식품·음료산업은 물을 가장 많이 사용하는 산업이다. 제품의 제조·냉동·스팀·세정 과정에 물이 필요하며, 없어서는 안되는 핵심적인 필수 항목이다. 청량음료, 유제품, 양조주, 와인, 증류수, 육류, 과일, 야채 등을 제조 혹은 가공하는 분야는 많은 물을 필요로 한다.

 

통상적으로 제품 1㎏을 생산하는 데 필요한 물의 양을 리터(L)로 표현해 나타내고 있다. 즉 소고기 1㎏을 생산하려면 1만5천500L, 치즈 5천L, 사과 700L, 초콜릿은 2만4천L의 물이 필요하며, 오렌지 주스 한잔을 만드는 데는 150L의 물이 필요하다고 한다.

 

『JP Morgan 보고서』에 의하면 대형 식품·음료회사인 네슬레, 유니레버, 코카콜라, 크라프트 푸드사, 다논 그룹 등의 연간 물 소비량은 6천억L로 전 세계 인구의 하루 물 소요량과 맞먹는 규모이다.

 

이는 제조과정에서 많은 양의 깨끗한 물이 필요하며, 제조과정에서 발생되는 폐수에도 적절한 처리과정이 필요하다는 것을 암시한다. 제조과정에서 발생되는 폐수에는 많은 양의 유기성오염, 기름, 질소·인 물질이 포함되어 있으며, 육류 고기의 제조 과정에서는 환경 문제와 건강을 해치는 여러 종류의 박테리아 물질이 존재하고 있다.

 

Food and beverage is one of the most water intensive industries worldwide. Water is necessary for the production process, refrigeration, steam production and cleaning but is also an integral component of the food and beverage products.

There are several water intensive food and beverage sectors such as soft drinks, dairy products, brewing, wine and spirits, meat processing as well as fruits and vegetable processing. The overall production of a particular product requires significant amounts of water, which is determined as water footprint expressed in liters of water necessary to produce one kg of this product.

According to Twente Water Centre's report on The Water Footprint of Food, the production of 1kg of beef requires 15,500 liters of water, cheese 5,000 liters, apple 700 liters, chocolate 24,000 liters and orange juice or wine approximately 150 liters per glass.

According to the J.P. Morgan's Global Equity Research on Food Processing: Big Risks, Little Capture, it is estimated that combined direct water use of five global food and beverage giants: Nestle SA, Unilever Group, The Coca-Cola Company, Kraft Foods Inc. and Danone Group approaches over 600 billion liters per year, enough to serve the daily basic water needs of everyone in the planet. It has to be highlighted that both a significant volume of purified water is required and also wastewater that is generated during the production process requires proper treatment. Wastewater from the food and beverage industry often contains extremely high loads of organic pollution, fats, nitrogen and phosphorus and in case of meat processing, also many types of bacteria that requires adequate treatment to reduce environmental pollution and public health risks.

 

 

▲ [그림1] 식품·음료 생산에 대한 글로벌 물 발자국(Global Water Footprint)

식품·음료산업 분야에서 물 문제를 해결하기 위해 개발을 시급히 추진해야 하는 배경에는 인구증가 문제가 있다. 『UN 보고서』는 2011년부터 2050년 사이 69억 명의 인구가 90억 명으로 증가할 것으로 예상하고 있다. 이에 늘어나는 20억 인구에 대한 식량이 필요하며, 이러한 식량생산은 많은 물을 필요로 한다.

 

가장 많이 인구가 증가하는 곳은 아시아 및 아프리카의 개발 도상국가들로 이들은 물 스트레스가 매우 심하며 상하수도의 인프라 설비도 열악한 실정이다. 또한 이들 나라에서 급격히 증가하는 중산층은 물의 사용 패턴에서 선진국의 행태를 급속히 따르는 경향이 있다.

 

기후변화와 급격히 증가하는 물 스트레스는 전세계 식품·음료산업에 많은 영향을 끼치고 있으며, 특히 모든 산업계의 활동영역에서 깨끗한 물의 수요는 크게 증가하고 있는 추세이다. 따라서 많은 국가들은 물 사용에 대한 규제 강화를 실시하고, 물 재이용 및 폐회로(closed-loop) 기술의 적용을 위한 고도처리 요구가 많아지고 있다.

 

그러나 실제로 이제까지 무차별적인 사용으로 개발도상국 및 선진국 모두 식품·음료사업에 많은 악영향을 끼쳤다. 추가적으로 원자재·에너지·물 가격 등의 상승으로 식품·음료 제조사들은 이에 따른 생산비 증가를 완화시키려는 노력을 하고 있으며 물의 보존과 재이용 분야에서도 경제성을 검토하기에 이르렀다.

 

실제로 인도의 코카콜라사와 펩시콜라사는 물부족 현상으로 지역주민들의 가용자원에 대한 불만을 제기해 공장 인근지역의 지하수를 사용하는 권한을 상실하게 되었으며, 중국 북경에서는 물을 많이 소모하는 산업의 신규진입을 금지하고, 물을 절약하는 기업에게는 보상을 해주고 있다.

 

One of the key factors driving development of the water solutions in this industry is global population growth. United Nations projects that between 2011 and 2050 the global population will increase from 6.99 billion to over nine billion, resulting in more than two billion additional people to feed, and causing significant water demand for food production.

The highest population growth is projected for emerging and developing economies of Africa and Asia, which at the same time suffer from the highest water stress and undeveloped water and wastewater infrastructure. Additionally, rapidly expanding affluent middle class in emerging and developing countries cause that the consumption patterns and the water use of this class is quickly approaching those of developed countries. The strongest demand for resource-intensive food products is coming mainly from East Asia.

Climate change and rising water stress is also a strong factor impacting the global food and beverage industry and results in increasing pressure on freshwater for industrial activities. This has resulted in an increasing regulation of water use in the sector with both voluntary industry initiatives as well as legislative measures for higher treatment requirements to implement water reuse and closed-loop technologies. The indiscriminate use of water has already started to affect food and beverage companies both in the developed and developing regions.

Additionally, the rising price of raw materials, energy and water is forcing food and beverage manufacturers to look to mitigate rising production costs and tap into economical benefits, linked to water conservation and reuse.

In Kerala, India, both The Coca-Cola Company and PepsiCo lost their licenses to use local groundwater at bottling plants after water shortages raised concerns on water availability for local residents. In Beijing the authorities limit new water-guzzling industries and have introduced water conservation restrictions and reward companies that use water-saving technologies.

 

 

2011년 전세계 식품·음료시장의 상하수 처리기술 시장규모는 설계, 엔지니어링, 운전 및 유지보수, 서비스, 용역 등을 포함해 30억 달러 수준이었으며 2020년에는 연평균성장률(CAGR) 5.5%를 기록, 48억 달러로 증가가 예상된다.

 

물 재이용 목적의 고도처리방법에 대한 수요가 증가되고 있으며, 증가하는 물값을 완화시키기 위한 생산비 절감 노력도 커질 전망이다. 또한 환경규제의 강화로 상하수 처리와 관련된 서비스 요구가 커질 것으로 예상됨에 따라 이들 요구조건을 만족시키기 위한 설계, 엔지니어링, 운영 및 유지보수에 대한 많은 기회가 발생될 것으로 예상되고 있다.

 

따라서 멤브레인 분리기술이 전세계 식품·음료시장의 수처리 기술로 가장 큰 성장을 가질 것으로 기대되며 이와 더불어 고도 살균·소독 기술도 큰 성장이 예상된다. 클로린 사용 대신 녹색기술로 대체하려는 일환으로 UV 및 오존처리가 중요한 살균·소독기술로 부상될 것이다. 폐수처리 분야에서는 2차 처리, 3차 처리 및 고도처리, 그리고 슬러지 처리 분야가 큰 성장의 축을 가질 것이다.

 

In 2011 the global food and beverage market, which consists of water and wastewater treatment technologies as well as design, engineering, operation and maintenance services, has reached almost US$3 billion and is expected to grow between 2011-2020 at the compound annual growth rate of 5.5%, reaching US$4.80 billion.

The forecast predicts growing demand for advanced treatment solutions for water reuse and translates to reduced operational costs of production to help mitigate increasing water prices. Additionally rising pressure to deal with environmental legislation is expected to drive demand for all services related to water and wastewater treatment.

Therefore opportunities for design and engineering as well as operation and maintenance are likely to grow as industrial customers increasingly turn to water specialists to improve their operational efficiency and to meet stricter environmental standards.

Membrane separation has the highest growth potential among the water treatment technologies in the food and beverage industry. This technology is expected to experience the highest growth rate in the coming years, followed by the advanced disinfection technologies. With the switch from chlorine to greener alternatives, ultraviolet and ozone treatment are expected to be the key disinfection technologies for the years to come. In the case of wastewater treatment, secondary, tertiary and advanced treatment as well as sludge treatment are the key growth segments.

 

 

▲ [그림 2] 전세계 식품·음료산업의 상하수 시장 수익 예측

물 재이용 적용에 대한 증가 추세는 물 재활용 분야, 특히 북미 및 아시아태평양 국가에서 기술의 개발과 성능 개선을 위한 연구개발에 의해 탄력을 받게 될 것이다. 한편, 2차 처리, 3차 처리 및 고도처리 과정에서 발생되는 슬러지로 인해 슬러지의 탈수·중성화와 관련된 기술개발 또한 성장세를 갖게 될 전망이다.

 

많은 식품·음료제조사들은 이미 지속가능한 표준과 실행의 과정을 통합적인 물 관리 체제로 변화시켜 진행하고 있다. 하나의 예로 코카콜라사와 디아지오사는 물 관련 문제를 새로운 사업기회로 변화시키기로 했으며, 수년 전부터 물 사용 비율을 개선시키는 노력을 기울여 왔다.

 

그 결과 코카콜라사는 지난해 물의 효율적인 사용으로 5억 달러의 비용 절감을 이뤘고, 향후 2020년의 목표치도 결정해 실시 중에 있다. 디아지오사는 2007년부터 2015년까지 물 효율을 30% 증가시킬 계획이며, 폐수발생량을 50% 절감하는 방안도 실천하고 있다.

 

Increasing trend of water reuse practices is expected to drive further developments and improvements of water recycling technologies, especially in water stressed regions of North America and Asia Pacific. Due to wider application of secondary, tertiary and advanced treatment that generates more sludge, it is expected that technologies related to sludge dewatering and neutralization will be on rise.

Many of the food and beverage manufacturers and industry groups such as dairy and beverages have already incorporated sustainable standards and practices into water management.

One of the examples are the Coca-Cola Company as well as Diageo, the world's leading premium drinks business, who have already decided to turn water challenges into business opportunities. Both the companies have started improving water use ratio few years ago and have set new targets for the future. In 2011 the Coca-Cola Company eliminated $500 million in operating expenses by applying water efficient solutions and has new goals set for 2012 and 2020.

Diageo wants to increase its water efficiency by 30 percent between 2007 and 2015 and reduce wastewater discharge by 50%.

 

 

▲ [그림 3] 식품 생산에 대한 전세계 물 수요량(1960∼2050)

환경규제의 강화 및 물 관련 현안의 복잡성 등으로 인해 많은 식품·음료제조사들이 통합체제의 기술 제공과 서비스 용역 제공자로 변신을 하고 있다. 물의 이용효율을 개선시키고 에너지를 절감하는 방안을 모색하고 있다.

 

현재 이 분야의 시장은 여러 다양한 기술·서비스 제공회사들에 의해 강한 경쟁관계를 유지하고 있으며, 이들 중 글로벌 대기업들은 인수합병 추진, 새로운 분야에 역동적으로 진출, 제품 및 서비스 분야의 역량강화, 지역 파트너사와 전략적 제휴 추진 등을 통해 시장의 많은 부분을 점유할 것으로 예상된다.

 

Increasing water scarcity and growing demand for food production create high potential for growth, as well as business development in sectors related to water in the food and beverage industry. Additionally, stricter environmental regulations and complexity of water-related challenges in the industry force food and beverage manufacturers to look for integrated solution and services providers for their operations who can help improve the water use ratio as well as reduce the energy.

At present the global food and beverage water and wastewater market is highly fragmented with intensive competition and large number of technology and service providers. Market shares of top global water companies are likely to increase over the forecast period due to market consolidation. This will result from acquisitions, penetration of new geographies, increasing product and service range as well as entering into strategic alliances with local partners.

 

 

▲ [그림 4] 식품·음료산업 상하수 시장에 영향을 미치는 글로벌 동향

 

식품·음료산업에서의 워터 솔루션 및 서비스에 대한 시장 기회는 지역마다 차이가 있다. 북미지역은 새로운 투자가 잘 관리되는 상태이며 고도처리기술이 이미 적용되어 있는 상황이므로 투자의 대부분은 재정비 혹은 업그레이드에 치중될 전망이다.

 

유럽지역 또한 성숙된 시장을 갖고 있으나 동부유럽과 새롭게 유럽연합(EU)에 가입된 국가들로부터 이와 관련한 프로젝트의 추진이 예상된다. 아시아태평양 지역은 이 분야의 가장 큰 규모의 시장으로 특히 미국과 유럽의 공장들이 이 지역으로 이전함에 따라 그 수요는 더욱 커지게 될 것이다.

 

남미, 중동지역 및 아프리카는 가장 작은 규모의 시장이 형성되어 있는 상황이다. 에너지·물 발자국(footprint) 감소가 산업계의 표준으로 정착됨에 따라 물 공급의 위험성을 완화시키려는 기술혁신 서비스가 더욱 절실히 요구되고 있는 현실이다.

 

Opportunities for water services and solutions vary by region. In case of North America, the market is well-established with limited opportunities for new-build investments. Advanced treatment technologies have been already implemented in this market so the majority of investments are expected to be mainly connected with refurbishment and upgrades.

Europe is also a mature and saturated market. However, economical development of Central & Eastern Europe and stricter European Union requirements for newly joined countries are expected to drive demand for water-related projects in the region. Asia Pacific is the strongest market hot-spot in the global food and beverage water and wastewater market. The majority of American and European food companies are moving production to this region hence there will be an increasing demand for water-related projects.

Latin America and Middle East and Africa are characterized with the smallest market shares in the global food and beverage water and wastewater market. Investment opportunities in Latin America exist due to fast developing food and beverage industry as well as increasing trend of water companies from North America looking to provide its services into the region. Good investment opportunities are projected for Middle East, especially in case of water reuse technologies.

Between the years of 2011 and 2020 the overall food and beverage water and wastewater treatment market is expected to remain extremely positive towards innovations and technological upgrades related to water management. As reduction of energy and water footprint is expected to become an industry standard, innovative services that mitigate water supply related risk will be highly preferred.