[논문]스마트 하수도 구축의 경제적 파급효과 분석

김성태; 임병인; 오현택; 박규홍

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.7.078

스마트 하수도 구축의 경제적 파급효과 분석
An Analysis on Economic Effects of Smart Sewage Pipe 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.9 no.7, 2019년, pp.78 - 84

김성태 (청주대학교 경제학과) , 임병인 (충북대학교 경제학과) , 오현택 (청주대학교 경영학부) , 박규홍 (중앙대학교 사회기반시스템공학부)

초록
AI-Helper

본 연구의 목적은 스마트 하수도의 개념을 소개하고, 2021년부터 2040년까지 우리나라 전역에 스마트 하수도가 구축되는 경우 그 경제적 파급효과를 분석하는 것에 있다. 연구방법으로는 산업연관분석 모형을 이용한다. 분석 결과, 스마트 하수도 투자 사업을 통한 생산유발효과는 343조 7,330억원, 부가가치유발효과는 155조 8,675억원, 취업유발효과는 251만 8,470명 증가하는 것으로 추정되어 스마트 하수도 사업의 국민경제적 파급효과는 상당히 큰 것으로 나타났다. 또한 스마트 하수도에 의한 사회후생의 증가는 환경개선과 국민건강 개선을 통하여 실현될 것으로 예상되므로 빠른 시일 안에 스마트 하수도 사업에 대한 구체적인 Road map을 수립, 확정하고 예산을 투입하여 적극 추진할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to introduce the concept of the Smart Sewer System and to analyze the economic ripple effect when smart sewer is built all over Korea. The research method is the input-output model based on the assumption that the smart sewerage will be constructed throughout the Korea from 2021 to 2040. Estimation results show that the production-induced effect reaches 343.73 trillion Korean won, the added value-induced effect is 155.867 trillion Korean won, and the employment-induced effect is estimated by 25,118,470, indicating that the smart sewer project leads to being considerably large in the nation-wide economy. In addition, the increase of social welfare by smart sewer is expected to be realized through the improvement of both the environment improvement and the national health. Therefore, the smart sewer project should be implemented without delay by planning a concrete road map and putting it into effect with a budget.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Schematics of flushing sediments deposited on the bottom of sewer with water stored in water tank [4]
표 Table 1. Cost of Constructing Smart Sewer Pipe System
표 Table 2. Classification of Smart Sewer Pipe System Investment By Industries
표 Table 3. Smart Sewer Pipe System Investment By Industries: 2021-40
표 Table 4. Total Economic Ripple Effects by Smart Sewer Pipe System Investments: 2021-2040
표 Table 5. Economic Ripple Effect by Smart Sewer Pipe System Investments By Years: 2021-2040

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

현재로서는 국가 차원에서 스마트 하수도 사업의 구체적인 계획이 없기 때문에 본 연구에서는 스마트하수도 시설을 30년 동안 전국에 걸쳐 구축한다는 가정 하에 스마트하수도 구축의 경제적 파급효과를 분석한다. 따라서 본 연구의 목적은 스마트하수도의 개념을 소개하고, 2021년부터 2040년까지 우리나라 전역에 스마트 하수도를 구축할 때, 그 경제적 파급효과를 분석하는 것에 있다.
본 논문에서 스마트 하수도는 수세분뇨의 공공하수관로직투입으로 인한 하수처리시설의 용량확대 등 개선, 공공수역 수질보전을 위한 CSOs 대책시설 투자에 관한 범위를 제외하고 수세분뇨의 직접투입으로 인한 하수관로의 악취를 개선하기 위해 관로 내에 스마트기술을 적용하는 사업으로 범위를 정의하고자 한다. 구체적으로 정의하면, 하수관로 내에 유속, 유량, 수위, 황화수소(하수도 악취의 대표물질)를측정하는 센서를 설치하고 이 센서들을 통해 서버(server)로 수집된 악취유발정보를 분석하여 해당관로의 상류부에 미리 설치해둔 저류조의 수문을 자동 개폐하도록 제어하여 하수관로를 상당량의 물로 세정하는 시스템을 말한다.
본 논문에서는 산업연관분석 모형을 이용하여 스마트 하수도 구축이 경제에 미치는 파급효과를 분석한다. 스마트 하수도가 전국적으로 구축되면 경제적으로는 시설투자가 이루어지고, 이는 해당산업의 최종수요인 투자 증가로 이어질 것이다.
스마트하수도 공공사업이 국가적 관점에서 타당한가를 검토하기 위해서는 사업에 대한 경제성 분석을 수행하여야 된다. 본 논문에서는 스마트 하수도 사업에 대한 경제성 분석의 기초작업으로서 경제적 파급효과에 대하여 검토한다. 현재로서는 국가 차원에서 스마트 하수도 사업의 구체적인 계획이 없기 때문에 본 연구에서는 스마트하수도 시설을 30년 동안 전국에 걸쳐 구축한다는 가정 하에 스마트하수도 구축의 경제적 파급효과를 분석한다.
이상과 같은 스마트 하수도 투자는 경제 내 최종수요를, 최종수요 증가는 생산, 부가가치, 취업자 수 등을 증가시킨다. 본 연구에서는 가용한 최근 년도 실측표인 2015년 생산자가격표를 이용하여 스마트 하수도 투자의 경제적 파급효과를 분석한다.
본 절에서는 스마트 하수도의 경제적 파급효과를 구축 기간 전체의 효과와 연도별 효과를 분석한다[16].

가설 설정

우리나라 단독주택과 공동주택의 수를 고려하여 산정한 저류조의 수는 355,828개소가 된다.³⁾ 저류조를 구축하려면 부지가 필요한데 부지면적은 소요면적(3.6㎡)의 약 2배로 가정하여 2평으로 가정한다.⁴⁾
기초자치단체별로 공공하수도관리청은 1개소를 두고 총괄운영센터의 경우 시에는 5개소가 군과 구에는 10개소의 센터를 구축하는 것을 가정한다. 관리청과 센터에는 1대의 서버가 있으며 일정 수의 관리직원이 시스템을 운영하는 것으로 가정한다.
셋째, 스마트 하수도는 사물 인터넷을 기반으로 하므로 실시간으로 하수도의 유량, 유속 수위 등을 감지하고 문제 발생 시 조치하기 위해서는 지방자치단체별로 공공하수도관리청과 총괄운영센터의 운영이 필요하다. 기초자치단체별로 공공하수도관리청은 1개소를 두고 총괄운영센터의 경우 시에는 5개소가 군과 구에는 10개소의 센터를 구축하는 것을 가정한다. 관리청과 센터에는 1대의 서버가 있으며 일정 수의 관리직원이 시스템을 운영하는 것으로 가정한다.
우리나라 하수도총연장은 143,168㎞이므로 센서는 1,431,689개가 소요된다. 센서를 하수관거 100ｍ 당 1개씩 설치하기 위하여 도로를 파헤치고 설치하는 과정에서 비용이 소요되는데 하수관거 1m를 설치하는 데 소요되는 비용과 같은 수준이 소요된다고 가정한다.²⁾
스마트 하수도 구축을 위한 부문별 투자는 2021~40년 기간 동안 순차적으로 이루어지는 것으로 가정한다. Table 3에는 스마트 하수도시스템을 저류조와 하수관로의 센서 및 시스템을 통제하는 행정부문에 대한 투자로 구분하여 정리되어 있다.
스마트 하수도의 핵심 구성요인은 하수관로의 센서와 저류조 및 공공하수도를 관리하는 스마트 하수도 운영센터이다[11]. 스마트 하수도를 구축하는 사업은 장기간이 소요될 것으로 예상되는데본 논문에서는 2021년부터 시작하여 2040년에 종료되는 것으로 가정한다. 스마트 하수도 구축을 위한 투자비용을 위하여 전제가 되는 조건에 대하여 다음과 같이 가정한다.
둘째, 저류조에 대한 가정은 다음과 같다. 잡배수 저류조는 단독주택의 경우 100가구 당 1개소를, 공동주택의 경우 1개동 별로 설치하는 것으로 가정한다. 저류조의 크기는 수평단면적 6㎡, 수심 2m(용적 12㎥)로 가정한다.
잡배수 저류조는 단독주택의 경우 100가구 당 1개소를, 공동주택의 경우 1개동 별로 설치하는 것으로 가정한다. 저류조의 크기는 수평단면적 6㎡, 수심 2m(용적 12㎥)로 가정한다. 우리나라 단독주택과 공동주택의 수를 고려하여 산정한 저류조의 수는 355,828개소가 된다.
투자증가는 후방연쇄효과를 통하여 생산액과 부가가치를 증가시키고 일자리를 창출시키는 효과를 유발할 것이다. 현재 시점에서 스마트 하수도 시설투자규모가 구체적으로 결정되지 않은 상태이므로 스마트 하수도를 전국에 구축한다는 가정 하에 스마트 하수도의 경제적 파급효과를 분석할 것이다.
본 논문에서는 스마트 하수도 사업에 대한 경제성 분석의 기초작업으로서 경제적 파급효과에 대하여 검토한다. 현재로서는 국가 차원에서 스마트 하수도 사업의 구체적인 계획이 없기 때문에 본 연구에서는 스마트하수도 시설을 30년 동안 전국에 걸쳐 구축한다는 가정 하에 스마트하수도 구축의 경제적 파급효과를 분석한다. 따라서 본 연구의 목적은 스마트하수도의 개념을 소개하고, 2021년부터 2040년까지 우리나라 전역에 스마트 하수도를 구축할 때, 그 경제적 파급효과를 분석하는 것에 있다.

제안 방법

Fig. 1과 같이 하수관로 내 하수침전물의 퇴적이 많이 일어나 악취의 원인이 되는 지점의 상류부에 저류조를 설치하여, 수시로 또는 악취가 심하게 나는 상황을 악취센서 등으로 계측하여 특정기준 값을 넘으면 저수조 오리피스의 제어 밸브를 열게 해 저류되었던 저수조의 물을 흘려보냄으로써 해당지점의 퇴적물을 플러싱하는 상황을 고려하고자 한다. 2.

이론/모형

본 연구에서는 스마트하수도 투자의 경제적 파급효과를 분석하기 위하여 산업연관분석 모형을 이용한다[14-15]. 산업연관표상에서 생산물수요는 식(1)과 같이 표현하고 있다.

성능/효과

둘째, 부가가치유발효과는 2021~40년 전 기간에 걸쳐 155조 8,675억원인 것으로 추정되었다. 부가가치유발액을 산업별로 구분하여 보면, 기타 건설 산업의 부가가치유발액이 88조 2,995억원으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업의 부가가치유발액이 57조 6,719억원인것으로 나타났다.
둘째, 부가가치유발효과는 2021~40년 전 기간에 걸쳐 155조 8,675억원인 것으로 추정되었다. 부가가치유발액을 산업별로 구분하여 보면, 기타 건설 산업의 부가가치유발액이 88조 2,995억원으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업의 부가가치유발액이 57조 6,719억원인것으로 나타났다.
첫째, 스마트 하수도 투자 사업을 통한 생산유발효과는 343조 7,330억원에이른다. 산업별 생산유발효과로 구분하면, 기타 건설 산업의 생산유발액이 226조 8,016억원으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업의 생산유발액이 100조 4,108억원으로 큰 것으로 나타났다. 이와 같이 두 산업의 생산유발효과가 가장 큰 것은 스마트 하수도 사업이 기존의 SOC 산업과 사물 인터넷에 기반한 4차 산업혁명 산업의 융합과제 성격을 갖는 것에 기인한다.
둘째, 산업연관분석기법을 이용하여 추정한 스마트 하수도 구축사업의 경제적 파급효과는 다음과 같다. 생산유발효과 343조 7,330억원, 부가가치유발효과 155조 8,675억원, 유발 취업자 수는 251만8,470명인 것으로 추정되어 국가경제에서 차지하는 비중이 상당히 큰 것으로 나타났다. 셋째, 스마트하수도사업으로 인한 사회후생 증가가 환경개선과 국민건강 개선으로 이어진다는 것이다.
생산유발효과 343조 7,330억원, 부가가치유발효과 155조 8,675억원, 유발 취업자 수는 251만8,470명인 것으로 추정되어 국가경제에서 차지하는 비중이 상당히 큰 것으로 나타났다. 셋째, 스마트하수도사업으로 인한 사회후생 증가가 환경개선과 국민건강 개선으로 이어진다는 것이다.⁵⁾ 그 이유는 다음과 같다.
셋째, 취업유발효과는 2021~40년 전 기간에 걸쳐 251만8,470명인 것으로 추정되었다. 취업유발규모를 산업별로 구분하여 보면, 기타 건설 산업의 취업유발규모가 154만2,868명으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업은 79만 8,137명인 것으로 나타났다.
이상의 분석결과에서 스마트하수도 사업을 빠른 시일 안에 구체적인 로드맵을 확정한 뒤, 예산을 투입하여 적극적으로 추진할 필요성이 있음을 확인할 수 있었다. 이런 차원에서 본 논문의 연구결과가 향후 스마트 하수도 구축을 위한 장기사업계획 추진의 기초자료로 활용되기를 기대해본다.
본 논문의 분석결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 2021~40년 기간 동안 스마트 하수도 구축 투자액은 저류조구축 182조 971억원, 하수도센서 장착 관련 투자 9,724억원, 스마트 하수도 관리를 위한 투자 11조 2,944억원 등 총 194조 3,640억원에 이를 것이다. 둘째, 산업연관분석기법을 이용하여 추정한 스마트 하수도 구축사업의 경제적 파급효과는 다음과 같다.
산업연관분석을 이용하여 추정한 스마트 하수도 구축사업의 경제적 파급효과는 Table 4와 같다. 첫째, 스마트 하수도 투자 사업을 통한 생산유발효과는 343조 7,330억원에이른다. 산업별 생산유발효과로 구분하면, 기타 건설 산업의 생산유발액이 226조 8,016억원으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업의 생산유발액이 100조 4,108억원으로 큰 것으로 나타났다.
셋째, 취업유발효과는 2021~40년 전 기간에 걸쳐 251만8,470명인 것으로 추정되었다. 취업유발규모를 산업별로 구분하여 보면, 기타 건설 산업의 취업유발규모가 154만2,868명으로 가장 크고, 다음으로 기타 과학기술 및 전문서비스 산업은 79만 8,137명인 것으로 나타났다.

후속연구

그렇지만, 서울시의 『2030 하수도정비 기본계획』[2]에 의하면, 상기의 단기적인 대책사업 보다는 수세변소수를 정화조를 통하지 않고 공공하수관로에 직접 유입시키는 장기적인 사업을 중점추진계획으로 수립하였다. 더 구체적으로는 서울시 군자 2구역 소block 정비 시 범사업과 수색배수분구의 시범사업을 통해 수세분뇨의 관로직투입을 위한 기본계획을 수립하였고, 설계를 통해 정화조를 폐쇄하고 배관공사를 통해 수세분뇨를 공공하수관로에 직접 투입하는 시범사업을 추진할 예정이다. 이런 분위기에서 한국상하수도협회와 몇몇 연구자들은 합류식지역의 정화조를 없애고 수세분뇨를 관로에 직접 투입하는 방안에 대한 연구를 수행한 바 있다[3,4].
스마트 하수도 구축에 의해 정화조 폐쇄 및 수세분뇨를 공공하수관로에 직접 투입함으로써 하수도 악취 문제를 해결하고, 공공하수도요금 및 정화조 수거·청소비용의 이중부담문제 해결을 기대할 수 있다. 또한 음식물을 가정 내 주방 싱크대에서 하수관로로 바로 배출할 수 있는 하수관로 여건을 조성함으로써 음식물쓰레기 분리배출의 불편함을 없애 생활환경 개선에 기여할수 있을 것이다.
셋째, 스마트 하수도는 사물 인터넷을 기반으로 하므로 실시간으로 하수도의 유량, 유속 수위 등을 감지하고 문제 발생 시 조치하기 위해서는 지방자치단체별로 공공하수도관리청과 총괄운영센터의 운영이 필요하다. 기초자치단체별로 공공하수도관리청은 1개소를 두고 총괄운영센터의 경우 시에는 5개소가 군과 구에는 10개소의 센터를 구축하는 것을 가정한다.
스마트 하수도 구축에 의해 정화조 폐쇄 및 수세분뇨를 공공하수관로에 직접 투입함으로써 하수도 악취 문제를 해결하고, 공공하수도요금 및 정화조 수거·청소비용의 이중부담문제 해결을 기대할 수 있다.
스마트 하수도 구축을 위하여 기술적인 측면에서 하수관로 내 퇴적을 최소화하는 관로 설계·시공방법의 제시, IoT 등 첨단기술 접목을 통한 하수관로 조사, 모니터링 및 수세분뇨가 정체 없이 흐를 수 있도록 하는 운영기술 개발, CSOs 발생으로 인한 공공수역 수질보전대책 마련 등 과학적인 해법 제시, 공공하수처리시설에서 추가로 유입되는 분뇨로 인한 하수처리 및 슬러지처리시설 용량확대 및 운영 개선이 필요하다.
이상의 분석결과에서 스마트하수도 사업을 빠른 시일 안에 구체적인 로드맵을 확정한 뒤, 예산을 투입하여 적극적으로 추진할 필요성이 있음을 확인할 수 있었다. 이런 차원에서 본 논문의 연구결과가 향후 스마트 하수도 구축을 위한 장기사업계획 추진의 기초자료로 활용되기를 기대해본다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트 하수도란?	이들 문제를 해결하기 위해서는 정화조를 없애고 주방오물분쇄기를 적용하여 수세분뇨와 주방오물의 공공하수관로 직접 투입이 필요한데, 이를 위한 새로운 개념의 하수관로가 스마트 하수관로이다. 스마트 하수도는 결국 실시간 사물인터넷 모니터링 시스템이라고 말할 수 있다.
	주거환경 문제 중 하수도와 밀접하게 관련된 것은?	주거환경 문제 중 하수도와 밀접하게 관련된 것은 정화조 존치로 발생되는 악취, 음식물 찌꺼기 수거로 인한 생활환경 문제이다. 이들 문제를 해결하기 위해서는 정화조를 없애고 주방오물분쇄기를 적용하여 수세분뇨와 주방오물의 공공하수관로 직접 투입이 필요한데, 이를 위한 새로운 개념의 하수관로가 스마트 하수관로이다.
	생활환경 문제를 해결하기 위해 필요한 것은?	주거환경 문제 중 하수도와 밀접하게 관련된 것은 정화조 존치로 발생되는 악취, 음식물 찌꺼기 수거로 인한 생활환경 문제이다. 이들 문제를 해결하기 위해서는 정화조를 없애고 주방오물분쇄기를 적용하여 수세분뇨와 주방오물의 공공하수관로 직접 투입이 필요한데, 이를 위한 새로운 개념의 하수관로가 스마트 하수관로이다. 스마트 하수도는 결국 실시간 사물인터넷 모니터링 시스템이라고 말할 수 있다.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증