라인
왼쪽
오른쪽
  • UPDATE : 2019.9.22 일 08:12
> 해양수산 > 일반
가스 하이드레이트 형성 원리 응용 차세대 해수담수화 기술 개발에도 박차
김형준 기자  |  samic8315@leaders.kr
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 신고하기
승인 2017.01.16  14:46:28
페이스북 카카오스토리 미투데이 트위터

‘이동식 해수담수화 파일럿 플랜트’설비도 갖춰
고농도 염분서 담수 생산 가능 차세대 기술 연구

   
차세대 해수담수화 기술 등 가스하이드레이트 형성 기술 응용 기반의 기초연구를 가능케 하는 생기원 동남본부의 ‘이동식 해수담수화 파일럿 플랜트’설비 모습. (사진 = 김형준 기자)

‘해양플랜트기자재R&D센터’에는 다상유동 시험설비 이외에도 주목할 만한 기반시설이 있다. ‘이동식 해수담수화 파일럿 플랜트’설비가 그 주인공. 이 설비로 인해 가스하이드레이트 형성 기술을 응용한 다양한 기술 개발의 기초연구가 진행되고 있다. 이 가운데 가장 대표적인 기술이 해수담수화 기술이다.

해수담수화 기술은 지구상에서 가장 풍부한 자원의 하나인 바닷물을 식수와 생활용수로 바꿔주는 기술로 유엔이 발표한 미래 보고서에 의하면 오는 2025년 전 세계 인구 중 30억명이 물 부족 사태에 직면할 것으로 전망돼 현재 관련시장은 가파른 성장곡선을 그리고 있다. 가스하이드레이트(Gas Hydrate)는 메탄, 에탄 등과 같은 가스가 저온고압 조건에서 물분자와 결합돼 형성된 고체물질을 의미하는데 외형상 드라이아이스와 유사한 특성을 보여 일명 ‘불타는 얼음’으로 불리기도 한다.

생기원 동남본부의 이주동 박사팀은 가스하이드레이트의 생성 원리를 응용한 신개념 해수담수화 기술 개발을 위한 기초연구를 올해로 5년째 이어오고 있다.

이 기술은 특정온도와 압력 조건하에서 가스와 바닷물을 반응시켜 바닷물을 가스 하이드레이트 결정체로 만든 다음 염분이 포함된 여액을 분리해 순수한 담수를 얻어내는 메커니즘이다. 쉽게 말하면 바닷물이 얼어서 만들어진 빙하가 염분을 포함하지 않는 순수한 물 결정만으로 이루어진 것과 같은 이치다.

21세기 물 산업이 20세기의 석유산업을 능가하는 ‘블루 골드’로 떠오르고 있는 시점에서 생기원이 개발중인 하이드레이트 응용 해수담수화 기술은 차세대 기술로 기존 기술들이 가진 한계를 보완하고 있다. 양대 해수담수화 기술 가운데 증발법은 바닷물을 끓여서 증발시킨 뒤 응축해 담수를 얻는 방식인데 막대한 에너지 투입이 요구돼 비용이 많이 든다는 단점을 지니고 있다.

세계에서 가장 많이 사용되는 해수담수화기술인 막 분리법(역삼투막법)의 경우 증발법에 비해 에너지 소모는 적어 비용이 적게 드는 반면 빈번한 필터 교체로 인한 유지비용 증가와 더불어 무엇보다도 바닷물의 염분 농도가 5% 이상의 바닷물에는 적용할 수 없다는 맹점이 있다. 따라서 염분농도가 5% 이상의 고염분의 바닷물을 담수로 만들기 위해서는 증발법을 사용해야하지만 막대한 비용이 큰 부담이 되고 있는 실정이다.

이에 반해 생기원 동남본부가 개발중인 가스하이드레이트 형성 해수담수화 기술은 고농도 염분이 포함된 상태에서도 깨끗한 물을 만드는 장점을 가지고 있다. 예를 들면 중동지역의 대수층의 염분농도는 10% 이상인데 이와 같은 해수담수화 시장에는 가스하이드레이트 생성 원리 응용 해수담수화 기술이 제격인 셈이다.

   
 

현재 이주동 박사팀은 염분농도 15%에서도 이 기술을 이용해 깨끗한 물을 얻을 수 있다는 기초 연구를 마친 상태다. 비용적인 측면에서도 증발법과 비교하면 경제성이 크게 앞선다. 다만 막 분리법에 비해서는 담수생산 비용이 톤당 3~5배 가량 비싸지만 기술 개발이 진행될수록 비용단가가 크게 개선되는 점과 막 분리 방법이 적용할 수 없는 5% 이상의 고염 해수를 처리할 수 있다는 점 등을 고려할 때, 해당기술은 국내시장을 벗어나서 세계시장 개척에도 일조를 할 것으로 생기원 측은 내다보고 있다.

뿐만 아니다. 이 기술은 농도가 높은 바닷물에서도 리튬, 마그네슘과 같은 용존자원의 농축을 통해 자원 회수 기술에 적용도 가능해 부가가치를 높일 수 있다는 이점도 가지고 있다.

여기에 가스하이드레이트 형성 기술은 다양한 산업으로 응용기술 적용이 가능하다는 점에서 해수담수화 이외에도 천연가스 수송 및 저장, 고농도 염폐수 등 수처리 관련 시장, 지구온난화 가스 분리 및 저장 등 국가 신성장동력산업에 적용되는 미래신기술이라는 점에서 큰 주목을 받고 있다.

특히 지난해부터 해양투기의 법적 금지로 유기성 폐기물의 감량화를 통한 바다 투기가 금지돼 생기원의 가스하이드레이트 형성 원리를 응용한 고농도 폐수시장의 수처리 관련 기술 개발 연구에도 큰 관심이 집중되고 있다. 가스하이드레이트 형성법을 이용한 상업적 응용기술 적용을 위한 다양한 연구를 진행중인 생기원은 국내 25건, 국외 14건 등 국내외 특허를 보유해 이 분야의 충분한 기술 경쟁력을 확보한 상태다.

정우창 생기원 동남지역본부장은 “해양플랜트기자재R&D센터 기반구축과 해수담수화 기술개발 관련 연구개발성과들은 부산시(기간산업과, 해양산업과, 연구개발과)의 전폭적인 관심과 지원 및 협업이 토대가 됐다”며 관계기관에 대한 감사함을 표했다.

김형준 기자 samic8315@leaders.kr
 

[관련기사]

김형준 기자의 다른기사 보기  
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 신고하기
페이스북 카카오스토리 미투데이 트위터
기사 댓글 0
전체보기
첫번째 댓글을 남겨주세요.
여백
여백
여백
여백
회사소개기사제보광고문의불편신고개인정보취급방침청소년보호정책이메일무단수집거부
부산광역시 부산진구 중앙대로 594 |  대표전화 : 051-996-2400  |  팩스 : 051-996-2408  |  등록번호 : 부산 가 00020  |  발행·편집인 : 백재현
등록번호 : 아00219 |  등록일자 : 2015년 2월 06일 |  청소년 보호책임자 : 백재현
Copyright © 2014 일간리더스경제신문. All rights reserved.