[논문]해수담수화 산업기술동향

고은옥; 문종덕; 박종만

해수담수화 산업기술동향
Status-of-arts of Desalination Technology 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.20 no.3, 2010년, pp.185 - 196

고은옥 (한국산업기술평가관리원 주력산업평가단) , 문종덕 (한국산업기술평가관리원 주력산업평가단) , 박종만 (한국산업기술평가관리원 주력산업평가단)

초록
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현재 우리나라가 세계최고 수준을 보유한 해수담수화기술과 해외 플랜트 수주확대를 위한 정부정책의 필요성에 따라 지속적인 해수담수화 시장 선점을 위한 새로운 핵심기술개발이 중요해지는 시점이다. 본 연구에서는 그 중요성이 부각되고 있는 물산업의 동향, 해수담수화기술의 개요 및 시장현황을 고찰하고, 국가 R&D지원 정책방향 및 기술개발지원현황 자료를 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있었다. 기업의 담수플랜트 운전경험 축적을 바탕으로 신뢰성을 확보할 수 있도록 제도적 장치가 필요하며, 원천기술확보를 위한 전략적 R&D지원이 이루어져야 한다. 또한, 담수화 플랜트에 소요되는 핵심기자재에 대한 국산화가 선행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Korea is presently the leading country in global desalination industry and has been investing a large amount of money and human resources in development of new core technologies to increase its' share of global market. In this paper, we reviewed world-wide trends of the advanced water industry and outlined various seawater desalination technologies developed so far. We also made some analysis on the directions and results of the government-lead R&D sponsorship in the field of seawater-freshening technology. Present studies showed that we need an institutional strategy to help domestic companies guarantee the credibility of the technologies developed by themselves based upon their experience of plant operation. Futhermore, strategic R&D programs to develope original technologies and localization of key components for desalination plants should be preceded in the near future.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

과거 설계와 건설 중심으로 이루어지던 담수화 플랜트 산업을 신규공정에 대한 원천기술 및 주요소재와 기자재에 대한 핵심기술확보를 통한 수출경쟁력을 확보하여 플랜트 수주의 지속적인 확대 및 외화가득률을 향상시키는 것이 정부지원의 목적이라 하겠다. 여기서는 담수화 관련 기술로 지식경제부 한국산업기술평가관리원에서 지원된 대표적인 과제들을 통하여 담수화 최근 기술동향을 살펴보고자 한다.
동 과제는 발전소 운영에 필요한 담수를 생산하기 위한 목적으로 2,000 ton/day 규모의 담수화 플랜트 기술개발을 진행하였다. 주로 바닷가 지역에 건설되고 있는 발전소의 경우 물공급이 원활하지 않고, 배관작업에 따른 비용 과다 투입과 관리비용 상승으로 인해 대체 수자원 개발을 고려하고 있는 Site가 늘고 있어 동 기술이 개발될 경우 활용도가 높을 것으로 판단된다.
신시장 창출에 기여할 것으로 판단된다[5]. 본 연구에서는 점차 그 중요성이 부각되고 있는 물산업의 동향, 해수담수화 기술개요 및 시장현황을 고찰하고, 국가 R&D지원 정책방향 및 기술개발지원현황의 자료를 통하여 향후 해수담수화기술의 발전 방향을 제시하고자 한다.
과거 설계와 건설 중심으로 이루어지던 담수화 플랜트 산업을 신규공정에 대한 원천기술 및 주요소재와 기자재에 대한 핵심기술확보를 통한 수출경쟁력을 확보하여 플랜트 수주의 지속적인 확대 및 외화가득률을 향상시키는 것이 정부지원의 목적이라 하겠다. 여기서는 담수화 관련 기술로 지식경제부 한국산업기술평가관리원에서 지원된 대표적인 과제들을 통하여 담수화 최근 기술동향을 살펴보고자 한다.
유가 상승 및 기후변화로 인한 담수화 패러다임의 변화로 상대적으로 에너지 소모량이 적은 방식의 선호도가 높아지고 있어 에너지 저소비형 해수담수화 플랜트에 대한 원천기술개발을 위해 본 과제가 기획되었다. 국내의 정삼투식(FO) 해수담수화 플랜트 기술과 압력 지연 삼투(PRO) 방식의 삼투압발전 플랜트 기술이 해외시장에서 경쟁력을 갖기 위해서는 선진국의 유도용질, 정삼투용 분리막, 정삼투 공정설계와 관련된 특허 등을 집중 분석하여 차별성을 갖는 기술을 독자적으로 개발하여 경쟁력을 확보하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

성능/효과

7%임을 놓고 본다면 4배 이상 빠른 것이다. 제조기술의 발달로 가격 경쟁력을 확보하면서 그 성장률은 빠르게 증가하고 있으며 역삼투압 방식의 필터가격은 10년간 75% 하락했고, 전기소모량도 5년 전에 비해 절반수준으로 떨어졌다. 이러한 가격 경쟁력 확보는 시장 확산으로 이어질 것으로 예상됨에 따라 본 과제를 통해 분리막 제조 및 모듈화 기술, 최적화 시스템 개발 기술 등을 확보한다면 세계 시장 전환의 과도기에서 우리나라 기업들이 주도권을 잡을 수 있는 기회가 될 것으로 판단된다[26, 27].
첫째, 기업의 담수플랜트 운전 경험이 축적되어야 한다. 담수화를 고도물처리 산업의한 분야로 보았을 때, 우리나라 기업이 플랜트 건설뿐만 아니라 Multi-utility 를 동시에 제공할 수 있는 세계적인 수처리 기업으로 성장하기 위해서는 현재 공공부분에 전담되어 있는 수처리를 민간이 함께 운영하여 기술의 신뢰성을 확보할 수 있는 제도적인 장치의 마련이 필요할 것으로 판단된다.

후속연구

반투막을 이용한 수처리 기술은 이미 오래전에 개발된 방법이나 막자체의 높은 가격과 운전 시 소모되는 과도한 전기량 등으로 인하여 경제적 효용이 낮아 시장의 외면을 받아왔다[14]. 그러나 제조기술의 혁신으로 가격 경쟁력을 확보하고, 에너지 회수 장치 등의 개발에 따른 전기소모량의 감소가 가능해짐에 따라 최근 계약실적의 약 60% 이상을 역삼투법이 차지하고 있으며, 향후 10년간 이 경향은 두드러질 것으로 전망된다.
담수화를 고도물처리 산업의한 분야로 보았을 때, 우리나라 기업이 플랜트 건설뿐만 아니라 Multi-utility 를 동시에 제공할 수 있는 세계적인 수처리 기업으로 성장하기 위해서는 현재 공공부분에 전담되어 있는 수처리를 민간이 함께 운영하여 기술의 신뢰성을 확보할 수 있는 제도적인 장치의 마련이 필요할 것으로 판단된다. 더불어, 금융지원과 세제혜택 등이 다른 어떤 산업 분야보다 뒷받침되어야 할 것이다.
주로 바닷가 지역에 건설되고 있는 발전소의 경우 물공급이 원활하지 않고, 배관작업에 따른 비용 과다 투입과 관리비용 상승으로 인해 대체 수자원 개발을 고려하고 있는 Site가 늘고 있어 동 기술이 개발될 경우 활용도가 높을 것으로 판단된다. 또한, 동기 술은 담수화에 소요되는 에너지원이 충분하지 않을 경우에 대처하여 신재생에너지인 태양열을 에너지원으로 사용함으로써 중소규모의 하이브리드형 담수기술의 상용화 가능성을 보여주었으며 향후 신규 시장이 열리는 지역으로의 수출가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.
이를 위해선 국산기자재 품질향상을 위한 품목별 소재 . 부품의 원천기술 확보뿐만 아니라 중소 기자재업체의 해외벤더 등록 등을 지원 및 장려하는 정책이 함께 활성화되어야 할 것으로 판단된다.
제조기술의 발달로 가격 경쟁력을 확보하면서 그 성장률은 빠르게 증가하고 있으며 역삼투압 방식의 필터가격은 10년간 75% 하락했고, 전기소모량도 5년 전에 비해 절반수준으로 떨어졌다. 이러한 가격 경쟁력 확보는 시장 확산으로 이어질 것으로 예상됨에 따라 본 과제를 통해 분리막 제조 및 모듈화 기술, 최적화 시스템 개발 기술 등을 확보한다면 세계 시장 전환의 과도기에서 우리나라 기업들이 주도권을 잡을 수 있는 기회가 될 것으로 판단된다[26, 27].
해수담수화는 과거 중동지방에서 주로 적용된 대용량 증발식 방법에서 점차 분산형 및 모듈화방향으로 전환되고 있으며, 앞으로는 재생에너지 등을 활용한 친환경적인 방법을 활용하는 기술이 부각될 것으로 판단된다(Table 11 참조). 또한, 현 시점에서 세계 1위를 유지하고 있는 증발식 방법에서 신기술을 이용한 시장 점유도도 높이기 위해, Table 12에서와 같이 정부는 담수화기술을 중점지원분야로 선정하여 지원책을 마련하고있다.
한다. 해수담수화에 대한 수요가 먹는 물 뿐만 아니라 공업용수 등으로 확대되고, 에너지 집중형 대형플랜트에서 에너지 절감형 또는 재생에너지를 활용한 중소형 플랜트로 수요가 다양화됨에 따라 처리효율 향상과 에너지사용량저감을 위한 끊임없는 연구개발이 필요하다. 특히, 아직 개발초기여서 진입장벽이 낮은 신기술에 대한 정부차원의 과감한 투자가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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