'물관리', 뭘 하고 있지?

'물관리', 뭘 하고 있지?

 

"남미에서 두 번째로 긴 강인 파라나강이 지독한 가뭄으로 고통받고 있다. 파라나강은 브라질 남동쪽에서 시작해 파라과이와 아르헨티나까지 3개국을 지나는 강이다. 파라과이강, 우루과이강과 차례로 합쳐진 후 대서양으로 흐른다.

총 길이는 4천880㎞로, 남미에서 아마존강 다음으로 길다." - 연합뉴스

 

1. 물 부족 현상의 심화

"2003년 UN의 세계 수자원 개발 보고서는 2025년에 세계 인구의 40%인 약 27억 명이 담수 부족에 직면할 것이고, 전 세계 국 가의 1/5이 심각한 물 부족 사태를 겪을 것이라고 전망했다." 

현재 지구상에 존재하는 물의 총량은 14억 입방 킬로미터(㎦)로 지구 전체 표면을 3,000 미터 깊이로 덮을 수 있는 어마어마 한 양이다. 하지만 문제는 인간이 이용 가능한 담수량이 단 2.5%에 불과하며, 이 가운데 빙하를 제외하고 현실적으로 이용 가능한 담수의 양은 0.8%뿐이라는 점이다. 이마저도 지구 온난화의 영향으로 가뭄 현상이 심화되어, 지 하수의 고갈 및 사막화 진행으로 줄어들고 있다. 공급은 줄어드는데 반해 인구 증가 및 인류 식생활의 변화, 산업화 등의 요인으 로 물 수요는 급격히 증가하고 있다. 일인당 최소 연평균 2,000리터 소비하는 인류의 인구는 매년 8,000만 명씩 증가하여 2025년에는 2000년 대비 30%가 증가한 80 억 명에 달할 것으로 예상되고 있다. 인구 증가와 더불어 경제 발전에 따른 육식의 증가 등 생활양식의 변화가 물 소비를 배증시키고 있다. 밀가루 1kg을 생산하는데 물 1,500리터가 필요하지만, 소고기 1kg의 경우는 2만 리터를 필요로 한다. 산업화 역시 물의 사용량을 배가 시키고 있다. 미국의 경우 30년간 물 사용량이 300% 이상 급증하였는데, 그 주요 원인으로 전체 물 사용량의 60% 이상을 차지하는 산업용 수 요의 급증이 지적된다. - UN의 세계 수자원 개발 보고서

 

2025년이 아니라 2021년 지금 물 부족 현상은 이미 많이 진행된 상태인 것 같습니다.

 

- 연간 1인당 가용 가능한 수자원량이 1,700톤 미만인 나라

매년 천 톤 미만의 국가는 물기근국가로 판단하며 만성적으로 물 부족을 경험하여 결과로 경제발전 및 국민의 보건 복지가 저해된다. 매년 1,700 톤 미만의 경우 물 부족 국가로 판단하며 주기적인 물압박을 경험하는 것으로 판단된다. 매년 천칠백 이상의 국가는 물 풍요 국가라 판단한다. 지역적 또는 특수한 물문 제 만을 경험한 한국은 연간 1인당 재생성 가능한 수량이 약 1,400 톤으로 ‘물 부족 국가’이며 연평균 강수량이 1,283mm로 세계 평균보다 많지만 인구의 밀도가 높기 때문에 1인당 강수량이 연간 2,700 톤으로 세계 평균의 12%에 불과하다. 이처럼 한국과 같이 ‘물 부족 국가군’으로 알려진 나라는 이집트, 모로코, 리비아, 오만, 키프로스, 남아프리카, 벨기에, 폴란드 등이 있다. - 다음 백과

다음백과, 한국수자원공사  

 

- 호수가 사막으로… 기후변화로 중동 물 부족 사태 심화

이란에 있는 우르미아 호수의 경우 중동 내 최대 호수로 20년 전까지만 해도 관광객들이 수영하러 오는 인기 관광지였다. 그러나 호수의 물이 빠르게 증발하면서 면적이 1990년대 5천400㎢에서 오늘날 2천500㎢로 30년 만에 반으로 줄었다. 이 같은 추세가 계속되면 호수가 완전히 사라질 것이라는 우려마저 나온다. 이란 에너지부는 이 호수가 사라지는 요인 중 기후변화가 차지하는 비중이 30% 이상이라고 분석했다. - 연합뉴스

 

- 美 물 부족 사태 후폭풍…‘삼성 파운드리 후보’ 애리조나 탈락 위기

22일(현지시간) 업계와 로이터와 뉴욕타임스 등 외신에 따르면 미국 연방정부 매립 국(Bureau of Reclamation)은 서부지역의 주요 상수원인 콜로라도강 미드호(Lake Mead)의 물 부족 사태를 공식 선언했다. 매립 국은 이날 공식 소셜 네트워크 서비스(SNS)를 통해 “지속되는 가뭄으로 서부 지역에 물 사용이 제한될 것”이라고 밝혔다. 미국 매립 국은 “미드호의 물 부족으로 오는 10월부터 애리조나·네바다·뉴멕시코주의 상수도 할당량이 감소된다”라고 밝혔다. 삼성이 파운드리 공장 부지 선정을 위해 협상 중인 곳은 텍사스주(오스틴·테일러), 애리조나주(피닉스 굿이어·퀸 크리크), 뉴욕주(제네시 카운티) 등에 위치한 5개 지역이다. 이 가운데 가장 앞서 있는 곳으로 기존 파운드리 공장이 있는 텍사스주 오스틴시가 꼽히지만 다른 지역들도 막대한 인센티브 경쟁에 뛰어들면서 치열한 유치전을 벌이는 상황이다. - 헤럴드경제

 

- 美 콜로라도강 사상 첫 물 부족 선언… 서부 물 공급 타격

16일(현지시간) AP통신 보도에 따르면, 콜로라도 강의 가장 큰 저수지인 미드호가 인구 증가와 기후변화로 인해 역대 최저 수위를 기록했다. 1930년대 후버댐의 건설로 만들어진 미드호는 콜로라도 강의 물을 보관하는 인공 저수지다. 서부 4000만 인구의 주요 상수원으로, 농업 관개나 전력 생산 등에도 활용되었다. 하지만 타는 듯한 날씨가 계속되고 녹는 눈의 양도 줄어들자 로키 산맥에서 유입되는 수량이 감소했다. 이로 인해 콜로라도강의 두 번째로 큰 저수지인 파월호와 마찬가지로 수위가 대폭 낮아졌다. - newsis

newsis

 

2. 물관리 실태

 

- 물 인프라로 통합 물관리 기반 마련

1980년대부터 유역조사, 다목적댐 개발 등 댐과 저수지를 확장하고 수도관을 설치해 안정적인 물이용을 위한 용수를 확보하고 공급했기 때문이다. 수질 면에서도 하수도 정비, 산업폐수처리시설을 공급해 오염물질을 관리해왔다. 2000년대 초반에는 물관리 정책을 기존에 있던 행정구역 단위에서 벗어나 유역단위로 도입해 하천 수질을 개선하고 있다. 현재까지의 목표 기준 달성률은 하천 약 70%, 호수 18%다. 홍수 방지를 위해서는 국가 및 지방하천을 정비해 하천변 홍수피해를 낮췄다. 국가하천은 80%, 지방하천은 48%를 정비했고, 다목적댐 및 홍수조절지를 건설해 총 60억㎥의 홍수조절 용수를 확보했다. 또한 하천 등 외수(外水) 범람뿐만 아니라 도시침수관리를 위해 하수정비, 도시침수예방사업도 진행하고 있다. 이로써 통합 물관리 체계 기반을 마련했다.

 

- 지속가능 물확보 정책 패러다임 필요

21세기 전반기에는 한반도 모든 지역에서 기온이 상승, 연 강수량, 호우 일수 증가 등으로 인해 적절한 물 수요 관리 대응이 필요하다. 물 수요관리와 에너지 관리는 연계되어 있기 때문에 지속 가능한 물확보를 위해서는 물 수요관리와 에너지 수요관리를 연계한 물관리 정책 패러다임을 마련해야 한다. 정부는 2025년까지 한국형 뉴딜, 그린 뉴딜 등으로 160조를 투자할 것이라고 밝혔다. 이에 발맞춰 물관리도 함께 개편되어야 한다. 물기술 융·복합화로 물 관련 신산업 창출 가능성과 국제 협력 및 해외 물시장 진출 필요성을 높여야 한다. 기술적 측면에서는 4차 산업혁명에 알맞게 스마트 기술과 연계해 시민·기업과 함께 환경문제를 해결해야 한다. - 워터저널

 

# CASE1.  다목적 물관리(수력사업)

 

- 국내 다목적 물관리

한수원(주)

 

- 해외 다목적 물관리지원 

한수원(주)

 

3. 물관리 산업

 

3.1. 물과 관련된 환경의 변화(LG경제연구소)

 

- 먼저 물은 더 이상 풍부한 자원

현재 지구 상에 존재하는 물의 총량은 14억 입방 킬로미터(km3)로 지구 전체 표면을 3,000 미터 깊이로 덮을 수 있는 어 마 어마 한 양이다. 그럼에도 불구하고 물을 희소 자원이라고 말하는 것은 그 중인 간이 이용 가능한 담수량이 단 2.5%에 불과하기 때문이다. 이 가운데 빙하를 제외하면 현실적으로 이용 가능한 담수의 양은 0.8%로 줄어든다. 문제는 더 나아가 지 구 온난화의 영향으로 가뭄 현상이 심화되어, 지하수의 고갈 및 사막화마저 확대돼 고 있다는 점이다.

 

- 물 수요가 급격히 증가

물 공급이 제한된 상황에서 인구의 증가 및 인류 식생활의 변화, 산업화 등 의 요인으로 물 수요가 급격히 증가되고 있는 것이 물 부족 현상을 더욱 심화시키고 있다. 일인당 최소 연평균 2,000 리터를 소비하는 전 세계 인구 규모는 매년 8,000만 명씩 증가하여 2025년에는 2000년 대비 30%가 증가한 80억 명에 달할 것으로 예상되고 있다. 더구나 경제 발전에 따른 육식의 증가 등 생활양식의 변화는 인구 증가로 인한 물 소비를 배증시키고 있다. 밀가루 1kg을 생산하는 데는 물 1,500 리터만 있으면 되지만, 닭고기 1kg 생산에는 4,500 리터, 쇠고기 1kg의 경우는 2만 리터를 필 요로 한다. 인구 증가와 더불어 산업화도 물의 사용량을 배가 시키고 있다. 미국의 경우 30년간 물 사용량이 300% 이상 급증하였는데, 그 주요 원인으로 전체 물 사용 량의 60% 이상을 차지하는 산업용 수요의 급증이 지적되고 있다

 

- 물 부족 현상의 심화

UN은 2025년에 약 27억 명 이 담수 부족에 직면할 것이고, 전 세계 국가의 1/5이 심각 한 물 부족 사태를 겪을 것으로 전망했다. 또한 물 부족과 더불어 더욱 문제가 되는 것은 물이 더 이상 깨끗하지 않다는 것이다. 급격한 도시화와 산업화, 기 존 처리 시설의 노후화, 신흥개발국의 하수 처리 미비 등으로 인한 수질 오염 문제가 심각하다. 세계 물 포럼(World Water Forum)에 따르면 현재 11억 명이 안전한 물을 마시 지 못하고 있으며, 전쟁으로 인한 사망자의 10배에 해당하는 매년 500만 명 이상이 수인성 질병으로 사망하고 있다. 결과적으로 물 부족 상황과 수질 오염 수준이 현실적인 위협으로 다가오는 환경 변화는 이제 물을 누구나 취할 수 있는 것이 아닌 희소가치가 있는 경제재로 탈바 꿈 시키고 있다. 

 

3.2. 수처리 기술

 

3.2.1 상수처리기술

하천, 호수, 지하수 등의 담수를 정화 처리해 공급하는 기술

 

- 1단계 : 먹는 물의 정수처리에 사용할 수 있는 물질을 지정하는 방법

- 2단계 : 수처리제의 최대 사용량을 규정하는 방법

- 3단계 : 수처리제의 품질규격을 설정하는 방법

 

미국에서는 환경청의 요청을 받아들여 NSF International의 주도하에 American Water Works Association(AWWA) Research Foundation, the Association of State Drinking Water Adminstrators, the Conference of State Health and Environmental Managers and AWWA와 합동으로 컨소시엄을 구성하여 수처리제의 인증업무를 수행하고 있다. 먼저 제조업자 등이 정수처리용 물질 또는 제품을 NSF에 수처리제로 인증 신청하면 시험, 평가과정을 거쳐 인증하여 주며 인증된 제품에 대하여는 그 후 매년 시험 및 감독을 한다. 인증된 제품은 Chemical name, Synonyms, Formula(Cas number), Approximate Molecular Wt., Physical description, Evaluation does(㎎/L), Potential impurities가 수제 된다. 그 외에도 AWWA에서는 자체적으로 28종의 수처리제에 대한 품질기준을 설정하고 있다.

 

3.2.2. 하수처리기술(다음 백과)

생활/산업용 폐수를 정화하여, 방류하거나 재처리하는 기술

 

- 1차 처리: 단순한 처리공정으로 간단히 정화하는 공정이며 주로 물리적 처리공정

- 2차 처리 : 상수도와 하수도에서 보편적 처리기준이 되므로 표준처리 또는 표준 2차 처리라고 불리며, 표준 2차 하수처리는 특정한 오염물질을 포함하지 않는 생활하수 등의 유기물과 고형물의 제거를 목적으로 실시

- 3차 처리 : 2차 처리로 적절히 제거되지 않는 물질을 처리하는 공정으로써 공정의 구성은 대상물질의 특성에 따라 다양한 조합으로 구성되며, 고도 하수처리 또는 고급 처리 등으로 구분 

 

하수처리장에서 처리 공정은 처리 대상물질에 따라 분류할 수 있는데, 고형물 제거를 위해서 마이크로 스트레이너, 여과 등을 고려할 수 있으며, 용존 유기물 제거를 위해서는 활성탄, 막분리, 오존산화 시설 등을 설치할 수 있고, 질소 및 인 등 영양물질 제거를 위해서는 암모니아 스트립핑, 파괴점 염소주입, 이온교환, 화학적인 제거, 생물학적 질소-인 제거시설 등의 공정의 단독 또는 조합으로 처리공정을 계획한다. 고도처리 공정의 선정 및 조합은 처리수 이용계획, 하수의 성상, 건설비 및 유지관리비, 처리효율 등에 따라 달라지며 특히 방류수에 대한 법적 규제(처리 수준 요구도)에 의하여 처리공정의 채택 여부가 결정된다.

 

3.2.3. 해수담수화 기술

해수(바닷물)에서 염분을 제거하여 용수를 공급하는 기술

 

- 특수한 막을 이용하는 역삼투압법 및 전기투석 법

- 해수를 증기로 변화시켜 담수화하는 증발법(다단 플래시 증발법, 다중 효용 법, 증기 압축 법)

- 냉동 법, 태양열 이용법 등

 

4. '물관리'와 관련된 최근의 소식을 보면...

 

- 수자원공사, 녹조 발생 대응 현장 점검…안전한 상수원수 확보

수자원공사가 최근 지속되는 폭염으로 수온이 올라가 녹조현상이 발생함에 따라 현장 대응을 통해 안전한 상수원수 확보에 박차를 가한다. 박재현 한국수자원공사 사장은 지난 17일 대구시 달성군 강정고령보에 이어 19일 대청호 및 상류 서화천 수역 녹조 발생 현장을 방문, 녹조 발생 현황과 대응 상황 등을 점검했다. - ZDNetKorea

 

- 유역별 수질관리 기준 마련 ‘통합 물관리’

제주일보

 

- 폐기물ㆍ하수 처리 관리 IoTㆍ빅데이터 분석으로 'OK'

최근 심각해지는 기후변화 등 범지구적 환경 문제가 심각해짐에 따라 ICT를 활용해 환경 문제를 해결하려는 시도가 활발히 일어나고 있다. 정보통신공사 업역에서도 IoT 센서를 활용한 굴뚝 원격감시시스템부터 스마트 하수처리 관리시스템, 가축분뇨 전자인계관리시스템 등 대기에서 수질, 토양 폐기물에 이르기까지 제방면에서 융합이 진행 중이다. - 정보통신 신문

정보통신신문

 

- “개도국 먹는 물 부족 바닷물로 해결”… 태양열 해수담수화 기술 개발

국내 연구진이 태양열로 바닷물을 증류해 먹는 물로 바꿔내는 새로운 해수 담수화 장치를 개발했다. 기존보다 태양열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 설계해 담수 전환 양을 늘리고, 장치 내구성도 3배 이상 향상했다. 또 3D 프린팅으로 쉽게 제조도 가능하다. 연구진은 식수난을 겪고 있는 개발도상국에 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 태양열을 효과적으로 흡수할 수 있는 광 증기 증발 장치를 개발했다. 이 증발 장치를 1m2 크기로 만들 경우 1시간에 1.6kg 이상의 담수를 얻을 수 있는 수준이다. - 헤럴드경제

헤럴드경제

 

- 두산重, 해수담수화 기술 차별화로 ‘승부’

英 자회사 엔퓨어, 전처리 핵심기술 보유, 두산 워터 운영관리시스템 활용 고객사 플랜트 안정적·효율적 운영 - 투데이에너지

투데이에너지

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4. '물관리'와 관련된 우리의 기업들의 모습은 어떠했을까요?

 

- 생수 관련 기업 : 농심, 동원, 광동제약  

- 정수 관련 기업 : 웰크론, 코웨이, SK네트웍스, 웰크론한텍, 국일제지, 영풍정밀

- 수도관 : 한국주철관, 프럼파스트, 유니온 머티리얼

- 담수화 관련 기업 : 시노펙스, 두산중공업, 뉴보텍, GS건설, GS, 포스코  

 

물관리와 관련한 전반적인 사업은 국가 주도형이지만, 기술의 응용분야나 대소비자 관련 유통사업 등은 많은 부분이 민영화로 추진되고 있으며, 향후 관련 사업분야의 환경 변화에 따라 다양 세부 시장의 활성화가 예상됩니다. 

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* 그럼 이 분야와 관련된 우리의 기업들은 시장에서 어떤 성적표를 받았을까요?

SMAP BA

 

2020년과 21년 1Q 관련 기업의 재무 상태를 보면...
시총이나, 영업이익 등의 자료를 통한 기업의 재무적 측면에서 보면, 직접적인 흐름과 관련된 생수, 상수, 수도관 등의 업체들의 성적과 담수화 기술 관련 기업의 성적표에는 많은 차이가 나타나고 있습니다. 

 

- 농심/코웨이/한국주철관/두산중공업 

NAVER

 

최근 1년 내의 주요 가격 변동은
소형 원전 산업과 연계된 '두산중공업'을 제외하고는 전반적으로 큰 가격 변동은 없는 것 같습니다. 

 

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