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미래의 해수 탈염: 에너지, 기술 및 환경

전문가 제언: ○ 2002년 국제담수화협회(IDA: International Desalination Association)의 보고에 의하면 전 세계 해수 탈염공장의 전체 설치 용량은 3천2백4십㎥/일에 달하고 그 중 44%를 역-삼투가 차지하며 그 뒤를 다단 플래시 증류(MSF: 40%), 전기 투석(ED: 6%), 증기 압축(VC: 5%), 다중-효용 증류(MED: 3%), 기타(2%)가 따르고 있다. 이들 공장의 59%는 해수를, 그리고 나머지 41%는 여러 품질의 기수(汽水: Brackish water)를 담수화 하고 있다. 우리나라의 두산 중공업의 탈염공장 건설 실적은 주로 열적 가열 증발 방법이지만 세계 최고의 수준인 것으로 알려졌다.

○ 캘리포니아에서는 2030까지 총 용량 2백만 ㎥/일의 20개 새로운 프로젝트가 계획되고 있다. 현재 두 개의 2십만 ㎥/일의 공장이 Carlsbad와 Huntington Beach에 계획되고 있는데 2009년 가동될 것이다. 호주에서는 14만4천 ㎥/일의 Perth 해수담수화공장이 진행 중이고 중국은 1백만 ㎥/일까지의 담수화가 2010년까지 예상되고 있다.

○ 역-삼투법은 급격히 성장하여 전 세계 설치 용량의 거의 반에 가깝게 되었다. 이 시스템은 보통 고압 펌프로 구동하는데 더 효율적인 에너지-회수 장비의 발달로 전력 소비를 줄여 경제적인 공정이 되었다. 그러나 아직도 에너지 집약적이다. 가장 큰 SWRO공장은 이스라엘의 Ashkelon에 있다. 2005년 8월4일 가동을 시작하였는데 연간 1억 m3 담수 용량이다.

○ 담수화 공장은 그 공정에 따라 상당한 열가 전기 에너지가 필요하다. 최고 운전 온도가 120℃인 MSF 공장은 1 ㎥의 물 생산에 열에너지 12 kWh와 전기에너지 3.5 kWh가 소요된다. 낮은 온도(<70℃)에서 가동되는 MED 공정은 1 ㎥ 당 열 6 kWh와 전기에너지 1.5 kWh가 필요하다. SWRO 공정에서는 그 규모와 에너지 회수시스템 설치 여부에 따라 4에서 7 kWh/㎥이 필요하다. 이는 에너지 소요량 5 kWh/㎥인 25,000 ㎥/일 용량의 SWRO공장이 125,000 kWh/일을 소비한다는 계산이다. 이 공장은 약 48,000개의 4-인 가구에 물을 공급할 수 있지만 10,300개 4인-가구가 쓸 전력을 소비한다.

저자: Menachem Elimelech, William A. Phillip
자료유형: 학술정보