두바이의 세계 첫 '태양광에너지 담수화 발전소' Dubai To Open First Ever Solar-Powered Desalination Plant: VIDEO
UAE '모하메드 빈 라쉬드 알 막툼 솔라 파크
(Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park)' 담수화 공장 가동
아직 비용구조 높아,
석탄연료 기존 발전소 온실가스 배출 심화
'악마의 거래' 방지가능
[지난기사] 2016.05.15
국제식량정책연구소(International Food Policy Research Institute)는 보고서를 통해 현재의 물 소비 추세가 이어진다면 2050년에는 세계 절반 이상의 인구가 물 부족 위험에 직면할 것이라고 경고한 바 있다.
모하메드 빈 라쉬드 알 막툼 솔라 파크 청사진. 출처=DEWA(Dubai Electronic and Water Authority)
Dubai To Open First Ever Solar-Powered Desalination Plant: VIDEO
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미국의 국가정보위원회는 '글로벌 트렌드 2030' 보고서를 통해 "2030년까지 에너지는 50%, 물은 40%, 식량은 35% 등 큰 폭으로 수요가 증가할 것으로 예상했다.
최근 들어 지구온난화와 기후 변화 등 세계적으로 식수로 사용할 수 있는 물을 비롯해 수자원 부족 현상이 갈수록 심화될 것이란 전망이 커짐에 따라 수많은 담수처리공장들이 설립 계획 중이거나 지어지는 중이다. 그 중에서도 태양광에너지를 활용한 해수담수화 공장(Solar Reverse Osmosis System, SROS)의 건립 소식이 전해져 관심이 끌고 있다.
지구상에 있는 물 97%는 해수이고 나머지 3%는 담수(淡水)다. 담수란 일반적으로 소금기가 적어 농사나 식용으로 사용할 수 있는 물을 의미한다.
5월 12일(현지시각) MIT Technology Review는 두바이 근처에 지어진 두바이 왕의 이름을 딴 모하메드 빈 라쉬드 알 막툼 솔라 파크(Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park)의 담수화 공장이 이번 달에 가동될 예정이라고 보도했다. 이 공장은 태양광 전지판과 배터리를 활용해 작동되며 하루에 1만 3200갤런(약 5만 리터)의 식수를 생산할 수 있다. 다른 담수처리공장들에 비해 특별히 많은 양은 아니지만 화석연료를 사용하지 않아도 될 것이란 가능성을 제시해 기대를 모으고 있다.
태양광 에너지 담수화 시스템 원리. 출처=Bionics
태양광 에너지 담수화 시스템 원리. 출처=MIT Field and Space Robotic Laboratory
태양광에너지 방식 외에도 곳곳에서 해수담수화가 추진 중이다. 가뭄에 시달리고 있는 미국 캘리포니아 주(州) 샌디에이고 북쪽의 칼즈베드(Carlsbad)지역의 전기 에너지 해수담수화 공장에서는 하루에 540만 갤런(약 2000만 리터)의 담수를 생산할 예정이다. 또한 세계최대의 역삼투압방식 담수화 업체인 ‘Megascale Desalination’과‘Desalination Out of Desperation’에 따르면 이스라엘의 소렉(Sorek)담수 설비는 하루에 1600만 갤런(약 6000만 리터)이상의 담수를 쏟아낼 수 있는 것으로 알려졌다.
역삼투압 방식이란 각종 불순물이 섞여 있는 물에 압력을 가해 반투막인 멤브레인을 통과할 때 미생물, 바이러스, 중금속, 무기물질, 방사선물질 등 불순물은 걸러주고 순수한 물과 용존 산소, 미량의 미네랄만을 통과시켜 주는 방식이다.
그러나 이 공장들의 담수 생산은 ‘악마의 거래’로 불린다. 대부분 식물 원료를 사용하여 온실가스를 배출하기 때문에 궁극적으로 가뭄을 심화시킨다. 실제로 사우디아라비아는 바닷물의 담수화를 위해 하루에 대략 30만 배럴의 석유를 사용한다. 이는 바닷물에 있는 60퍼센트의 신선한 물을 공급하기 위한 방법이지만 지속가능한 방법이 아니라는 의견이 대부분이다. 화석 연료를 사용하지 않고도 신선한 물을 생산할 방법을 찾는 것은 사막에 위치한 중동국가들 뿐만 아니라 전 세계적으로도 중요한 문제로 떠오르고 있다.
한편 사우디아라비아는 현재 두바이의 새 담수화 공장으로는 물 수요를 감당하지 못해 알 카프지(Al Khafji)에 더 큰 공장을 설립할 계획인 것으로 확인됐다. 알 카프지 공장은 지역 인구의 물 수요를 충분히 감당하기 위해 하루 160만 갤런의 담수를 생산할 예정이다. 사우디 국유 기업인 어드밴스드 워터 테크놀러지(Advanced Water Technology)와 함께 시공 중인 스페인 태양광 회사 아벤고아(Abengoa)는 이 공장을 “태양광 에너지로 작동되는 세계 최초의 대규모 담수화 공장”이라고 소개한 바 있다.
하지만 세계 은행(World bank)보고서에 따르면 태양광을 기반 담수화는 친환경적인 반면 기존 전력 기반 방식보다 비용이 많이 드는 것으로 알려졌다.
첫째, 담수화 공장은 하루 24시간 가동하기 때문에 태양광이 없는 시간동안 가동할 배터리가 많이 사용된다. 다행히 태양광 에너지의 효율성이 높아지면서 가격은 낮아지고 있어 2050년 쯤에는 1000갤런에 25달러로 현재 50달러의 절반 수준이 될 것으로 기대되고 있다. 그러나 그 정도로는 태양광 에너지 사용에 최적화된 중동지방에서도 여전히 정부의 지원 없이는 경제적으로 가동하기 힘든 것이 사실이다.
둘째, 대형 태양광 전지판을 설치하려면 많은 부지와 비용이 요구된다. 예를 들어, 가뭄에 시달리고 있는 미국 캘리포니아 주의 센트럴 벨리(Central Valley)지역의 UCLA 수도 기술 연구 센터(Water Technology Research Center)는 지역 내 부족한 깨끗한 물 공급의 부족을 해결하기 위해 염분이 섞인 농업용 폐수를 담수화 하는 태양광 기반 시설들을 건립중이다. 이 프로젝트의 담당자인 UCLA교수 요람 코헨(Yoram Cohen)은 “이 시설들은 태양광 에너지 방식에 적합한 작은 규모” 라며 “칼즈베드에서는 비싼 부동산 가격 때문에 이러한 사업을 진행할 수 없을 것”이라고 말했다. 태양광 담수화 설비는 소규모일 때 더 효율적이라는 의미다.
셋째, 현재 알 막툼과 알 카프지 공장 등의 방식은 단순히 전기 에너지를 태양광 에너지로 바꾸는 것이다. 세계 은행의 분석에 따르면 바닷물을 담수로 정제하기 위해 집약된 태양광에너지에서 발생된 열을 사용하는 공장의 비용과 생산량은 전력을 사용하는 공장과 비슷한 것으로 알려졌다.
태양열 해수담수화 실증 플랜트. 출처=한국에너지기술연구원
한편 한국에너지기술연구원(KIER)에 따르면 우리나라는 2015년 말 태양열을 이용해 해수를 담수로 바꾸는 해수담수화 기술을 개발하여 전라남도와 함께 실증플랜트를 구축했다. 또한 인천시 상수도사업본부는 작년 10월, 현재 가뭄으로 인해 물 부족문제의 어려움을 겪고 있는 도서 중 소연평도와 소청도에 2016년 각각 100톤과 150톤 규모로 신재생에너지를 연계한 친환경 에너지자립형 해수담수화 설비를 도입할 계획이라고 발표한 바 있다.
전지성 기자 이코노믹리뷰
[전문]
http://www.econovill.com/news/articleView.html?idxno=289232
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