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하이브리드 담수화의 신화와 실제

전문가 제언: ○ 본문은 해수의 담수화에서 열적 증류 공정과 역삼투 공정을 조합하여 동력을 생산하는 화력 발전소에 연계하면 에너지를 절약하며 융통성 있게 담수와 동력을 생산할 수 있다는 학계의 통설을 부정하고 있다. 그러면서도 이미 존재하는 열적 담수화 공장과 동력 생산의 co-generation에 역삼투 공정을 추가하면 융통성을 살릴 수 있다고 주장하여 언뜻 보기에는 스스로 모순을 일으키는 것 같기도 하다.

○ 화력 발전소에 MSF(Multi-Stage Flash distillation)와 역삼투 공정을 연계할 때 다음과 같은 장점이 있다. 즉 증류 공정에서는 발전소에서 배출하는 저압 증기를 열원으로 이용하여 담수를 생산한다. 반면 역삼투 공장은 전기 수요가 낮을 때 발생하는 잉여 전기를 동력으로 사용하여 가동되므로 운전에 융통성을 준다. 다만 담수화는 항상 발전소의 가동이 전제되어야 하기 때문에 융통성의 상실이 단점이 된다.

○ 아울러 열 증기 압축 공정의 증기 Ejector와 기계적 증기 압축 공정의 압축기를 동시에 설치한다. 그러면 압축기는 잉여 전력이 발생할 때만 Ejector와 동시에 가동하여 담수 생산을 최대화하고 전기의 수요에 불문하고 비교적 균일한 발전량을 유지할 수 있다는 것이다. 이러한 이중 목적의 공장 가동은 동력이나 담수 한 가지 product만 생산하는 경우보다 훨씬 비용을 절약할 수 있는 것은 사실이다.

○ 본문이 이 주장을 부인하는 이유는 수증기 터빈의 저압 부분에서 나오는 수증기(열적 담수화 공장의 열원)의 사용이 에너지 생산에서 볼 때 결코 적은 희생이 아니라는 주장을 토대로 한다. 거기에 최첨단 역삼투 공정의 소요 에너지(투입 해수의 압력을 올리기 위한)는 이제 열적 증류공정에 비해 훨씬 적기 때문이라는 주장이다.

○ 위의 하이브리드 공정의 우수성이 입증된 이후의 역삼투 담수화 기술(특히 막의 재질)의 발전이 본문의 주장을 가능하게 했다고 생각된다. 역삼투 공정에서 사용되는 막의 선택성(이온의 통과를 막고 순수한 물만 통과시키는)과 내구성이 괄목할 만큼 개선되어 이 통설을 뒤집고 역삼투압 공정이 더 비용 절약적인 공정이 되게 했기 때문이다.

저자: Ismat Kamal
자료유형: 학술정보