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[알쏭달쏭 바다세상Ⅱ](22) 바닷물 끓여 식수 사용한데서 시작 '해수담수화'

송고시간2020-07-12 08:01

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바다는 수자원 보고…이스라엘 연간 생활용수 40% 해수 이용한 담수로 공급

해수담수화, 물 산업 선도 폭발적 성장…관련 산업 세계 1위 두산중공업

국제우주정거장에서 포착한 지구의 대양
국제우주정거장에서 포착한 지구의 대양

[NASA 제공]

(부산=연합뉴스) 김재홍 기자 = 지구에는 엄청난 양의 물이 있다.

그 양은 13억8천500만㎦ 정도로 추정되는데 지구 전체를 2.7㎞ 높이로 덮을 수 있을 정도다.

그런데 염분 함량이 적은 담수(Fresh water·淡水)는 지구 전체 물의 2.5%에 불과하다.

담수 중에서 빙설과 지하수를 제외하고 사람이 손쉽게 사용할 수 있는 담수호 물이나 하천은 전체 물의 0.01% 이하인 10만㎦에 불과하다.

가뭄과 홍수 등 기상 이변 탓에 사용할 수 있는 수자원은 계속 줄어들고 있다.

유엔은 물 부족 정도에 따라 '물 기근 국가', '물 부족 국가', '물 풍요 국가' 등 단계를 두고 있는데 우리나라는 물 부족 국가다.

가뭄에 갈라진 논바닥
가뭄에 갈라진 논바닥

[연합뉴스TV 제공]

세계 물 포럼에 따르면 매년 수인성 질병으로 사망하는 사람이 500만명 이상인데 이는 전쟁으로 인한 사망자의 10배 수준이다.

인구증가, 개발도상국 경제발전, 지구온난화 등으로 물 수요는 앞으로도 계속해서 늘어날 전망이다.

이런 상황 속에서 염분 농도가 아주 높은 해수를 담수로 바꾸는 해수담수화는 물 산업을 선도할 분야라고 할 수 있다.

해수담수화 시도는 아주 오래전부터 이어져 왔다.

바다를 항해하던 옛 선원들은 엄청나게 많은 바닷물을 보면서 정작 먹을 물이 부족한 아이러니한 상황을 경험했다.

선원들이 바닷물을 끓여서 수증기를 모아 식수로 사용하기 시작한 것에서 해수담수화가 시작됐다고 한다.

이처럼 바닷물에서 염분을 제거해 담수를 얻는 과정을 '해수담수화'나 '해수탈염'이라고 한다. 영어로는 'Desalination'이다.

1940년 2차 세계대전 때는 군부대에 물을 공급하기 위해 담수 설비를 만들었고, 기술 개발이 이어졌다.

지금은 전 세계적으로 물 부족 현상이 심해져 해수담수화 연구가 상당히 활발해졌다.

건조한 기후 지역에 속하는 중동 사막을 중심으로 대규모 담수화 시설이 가동 중이다.

이스라엘이 포함된 지도
이스라엘이 포함된 지도

[구글 캡처]

특히 이스라엘은 식수와 석유가 부족해 일찍부터 해수담수화 기술과 태양열을 중심으로 한 기술 개발에 몰두했다.

이스라엘은 연간 생활용수의 40%를 해수를 이용한 담수로 공급하는 것으로 알려졌다.

해수담수화 시장은 폭발적으로 성장하고 있다.

다량의 수자원을 안정적으로 확보할 수 있는 것은 물론 공사 기간이 짧아 조기에 다량의 수자원 확보가 가능하다는 점, 생산 시설이 단순해 시설 면적이 크지 않고 지속적 기술 개발로 생산 단가 등이 주요 특징이다.

주요 해수담수화 방법을 보면 역삼투법, 증발법, 전기투석법, 냉동법 등이 있다.

주로 역삼투법과 증발법을 쓴다.

역삼투법은 물속에 녹아 있는 염분 등은 투과하지 않고 물만 투과하는 역삼투막에 해수를 통과시켜 담수를 얻는 방법이다.

삼투압은 농도가 다른 두 액체를 반투막으로 막아놓았을 때 용질의 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 현상에 의해 나타나는 압력을 일컫는다.

증발법은 해수를 증발시켜 염분과 수증기를 분리하고, 수증기를 응결시켜 담수를 얻는 방법으로 에너지자원이 비교적 풍부한 중동 지역에서 주로 이용한다.

그러나 역삼투법과 비교하면 3배 이상 에너지가 소비된다.

2011년 두산중공업이 만든 담수증발기
2011년 두산중공업이 만든 담수증발기

[연합뉴스 자료사진·재판매 및 DB 금지]

해수담수화 생산 시설 산업의 세계 1위는 두산중공업이다.

두산중공업은 1978년 사우디아라비아 파라잔 프로젝트를 시작으로 아랍에미리트, 쿠웨이트, 오만, 카타르, 리비아 등 중동 지역에서 많은 프로젝트를 수행해왔다.

[참고문헌]

1. 김성귀, '첨단기술과 함께 하는 해양자원, 해수담수화', 바다이야기(한국해양수산개발원 고등학교 및 일반용 해양교육 교재), 2014.

2. 두산중공업, 해수담수화플랜트(http://www.doosanheavy.com/kr/products/water/plant01/)

pitbull@yna.co.kr

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