 기항했던 C선사의 수출입 적컨테이너와 공컨테이너의 월별 평균 항만터미널 체류시간을 정리한 자료이다. 분석 결과, 적컨테이너의 평균 체류시간은 수출입 모두 약 6～8일 수준인 반면, 공컨테이너의 평균 체류시간은 수입 기준 17.4일, 수출 기준 15.5일로 적컨테이너에 비해 체류시간이 약 2～3배 이상 긴 것으로 나타났다. 이러한 체류시간 차이는 공컨테이너가 단순히 화물이 제거된 상태의 컨테이너가 아니라, 회수 이후 내·외관 검사, 수리, 세척, 분류 적재 등의 추가 공정을 거쳐야만 재사용이 가능하다는 점에서 기인한다. 더불어 컨테이너 사용 종료 시점은 개별 화주의 작업 일정, 화물 손망실 여부, 수리 필요성 등에 따라 달라지기 때문에, 선사 입장에서는 공컨테이너가 언제 다시 사용가능한 상태로 전환될지를 사전에 정확히 예측하기 어렵다.
세 번째는 다양한 종류의 컨테이너 재고자산을 운용하는 과정에서 발생하는 구조적인 수급 불균형 문제이다. 1950년대 중반 컨테이너 운송시스템이 처음 개발되었을 당시에는 컨테이너가 30ft 단일 규격을 기반으로 한 운송·하역 체계로 시작되었다. 이후 약 10여 년에 걸친 표준화 논의를 거쳐, 1970년대 이후에는 20ft와 40ft 컨테이너가 국제 표준으로 자리 잡게 되었다. 그러나 글로벌 교역 규모의 확대와 함께 컨테이너를 통해 운송되는 화물의 종류가 다양해지면서, 컨테이너는 길이뿐 아니라 높이, 적재 가능 화물의 특성에 따라 점차 세분화되기 시작하였다. 현재 해상 운송에서 사용되는 컨테이너는 일반 드라이 컨테이너를 포함하여 하이큐브, 냉동, 오픈탑, 플랫랙 등 최소 12종에서 최대 15종에 이르는 것으로 알려져 있다.
이와 같은 컨테이너 종류의 증가는 화물운송의 효율성을 높이는 측면이 있는 반면, 선사 입장에서는 각기 다른 규격과 용도를 가진 컨테이너를 별도로 관리해야 한다는 부담을 수반한다. 특히, 특정 항로 또는 특정 화물에 특화된 컨테이너는 다른 용도로의 대체 사용이 제한되기 때문에, 전체 컨테이너 재고 규모가 증가함에도 불구하고 개별 종류별로는 공컨테이너 부족 또는 과잉 현상이 동시에 발생할 수 있다.
이처럼 실제 항만 터미널 자료를 통해 확인한 공컨테이너 발생 현황은 교역량의 차이에 따른 추가 이송, 공정 간 체류시간의 불일치, 그리고 컨테이너 종류의 다양화라는 서로 다른 특성이 반복적으로 관찰되고 있음을 보여준다. 다음 장에서는 이러한 특징을 중심으로 공컨테이너가 발생하는 프로세스의 유형을 보다 체계적으로 정리하고자 한다.
4. 공컨테이너 발생 원인의 개념적 구조화 (Q-T-V)
앞서 부산항 B 터미널의 가용 데이터를 통해 해상 운송 및 항만 하역 과정에서 나타나는 공컨테이너의 발생 양상을 살펴보았다. 본 장에서는 이러한 관찰 결과를 바탕으로, 공컨테이너 발생 원인을 총량(Q), 시차(T), 다양성(V)의 관점에서 개념적으로 정리한다.
기존 선행 연구는 공컨테이너 문제를 교역량 불일치 및 운영상의 복잡성으로 설명해 왔으나, 이러한 복잡성이 어떠한 구조적 요인으로 구성되는지 체계적으로 설명하지 못하였다. 본 연구는 공컨테이너 발생 원인을 구조화, 유형화하기 위해 먼저 교역량 차이에 의해 발생하는 컨테이너 수요·공급의 불일치를 총량(Quantity)의 문제로 정의하였다. 총량 요인은 국가 간 수출입 물동량의 절대적 규모 차이(Q1)뿐 아니라, 물동량이 발생하는 시점의 수요, 공급 차이(Q2)에 의해 공컨테이너 수급 불균형이 발생하게 되는 구조적 요인이다.
1) 총량(Q1) : 수출입 물동량의 절대적 차이
이론적으로 국가 간 교역량이 동일하다면, 공컨테이너 수급 불균형 문제는 발생하지 않는다. 그러나 현실적으로 국가별 교역 규모에는 상당한 차이가 존재하며, 이에 따라 컨테이너 수송량 또한 달라질 수밖에 없다. 이로 인해 국가 간 교역 규모의 차이만큼 컨테이너 선박이 기항하는 항만에서 공컨테이너 수급 불균형 문제가 발생하게 된다. 이와 같은 경우 공컨테이너가 발생하는 일반적인 프로세스를 개념적으로 표현하면 Fig. 1과 같다.
두 국가(A, B) 간 교역에서 각국 수출의 총 물동량이 각각 40단위(A), 20단위(B) 컨테이너로 발생할 경우, A 국에서 B 국으로 이송되는 컨테이너 중 20단위는 B 국(항만)에서 공컨테이너 형태로 사용되지 못한 채 잉여로 남게 된다. 그러나 양국 간 컨테이너 수출이 한 번의 선박 운항으로 이루어지는 것이 아니라 여러 항차에 걸쳐 반복, 누적되기 때문에, 물동량 불균형이 지속되면 잉여 공컨테이너는 특정 항만에 장기간 적체되거나 수요가 많은 지역으로 추가 이송할 필요가 생긴다. 공컨테이너가 가장 적게 발생하는 Fig. 1과 같은 상황에서도 총 20단위의 공컨테이너가 B에서 A로 운송되고 A와 B에서는 각각 20단위 공컨테이너의 상하역 작업이 추가로 발생한다.2)
상기 모델은 양 국가(지역) 간 교역량 차이로 인해 재고 불균형이 발생할 경우, 일반적으로 선박을 이용해 공컨테이너를 재고 과잉 지역에서 부족 지역으로 재배치(repositioning)하는 방식을 고려한 것이다. 그러나 선박 스케줄 지연, 특정 시기의 공컨테이너 부족 등의 이유로 재배치가 즉시 이루어지지 못하면 선사는 부족한 재고를 컨테이너 임대업체로부터 임차하여 대응하게 되는데, 이런 경우에는 필요한 공컨테이너 수가 늘어나게 된다. 이처럼 수급 불균형으로 인해 발생하는 공컨테이너 추가 이송 비용과 임차 비용은 해상운임 이외 다양한 부대비용 항목을 통해 선사의 원가 구조에 직·간접적으로 반영된다.
2) 총량(Q2) : 수출입 물동량의 시차
수출입 물동량 총량의 차이로 발생하는 컨테이너 수급 불균형 문제는, 양국의 수출입 총 교역량이 동일하더라도 교역량이 발생하는 시점의 시간 차이에 의해 발생할 수 있다. 컨테이너 정기선은 다양한 종류의 화물을 적재하여 정해진 항로를 일정한 항해 간격으로 운항하기 때문에, 물동량의 시차가 있더라도 화물 적재율이 낮은 상태에서 사전에 정해진 시간에 맞춰 양·적하 작업을 완료하고 출항하게 된다.
단일 품목을 벌크 형태로 운송하는 부정기선의 경우 교역 시점의 편차가 발생하더라도 해상 운송 일정이나 적재율을 조정할 수 있다. 그러나 다품종·소량 화물을 정기적으로 운송하는 컨테이너 정기선에서는 이러한 조정이 제한적이므로, 단일 품목 벌크 화물 운송에서의 공선(空船) 운항에 해당하는 공컨테이너의 적재 및 이동이 필연적으로 발생하게 된다.
컨테이너 정기선의 운항 특성상 국가 간 연간 교역량이 동일하더라도, 물동량이 특정 시기에 집중되거나 분산될 경우 선적 주기와 항차별 선적량의 시차가 발생한다. 이러한 시점의 불일치는 총 교역량이 동일한 경우에도 공컨테이너 수급 불균형을 초래하며, 그 일반적인 발생 과정을 개념적으로 나타내면 Fig. 2와 같다.
Fig. 2는 두 국가(A, B) 간 교역에서 각국 수출의 총 물동량이 각각 40단위(A), 40단위(B)로 동일하더라도, 물동량이 발생하는 시차에 의해 B 국에서 발생하는 5단위의 임차 재고와, A 국에서 발생하는 5단위의 보관 재고를 나타낸다. 앞서 Fig. 1은 두 국가(A, B) 간 교역에서 주차별 선적량이 일치하지 않기 때문에, 즉 절대적인 교역량의 차이로 인해 추가적인 컨테이너 이송 소요가 발생한 것이지만, Fig. 2와 같이 두 국가 간 교역량이 동일하더라도 주차(시기, 계절)별 선적량의 차이로 인해 추가적인 컨테이너 임차 및 보관 수요가 발생하게 된다. 실제 해상 운송 실무에서도 특정 시기에 선적이 집중되거나, 월간·주간 단위로 재고를 최소화하기 위한 선적 조정이 빈번하게 발생한다. 이러한 현상은 계획된 선적 주기와 실제 화물 수요 간 불일치를 야기하며, 그 결과 공컨테이너의 공급 및 회수 시점에 시간 차이가 발생하여 수급 불균형을 더욱 심화시킨다.
3) 시차(T) : 수송 단계 및 작업 공정 간 시차
컨테이너 운송은 항만 간에 이루어지는 해상 운송 이외에도 여러 단계의 수송 과정과 작업 공정을 포함하고 있어 각 공정 간 처리 속도와 대기 시간의 차이에서 비롯되는 또 다른 형태의 시차(T)가 발생한다. 해상 운송에서 컨테이너의 물리적 하역이 이루어지는 단위를 기준으로 보면, CY나 터미널 등 선사 관리 거점에서 공컨테이너 상차가 시작되며, 해당 컨테이너는 화물 적입 장소로 이송된 후 화물 적입을 거쳐 다시 선박이 입항하는 터미널로 반입된다. 이후 일정 기간 보관된 뒤 선박에 적재되어 목적지로 출항한다.
도착지에서도 동일한 과정이 반복된다. 컨테이너는 선박 입항 후 하역되어 일정 기간 대기한 뒤 내륙 운송을 통해 화주 작업장으로 인도되고, 적출 작업을 거친 후 다시 CY 또는 터미널로 반납된다. 이와 같은 각 단계별 처리 시간 차이와 대기 시간의 불균형은 공컨테이너의 회전율에 직접적인 영향을 미치며, 결과적으로 전체 수급 불균형을 구조적으로 심화시키는 요인으로 작용한다.
컨테이너 정기선의 운송 절차를 가장 일반적인 형태로 가정할 경우, 수출 컨테이너의 운송 흐름은 화주 공장을 시작으로 육상 운송, 터미널 보관 및 하역, 해상 운송 등 네 가지 주요 공정으로 구분할 수 있다. 이때 공정별 작업 완료 시점은 정시(on-time), 조기(early), 지연(delay)의 3가지 경우가 발생하는데, 화주 작업장, 육상 운송, 터미널, 선박 운항의 4가지 공정 구간(지점)만 고려하더라도 하나의 항만 내에서 총 81가지(= 3⁴)의 완료 시점과 관련된 경우의 수가 발생하게 된다. 나아가 이러한 공정 조합이 두 개의 항만에서 연속적으로 발생한다고 가정하면, 전체 경우의 수는 무려 6,561가지(= 3⁸)로 확대된다. 이는 컨테이너 운송 과정에서 공정 간 시차가 누적되며 매우 다양한 형태의 컨테이너 수급 불균형이 구조적으로 발생할 수 있음을 의미하는 것이다.
선박회사의 해상 운송 업무는 CY나 터미널 등 선사 관리 거점에 컨테이너가 반입되는 시점부터 본격적으로 이루어진다. 따라서 화주 작업장이나 내륙 운송 중과 같이 선사의 직접적인 관리와 통제가 어려운 공정에서 문제가 발생할 경우, 이를 즉시 파악하거나 통제하기 어려운 가시성(visibility)의 제한이 발생한다. 개별 공정이 계획된 시간 내에 완료된다면, 일부 공정에서 선사의 가시성이 제한되더라도 공정 간 시차로 인한 컨테이너 재고 불균형은 수출입 교역량 차이에서 기인하는 기본적 불균형 범위 내에서 관리될 수 있다. 그러나 현실적으로는 각 공정의 완료 시점이 지속적으로 차이를 보이기 때문에, 선박회사는 공컨테이너의 정확한 회수·공급 시점을 예측하거나 통제하기 어렵다. 이러한 공정 간 시차는 점차 누적되면서 전체 수출입 컨테이너 재고에 연속적으로 영향을 미치고, 결과적으로 공컨테이너 수급 불균형을 구조적으로 심화시키는 요인으로 작용한다.
복합운송 분야에서 효율성 측정을 위한 주요 KPI로 사용되는 Turnaround Time, Transit Time, Dwell Time은 시차 문제가 발생하는 공정 단위를 구분하는 데에도 활용될 수 있다. 이를 컨테이너 운송 과정에 적용하면 Fig. 4와 같이 다음의 세 가지 구간으로 정리할 수 있다.
① Turnaround Time : 화주 작업장에서 컨테이너가 적입되어 CY 등 선사가 통제 가능한 범위로 입고되기까지의 기간
② Transit Time : 선박이 수출지 항만을 출항하여 수입지 항만에 도착하기까지의 해상 운송 기간
③ Dwell Time : 컨테이너가 내륙 반출 또는 선박 하역 전후에 야드에서 대기하는 기간
이상과 같이 구분된 각 운송 구간에서 시차가 연속적으로 발생하면 이는 공컨테이너 수급에 높은 불확실성을 초래한다. 또한 선박회사는 각 공정에서 발생하는 작업 속도와 대기 시간을 실시간으로 파악하기 어렵기 때문에 가시성(visibility)이 제한되며, 그 결과 컨테이너 재고관리는 높은 불확실성과 구조적 복잡성을 띠게 된다.
4) 다양성 (V): 컨테이너 종류, 보유자의 다양성
컨테이너 선사는 길이, 높이, 적재 화물의 종류에 따라 용도가 상이한 다양한 규격의 컨테이너를 운용하고 있다. 선박회사가 사용하는 해상 운송용 컨테이너는 ISO 6346 표준을 따르는 규격화된 컨테이너이며, 선사 간 컨테이너의 길이·높이 등 기본 규격은 동일하다. 컨테이너는 일반적으로 길이에 따라 20ft, 40ft, 45ft로 구분되고, 높이는 8ft 6in, 9ft 6in 두 종류가 주로 사용된다. 또한 적입 가능한 화물 특성에 따라 건화물용(Dry), 냉동화물용(Reefer), 장척화물용(Open Top, Flat Rack) 등으로 세분화된다.
대부분의 선사는 길이와 높이 조합에 따라 약 12종류의 컨테이너를 운용하며, 동일 규격이더라도 화물 적재 중량 특성을 달리한 고중량 컨테이너를 추가 보유하는 경우도 있어 실제 운용되는 종류는 최대 15종에 이르기도 한다.
컨테이너 보유자의 다양성(V)으로 인해 발생하는 공컨테이너 문제는 Fig. 5와 같이 개별 선사 단위와 복수 선사 단위에서 각각 나타난다. 그림은 개별 선박회사 A가 20ft 8ft 6in, 40ft 8ft 6in, 40ft 9ft 6in의 세 가지 규격 컨테이너 자산을 운용하는 상황을 가정한 것이다. 하기 그림에서는 컨테이너 재고 수준을 균형(balanced), 과잉(surplus), 부족(short)의 세 가지 상태로 구분하여 표현하였다. 특정 규격의 컨테이너 재고가 부족한 경우에는 외부로부터 컨테이너를 조달해야 하며, 반대로 과잉 재고가 발생할 경우에는 보관 및 관리에 따른 추가 비용이 발생하게 된다.
우선, 개별 선사 단위에서 발생하는 공컨테이너 문제는 선박회사가 여러 종류의 컨테이너 재고를 관리하는 과정에서 특정 종류의 잉여 또는 부족이 발생함에 따라, 이를 보완하기 위해 외부로부터 컨테이너를 임차하거나 국내·외 이송이 필요해지는 상황에서 발생한다. 만약 모든 선사가 동일한 규격의 한 가지 종류의 컨테이너만을 사용한다면, 수출입 물동량의 총량 차이나 공정 시차에서 기인하는 수급 불균형을 제외하면 컨테이너 종류의 다양성으로 인한 재고 불균형 문제는 존재하지 않을 것이다.
한편, 경쟁 관계에 있는 복수의 선사 단위에서 발생하는 공컨테이너의 다양성 문제는 그림의 하단과 같이 나타날 수 있다. 일례로 A 선사는 20ft 컨테이너 재고가 과잉인 반면, B 선사는 같은 규격의 컨테이너 재고가 부족한 상황을 가정할 수 있다. 그러나 A 선사와 B 선사는 상호 경쟁 관계에 있기 때문에, 재고 과부족이 발생하더라도 컨테이너를 임대·교환하거나 공동으로 활용하지 않는다. 그 결과, 20ft 컨테이너가 과잉인 A 선사는 추가적인 보관 비용이 발생하고, 반대로 재고가 부족한 B선사는 외부 임차 또는 추가 이송에 따른 재고 비용이 발생하게 된다.
이와 같이 복수의 선사 단위에서 발생하는 다양성 문제는 실무 영역에서 서로 다른 재고 현황을 가진 경쟁 선사 간에 컨테이너를 임대·교환·공동 사용하지 않는 구조에서 비롯된다. 이러한 제한으로 인해 각 선사는 공컨테이너 수급 불균형을 자체적으로 해결하려고 해상 또는 육상으로 컨테이너를 이송하거나, 외부 컨테이너 임대업체로부터 임차한다. 그 결과 정기선 시장 전체에서 운용하는 컨테이너 재고 규모는 점차 증가하게 된다. 전 세계 선사가 운용하는 대부분의 컨테이너는 ISO 표준 규격을 따르므로, 동일 규격을 사용하는 해상 운송 사업자 간에는 공컨테이너 수급 불균형이 발생하더라도 이론적으로는 임대차를 통해 시간과 비용을 절감할 수 있다. 그러나 대다수 선사들은 상호 경쟁 관계에 있기 때문에 실제로는 컨테이너 재고 과부족이 발생하더라도 경쟁 선사와 이를 교환하거나 공동으로 사용하지 않는다. 또한 각 선사는 컨테이너에 고유한 색상과 로고를 부착해 브랜드화하고 있어, 컨테이너는 실질적으로 선사 간에 상호 공유되기 어려운 독립 자산으로 간주되는 것이 현실이다.
선사들은 공동배선, 선복 교환 등 운항 효율화를 위한 협력적 경쟁(coopetition)을 수행하고 있으나, 컨테이너의 임대차·교환·공동 사용은 예외적인 경우를 제외하고는 거의 이루어지지 않는다. 이로 인해 각 선사는 컨테이너를 독립적으로 운영하게 되며, 경쟁 관계에 있는 선사 간 공유가 이루어지지 않는 구조에서 일시적인 재고 수급 불균형은 더욱 심화된다. 결과적으로 공컨테이너를 공유하지 않거나 공유할 수 없는 구조적 특성 때문에 해상 운송 시장에서 유통되는 전체 컨테이너 수량과 선박과 차량을 통해 이동하는 공컨테이너 재고 규모는 지속적으로 증가하는 경향을 보인다.
5. 요약 및 결론
공컨테이너 관련 연구는 1980년대 철도운송 분야의 학문적 성과를 토대로 발전해 온 ECR 연구를 중심으로 글로벌 해상 운송 환경에서 공컨테이너 수급 불균형 문제를 지속적으로 다루어 왔으나, 활용가능한 데이터의 한계로 인해 지금까지 확률론적 예측 모델에 치중하는 경향을 보여 왔다. 또한 공컨테이너 발생 비용이 선사 내부의 구조적인 원가 항목으로 인식되면서, 이를 체계적으로 관리하거나 개선하기 위한 실증 기반 연구 역시 충분하게 축적되지 못한 실정이다.
본 연구는 공컨테이너 발생 문제를 단순한 국가 간 교역량 차이나 운영상의 복잡성으로 설명해 온 기존 연구의 한계를 보완하고자, 공컨테이너 수급 불균형을 유발하는 구조적 요인을 크게 세 가지 범주로 재구성하였다. 기존 선행 연구에서‘복잡성(complexity)’이라는 포괄적 개념으로 다루어지던 발생 요인을 총량(Quantity), 시차(Time), 다양성(Variety) 등의 Q-T-V 구조로 체계화함으로써, 공컨테이너 문제를 보다 명확하고 설명 가능한 형태로 정립하는 데 본 연구의 목적이 있다.
첫째, 총량(Q)은 교역국 간 물동량 불균형뿐 아니라, 불규칙한 물동량 발생 시점과 선적 주기 간의 불일치가 공컨테이너 발생을 구조적으로 확대하는 요인으로 개념화될 수 있음을 제시하였다. 둘째, 시차(T)는 컨테이너 운송·보관·하역 등 다단계 공정 간 진행 속도의 차이가 누적되면서, 선사가 예측하거나 통제하기 어려운 재고 불균형을 유발하는 구조적 특성으로 이해될 수 있음을 논의하였다. 셋째, 다양성(V)은 컨테이너 규격과 보유 주체의 다양성으로 인해 선사 간 대체 사용이 제한되고, 그 결과 개별 선사뿐 아니라 시장 전체에서 운영되는 컨테이너 재고 규모를 증가시키는 구조적 요인으로 작용함을 개념적으로 정리하였다.
금번 연구는 공컨테이너 발생 요인을 Q-T-V라는 세 가지 구조적 틀로 구분함으로써, 기존 연구에서 ‘복잡성’으로만 설명되던 공컨테이너 수급 불균형 현상을 이론적으로 해석 가능한 구조로 정리하였다. 이러한 구조화는 향후 정량적 분석과 시뮬레이션 연구를 수행하기 위한 기초적인 개념 틀로 활용될 수 있다. 공컨테이너 발생 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 방안을 제시할 수는 없으나, 다양한 공컨테이너 발생 원인을 명확하게 구분하고 정교한 분석을 위한 개념 틀을 구축하였다는데 의미를 둘 수 있다. 금번 연구 성과는 향후 컨테이너 항만(터미널)에서 공컨테이너 발생 정도를 정량적으로 분석하거나, 시뮬레이션 기반의 운영 개선 연구로 확장하기 위한 출발점으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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