대규모 담수화 플랜트 건설이 물 부족이 증가되는 현재의 상황에서 멤브레인 비용의 지속적인 절감노력에 의하여 활성화되고 있다, 세계에서 가장 큰 규모인 1백만톤/일 규모 담수플랜트가 가동되는 시점에서 이러한 대규모 담수플랜트 건설에 따른 challenge 및 benefit에 대하여 Corrado Sommariva가 설명하고 있다.

초 대규모 플랜트를 일컫는 메가 톤방식 수처리 시스템이 현재 많은 지역에서 고려되고 있으며 이런 추세는 도시 대형화에 의한 것으로 즉 2015년에 5백만 인구를 초과하는 도시는 약 40-50개정도 증가할 것으로 추산되며 이로 인하여 물 부족 현상 및 기존수자원의 오염은 커다란 문제가 되고 있다. 이러한 도시들이 바다와 인접한 건조한 지역에 위치된 경우 담수플랜트 건설은 그 설치의 중요성이 커지고 지역사회 공동체 생활의 유지관리 측면에서 전략적인 인프라 자산이 될 것이다.

대규모 플랜트 건설이 경제적면에서 효과적 결과를 보이고 있지만 과연 이러한 메가프로젝트가 가장 최선의 선택이 될 것인가에는 의구심이 있으며 특히 SWRO 기술에 의한 담수화 플랜트에서는 더욱 그러하다. 증발식 담수 공정에서는 한계열의 크기가 대규모 모듈인 경우 경제적 이점이 있으나 SWRO 담수화 기술에서의 계열별 모듈화는 10만톤/일 규모 이상 플랜트 경우에 실제 비용적인 측면에서는 큰 효과가 없는 편이다. 따라서 SWRO 담수화 설비는 예외적으로 다음과 같은 2가지 장점을 가질수 있는데 하나는 유틸리티설비와 근접한 지역에 다수의 분산화된 담수화 설비 시스템을 갖는 것으로 이로 인하여 송수관 및 급수관 설치비용의 절감과 에너지 설치 부지의 감소 효과를 얻을 수 있다. 또 다른 하나는 중규모, 대규모의 담수 플랜트 설치에 따른 리스크 위험 정도는 메가규모의 초대형 프로젝트 추진에 의한 리스크 정도보다 매우 적다는 것으로 이러한 현상은 프로젝트의 추진과 관련하여 적절한 투자 자금을 마련하는데 예상되는 어려움을 해결 할 수 있는 중대한 요인으로 작용된다.
 
특히  SWRO에서의 장점은 모듈화 설치가 가능하다는 것으로 향후 생산량 확장을 목적으로 설계된 인프라 설비는 점차적으로 단계별로 혹은 추가물량의 수요에 따라 적절한 규모로 확장할 수 있다. 이러한 시나리오 상에서 제한적 상환청구 대여금 (limited recourse) 나 무상환 대여금 (non-recourse loan) 자금 조달이 소규모, 중규모 플랜트에서 쉽게 해결 될 수 있으며, 이러한 투자 유형은 리스크 위험정도가 중간정도의 수준으로 소비자의 최종 수요에 따라 최종 확장 혹은 축소 여부를 재검토 할 수 있는 여지를 제공한다. 그러나 이와 달리 대규모의 물 생산 플랜트의 건설은 수자원의 지속적인 유지관리 목적과 물 생산의 높은 경쟁력 확보를 위한 2가지 목적의 필요성에 의하여 추진되고 있는 실정이다.  

이러한 상황에서 메가 프로젝트의 SWRO 담수화 플랜트의 실제운전을 보면 1백만톤/일 생산의 경우, 원수로서 바닷물의 취수량은 3-4백만톤/일, 농축수로서 바다에 되돌려 보내지는 양은 2-3백만톤/일 되며 한편 최근의 가장 우수한 기술에 의한 이 플랜트 가동에 필요한 전력량은 200MW 정도가 될 것이다. 이러한 사례를 증발식에 의한 담수화 플랜트 설치를 고려하면 바닷물 취수량은 8-10백만톤/일, 농축수 배출량은 7-9백만톤/일 정도가 되며 사용되는 전력량은 1,500MW 로 예상된다. 또한 이러한 전력의 대부분, 즉 1,000-1,300MW 의 에너지는 바다로 그냥 배출된다.

위와 같은 2가지 시나리오는 메가톤 프로젝트와 연관되어 환경적 영향 및 에너지보존에 대한 궁금증을 나타낸다. 환경적 영향면에서 오늘날의 최신 기술로 메가 프로젝트 건설에 대한 건설비용은 10-20억불이하 투자가 불가능하며 또한 연간 운전비용도 2억불 이하로 운전이 쉽지 않다. 즉 이러한 투자의 결정은 현재 시장으로 쉬운 결정은 아니다.

한편 우리 세대에서는  내일의 물 수요만을 단순히 만족시켜주는 플랜트 건설로는 충분하지 않다는 것을 인지할 필요가 있다. 이제는 굴로벌 물문제를 최신 기술의 담수화 및 물처리 공법을 사용하여 새로운 글로벌 이슈인 water-energy-food 간의 문제점을 해결하는 궁극적인 목표를 달성하는 수단으로 이용하여야 할 때이다. 이제 메가 프로젝트는 오늘날 그리고 아마 장래의 이러한 문제에 대한 해결책이 되며 기존의 방식과 비교하여 혁신적인 기술이 사용되고 있다는 것을 확인하는 시장이어야 한다. 현재 담수화 기술은 지속적인 연구개발로 빠르게 발전되고 활성화 되고 있는 산업분야로서 Forward Osmosis, Carbon Nanotube, Membrane Distillation, Biomimetics 및 Renewable Water Generation  등의 새로운 기술의 특징, 장점에 대한 끊이지 않는 연구발표가 있다. 

그러나 실제적으로 이러한 메가톤 프로젝트 추진에 위와 같은 새로운 기술을 접목시키는 기회는 가까운 장래에는 매우 희박할 것이다. 현재 진행되는 프로젝트는 “need oriented”  기준으로 추진되므로 사용되는 기술은 이 프로젝트가 실행 가능한 “seed drive”를 필요로 한다. 그러나 이러한 새로운 혁신적 기술을 다음세대에 전가할 수도 없으므로 적어도 이러한 기술의 접목은 2014-2015년 사이에 소규모, 중규모 플랜트에 적용되어야 하며 이를 기반으로 적어도 2020년에는 메가프로젝트에도 도입이 가능할 것이다. 또한, 은행 및 금융권에서도 새로운 개념의 자금 파이낸싱 기법이 연구개발 되어야 한다. 

[출처 = Water World / 2014년 5월 6일]