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대체수자원 활성화를 위한 기술적·제도적 한계와 해결 방안

일반 리포트 2025년 03월 12일
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목차

  1. 요약
  2. 대체수자원의 필요성
  3. 현재의 기술적·제도적 한계
  4. 해결책 제안
  5. 해수담수화 안전성과 활용 방안
  6. 결론

1. 요약

  • 대체수자원 활성화의 필요성을 논의하기 위해, 먼저 전 세계적으로 증가하는 물 부족 현상과 기후 변화 영향에 대한 심층 분석이 필요합니다. 물 부족은 산업화, 도시화, 그리고 기후 변화의 복합적 요인으로 인해 더욱 심각해지고 있으며, UN의 예측에 따르면, 2025년까지 전 세계 인구의 3분의 2가 물 부족 문제에 직면할 것으로 보입니다. 이러한 상황 속에서, 대체수자원의 개발과 활용은 필수적인 대안으로 떠오르고 있습니다. 해수담수화와 빗물 활용 기술은 이러한 대체수자원의 대표적인 예로, 각기 다른 특성과 장단점이 존재하지만, 공통적으로 물 부족 문제 개선에 기여할 수 있는 가능성을 보유하고 있습니다.

  • 또한 최근 연구 및 기술 개발의 동향을 분석하면, 대체수자원이 단순한 수자원 공급원 역할을 넘어서, 지속 가능한 발전 목표를 달성하기 위한 중요한 요소로 작용할 수 있음을 알 수 있습니다. 그러나 현재 이러한 대체수자원을 효과적으로 활용하기 위해서는 기술적, 제도적 장벽이 존재하는 상황입니다. 빗물 재이용 및 중수도 시스템이 의무화되어 있음에도 불구하고, 실제로 그 효율성이 떨어지고 있는 점은 심각한 우려를 낳고 있습니다. 해수담수화 기술도 에너지 소모가 크고 경제성에 걸림돌이 되는 요소가 존재하는 만큼, 이러한 기술과 제도적 개선 방안이 시급히 필요합니다. 수처리 기술의 수출 저조 문제 역시 해결해야 할 과제로 남아 있으며, 이는 우리나라 수처리 기술의 글로벌 경쟁력을 제고하기 위한 원동력이 필요함을 시사합니다.

  • 이러한 맥락에서 대체수자원의 활성화는 단순한 물 부족 문제 해결을 넘어서, 기술 발전과 법∙정책의 체계적 개선을 통해 지속 가능한 물 관리 시스템을 구축하는 방향으로 나아가야 합니다. 각국 정부, 학계 및 민간 부문 간의 협력이 필수적이며, 이를 통해 대체수자원의 활성화가 현실화될 가능성이 큽니다.

2. 대체수자원의 필요성

  • 2-1. 물부족 현상의 심각성

  • 전 세계적으로 물부족 현상이 지속적으로 심각해지고 있습니다. 특히, 산업화와 도시화가 급속하게 진행됨에 따라 수자원에 대한 수요는 증가하고 있으며, 이는 여러 지역에서 물 자원의 고갈을 초래하고 있습니다. UN에 따르면, 2025년까지 전 세계 인구의 2/3가 물 부족에 직면할 것으로 예상되고 있습니다. 이로 인해 각국 정부는 효율적인 수자원 관리와 대체수자원의 개발이 필수적이라는 공감대를 형성하고 있습니다.

  • 2-2. 기후변화에 따른 수자원 문제

  • 기후변화는 물 자원의 수급에 큰 영향을 미치고 있습니다. 가뭄과 홍수 같은 극단적인 기후 현상이 빈번해지면서, 많은 지역에서 물 부족과 오염이 심각해지고 있습니다. 특히, 기후 변화에 따른 강수 패턴의 변동은 각 지역의 수자원 확보를 더욱 어렵게 하고 있습니다. 예를 들어, 농업용수의 부족은 식량 생산에 영향을 미치며, 이는 결국 공급망 전반에 걸쳐 경제적인 위기를 초래할 수 있습니다.

  • 2-3. 대체수자원의 정의 및 종류

  • 대체수자원은 전통적인 물 자원 외에 추가적인 물 공급원을 의미합니다. 대표적인 대체수자원으로는 빗물 활용, 해수 담수화, 중수도 시스템, 그리고 지하수의 활용 등이 있습니다. 이들 대체수자원은 물 부족 문제를 해결하기 위한 대안으로 인식되고 있으며, 각자의 특성과 장단점이 존재합니다. 예를 들어, 해수 담수화는 광범위한 바다 자원을 활용할 수 있지만, 높은 에너지를 소모하고 환경에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 반면, 빗물 활용은 미세한 구조적 변경으로 시작할 수 있으며, 지역사회에서도 쉽게 실현 가능성이 큽니다.

3. 현재의 기술적·제도적 한계

  • 3-1. 빗물 및 중수도의 실효성 부족

  • 국내에서는 빗물 재이용 및 중수도 시스템이 의무화되어 있지만, 실제로는 그 실효성이 크게 부족한 상황입니다. 설치된 빗물이용시설 중 상당수가 활용되지 않고 있으며, 환경부의 조사에 따르면, 설치된 시설의 3분의 1은 사후 운영 실적이 전무하다고 합니다. 이는 제도적 장치가 마련되었음에도 불구하고, 시설의 설계와 운영 과정에서의 부적절함이 주 원인으로 지목되고 있습니다.

  • 빗물 활용과 중수도가 법적으로 의무화되어 있지만, 이들 시설이 실제 물 사용에서 차지하는 비중은 미미합니다. 특히, 중수도의 경우, 경제성 문제로 인해 기업과 공공기관에서 사용을 꺼리는 경향이 있습니다. 따라서, 사전 신고 및 검토를 통해 시설 설계를 적절히 개선하고, 실제 수요에 맞춘 관리 체계를 마련해야 합니다.

  • 3-2. 해수담수화 기술의 제한점

  • 해수담수화는 국내에서 수자원 확보의 중요한 수단으로 여겨지지만, 여러 기술적 한계가 존재합니다. 주요 기술인 역삼투 방식은 현재의 플랜트에서 90% 이상 사용되고 있지만, 에너지 소모가 많고 생산 단가가 높아 현실적인 선택이 되기 어렵습니다.

  • 특히, 해수담수화에서 발생하는 농축수 문제는 심각한 환경적 우려를 초래합니다. 이 농축수는 해수보다 높은 염 농도를 가지고 있어 방류 시 수생태계에 미치는 영향이 크기 때문에, 이를 처리할 수 있는 효율적인 기술이 부재합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 농축수 자원화 기술 개발과 더불어, 과학적 근거를 바탕으로 한 방류 기준 마련이 시급합니다.

  • 3-3. 국내 수처리 기술의 수출 저조 원인

  • 우리나라의 수처리 기술은 세계적으로 인정받고 있지만, 수출 실적은 저조한 상황입니다. 이는 여러 가지 요인에서 기인합니다. 첫째로, 많은 기술이 요건을 충족하지 않거나 해외 시장의 특정 요구와 맞지 않아 경쟁력이 떨어질 수 있습니다. 둘째로, 국내 기업들이 해외 진출을 위한 투자와 연구개발에 소극적이라는 점이 문제입니다.

  • 남아시아와 중동 등 수자원 부족 국가들은 이미 해수담수화 및 고도화된 수처리에 대한 적극적인 투자를 진행하고 있으나, 우리나라 기업들은 초기 설비 비용 문제로 인해 제자리걸음인 실정입니다. 따라서 정부 차원에서 기술 지원과 함께 해외 시장 개척을 위한 전략 마련이 필요합니다.

4. 해결책 제안

  • 4-1. 제도 개선의 필요성

  • 대체수자원의 활성화를 위해서는 우선적으로 관련 제도의 개선이 필요합니다. 현재 국내에서 해수담수화 기술과 관련된 법률 및 정책들은 기술 개발에 대한 지원이 미비하며, 투자 유인도 부족한 상황입니다. 예를 들어, 해수담수화를 포함한 대체수자원 개발을 위한 전용 지원 법안 마련이 필요합니다. 이 법안은 국가 차원에서 해수담수화 기술 개발 및 상용화를 촉진하기 위한 재정적 지원, 연구개발(R&D) 투자 확대, 그리고 대체수자원의 사용을 장려하는 인센티브를 포함해야 합니다. 또한, 해수담수화 기술에 대한 공공의 인식 개선을 위해 정보 제공 및 교육 프로그램이 강화되어야 할 것입니다.

  • 4-2. 연구개발 투자 강화 방안

  • 효율적인 대체수자원 개발을 위해서는 연구개발 투자 강화가 필수적입니다. 정부는 현재 해수담수화 및 빗물 활용 기술에 대한 연구개발을 체계적으로 지원하여 지속 가능한 물 공급 모델을 구축해야 합니다. 실제로, 김영진 고려대학교 교수의 발표에 따르면, 수처리 기술의 경우 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 구분되며, 각 방식에 대한 연구가 종합적으로 이루어져야 합니다. 특히, 미래 수처리 기술은 단순히 물을 정수화하는 데에 그치지 않고, 자원 회수와 에너지 생산을 동시에 할 수 있도록 멀티태스킹 가능한 연구 방향성을 가져야 합니다. 이를 위해 산업계, 학계, 그리고 정부의 협력체계를 구축하는 것이 중요합니다.

  • 4-3. 디지털 담수화 및 신재생에너지 기술 융합

  • 디지털 혁신은 해수담수화의 효율성을 극대화할 수 있는 중요한 도구입니다. 현재 전 세계 대부분의 담수화 플랜트가 역삼투(RO) 시스템을 적용하고 있으며, 이러한 시스템은 에너지를 대규모로 소모하는 문제에 직면해 있습니다. 따라서, 인공지능(AI)을 통한 운영 효율화 및 자동제어 시스템 도입이 필수적입니다. 또한, 전기화학적 처리법 및 신재생에너지와의 융합이 요구됩니다. 예를 들어, 우윤철 명지대학교 교수는 신재생에너지 융합기술이 해수담수화 비용을 줄일 수 있음을 강조하고 있습니다. 이를 통해 지속 가능한 물 공급을 위한 준비가 가능해질 것이며, 기술적 진보가 이루어질 것입니다. 이러한 혁신은 수자원 문제 해결을 위한 글로벌 기준에도 부합하여 세계적인 경쟁력을 유지할 수 있는 기반이 될 것입니다.

5. 해수담수화 안전성과 활용 방안

  • 5-1. 부산 기장 해수담수화 시설 활용 사례

  • 부산 기장 해수담수화 시설은 2014년에 완공된 후로, 그동안 여러 가지 이유로 가동이 중단된 상태입니다. 이 시설은 하루 최대 9천 톤의 담수 및 3만6천 톤의 담수를 생산할 수 있는 두 개의 계열로 구성되어 있습니다. 그러나, 현재 이 시설은 2018년부터 방사능 오염 우려로 가동이 중단되고 관리를 받지 않고 있습니다. 이를 해결하기 위해 환경부와 부산시는 기존 시설의 활용 방안을 모색하는 연구 용역을 실시하여, 공업용수 공급 및 비상 용수 생산을 제안했습니다. 특히 1계열 시설을 통해 생산되는 공업용수는 인근의 고리원전 및 산업단지에 공급될 수 있으며, 이는 지역 경제 활성화에 기여할 수 있습니다.

  • 5-2. 해수담수화 정책 및 국제 협력 방안

  • 해수담수화는 지속적인 물 부족 문제를 해결하기 위한 중요한 대안으로 자리잡고 있습니다. 그러나, 기술 발전과 함께 공공 정책에도 변화가 필요합니다. 특히 전기료와 같은 운영 비용을 낮추기 위한 정책적 지원이 필수적입니다. 국제 협력의 측면에서도, 다른 국가들과의 경험 공유 및 기술 이전이 이루어져야 하며, 이를 통해 국내 해수담수화 시설의 경쟁력을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 이스라엘과 같은 해수담수화 선진국의 성공 사례를 살펴보면, 산업별 맞춤형 기술 개발과 정부의 전폭적인 지원이 결합되어 지속 가능한 모델을 구축한 점이 있습니다.

  • 5-3. 물산업의 미래 방향

  • 물산업의 미래는 해수담수화 기술의 발전과 깊은 연관이 있습니다. 앞으로의 기술 발전은 물의 재활용 및 효율적인 사용으로 이어질 것입니다. 또한, 디지털 기술과의 융합이 이루어져 스마트 물관리 시스템이 구축될 수 있습니다. 이를 통해 가뭄 및 재난에 대한 효과적인 대응이 가능해질 것이며, 물 자원의 관리 효율성을 높일 수 있습니다. 이와 같은 변화는 환경 보호와 경제적 지속 가능성을 동시에 충족시킬 수 있는 방향으로 나아가는 데 큰 역할을 할 것입니다.

결론

  • 대체수자원 활성화의 중요성은 단순히 현재의 물 부족 문제 해결을 넘어, 지속 가능한 미래를 위한 필수 조건으로 인식되어야 합니다. 현재의 기술적 한계와 제도적 미비점은 대체수자원의 잠재력을 제한하고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 구체적인 단계가 필요합니다.

  • 특히, 정부 및 민간 부문 간의 협력은 이러한 대체수자원의 활용을 높이는 데 결정적인 역할을 할 것입니다. 기술 개발을 위한 재정적 지원과 인센티브 강화를 통해 기업과 연구기관이 함께 참여할 수 있는 환경을 조성해야 하며, 이 과정에서 시민 사회와의 소통도 필수적입니다. 이러한 다양한 협력 관계 속에서 대체수자원이 실질적으로 활용 될 수 있는 길이 열릴 것입니다.

  • 궁극적으로는, 대체수자원의 활용이 단순한 기술이나 경제적인 해결책을 넘어, 사회 전반에 걸쳐 물 관리의 패러다임을 바꾸는 계기가 될 것으로 기대됩니다. 이러한 변화는 물 자원의 지속 가능한 관리뿐만 아니라, 기후 변화에 대응하는 능력을 강화할 수 있는 기반을 제공할 것입니다. 따라서 향후의 대체수자원 활성화 전략은 이러한 종합적인 접근을 바탕으로 설정되어야 하며, 지속 가능한 사회를 위한 원동력이 될 것입니다.

용어집

  • 대체수자원 [자원]: 전통적인 물 자원 외에 추가적인 물 공급원을 의미하며, 빗물 활용, 해수담수화와 같은 방법이 포함된다.
  • 해수담수화 [기술]: 바닷물을 염분을 제거하여 식수나 농업용수로 전환하는 기술로, 에너지 소모가 크고 환경적 문제를 야기할 수 있다.
  • 빗물 재이용 [기술]: 강우 시 수집된 빗물을 정화하여 재사용하는 방식으로, 물 부족 문제 해결에 기여할 수 있으나 효율성이 떨어지는 경우가 많다.
  • 농축수 [환경 용어]: 해수담수화 과정에서 발생하는 높은 염 농도를 가진 부산물로, 수생태계에 부정적 영향을 미칠 수 있다.
  • 중수도 시스템 [기술]: 오수나 배수가 일정한 처리 과정을 거쳐 재활용되는 수자원을 사용하여 물 자원의 고갈 문제를 해결하기 위한 시스템이다.
  • 역삼투 [기술]: 해수담수화에서 사용되는 주요 기술로, 반투막을 이용해 물 분자를 통과시키고 염분을 분리하는 방법이다.
  • 디지털 담수화 [기술]: 디지털 기술과 자동화 시스템을 활용하여 해수담수화 프로세스의 효율성을 극대화하는 방법론이다.
  • 신재생에너지 [에너지]: 자원의 고갈 없이 지속적으로 생산 가능한 에너지원으로, 해수담수화 과정에 융합되어 비용 절감에 기여할 수 있다.

출처 문서