※ 이 영상은 2010년 12월 2일에 방송된 ＜다큐프라임 - 원더풀 사이언스 사막의 기적, 해수담수화 플랜트＞입니다.

인류의 오랜 꿈, 바닷물을 식수로 바꾸려는 꿈이 현실화되고 있다.

바닷물에서 염분과 불순물을 제거한 뒤 미네랄을 첨가, 사람이 마실 수 있는 물을 만드는 것인데, 이 분야 세계 최고기술을 보유한 곳은 바로 우리 기업이다!
두산중공업은 아랍에미리트 등의 대형 프로젝트를 잇달아 수주해 시장점유율 40%를 기록하고 있는 해수담수화분야의 대표적인 기업이다.
매년 15% 이상의 성장이 기대되는 기술로 21세기 블루골드로 각광받고 있는 해수담수화! 21세기 연금술로 불리는 해수담수화 기술을 만나본다!!


1. 사막의 땅을 녹색의 도시로, 두바이와 쿠웨이트를 가다

사막의 작은 어촌들이었던 두바이와 쿠웨이트는 막대한 석유의 자본을 기반으로 대형 해수담수플랜트를 건설하여 극심한 물부족의 한계를 뛰어넘었다.
마실 수 있는 신선한 물의 양이 줄어들고 있는 상황에서 어떤 학자들은 물 부족이 인류에게 엄청난 재앙이 될 것이라고 경고한다.
특히 물이 부족한 아랍에미레이트 연방 국가들은 신선한 물을 얻기 위해서 해수담수화 프로젝트에 의존하고 있다.
1978년 사우디아라비아의 해수담수화 프로젝트를 시작으로 본격적으로 중동 시장에 뛰어든 한국기업을 통해 중동의 해수담수화 프로젝트의 다양한 측면을 살펴본다!


2. 세계 1위의 해수담수화기술을 만나다.

해수 담수화 기술은 크게 세 가지로 구분된다.
- 다단증발법(MSF, Multi Stage Flash) : 바닷물을 가열시켜 수증기를 만들고 이를 응축시키는 과정을 반복. 물을 만드는 방식
- 다중효용증발법(MED, Multi Effect Distillation) : 높은 온도의 증기가 통과하는 튜브 위로 바닷물을 뿌려 증기를 발생시키는 방식
- 역삼투압법(RO, Reverse Osmosis) : 반투막을 이용해 압력이 가해진 해수에서 물을 기타 물질과 분리하는 방식

이미 시장에서 검증되어 상용화 되고 있는 MSF(Multi-Stage Flash: 다단증발법)은 압력을 통한 응축원리에 의해서 해수를 담수로 만드는 기술이다.
압력이 높을수록 물이 빨리 끓는다는 점을 이용! 단 내를 진공상태로 만들어 증발시키는 MSF 타입은 플래싱(Flashing) 현상을 이용해 해수를 증기로 만든 후 수증기를 응축시켜서 담수를 생산하는 방법이다.
여러 단계에서 증발-응축 현상을 만들어주기 때문에 대용량화가 가능하여 중동에서는 대부분 MSF 방식의 담수플랜트로 건설되고 있다.
MSF 담수플랜트 기술분야에 있어 한국기업이 세계점유율 40%를 자랑하며 명실공히 세계1위를 달리고 있다.

- 후자이라 담수플랜트(Fujairah, UAE) - 담수생산량 : 45만톤
- 쇼아이바 PH3담수플랜트(Shuaibah PH.3, Saudi Arabia) - 담수생산량 : 103만톤
- 소하르 담수플랜트(Sohar, Oman) - 담수생산량 : 15만톤

쿠웨이트의 인구 40%가 마실 수 있는 물을 만드는 한국기업!
나아가 세계 점유율 1위가 된 한국기업이 가진 경쟁력은 무엇인가?
아랍에미리트 두바이에 담수 R&D센터를 만들어 끊임없이 연구 개발하며, 3500톤에 축구장 크기 만 한 증발기 한대를 현장에서 조립하는 것이 아닌
한국공장에서 하나의 모듈로 완성해서 배로 실어 보내는 원모듈 시스템을 세계 최초로 개발 평소 2년이 걸리던 공기에서 6개월 이상을 단축시키고, 에러율을 낮추는 등 끊임없이 경쟁력을 강화하고 있다.


3. 역삼투압방식의 해수담수화플랜트 건설현장!

해수담수시설을 역삼투압방식으로 짓고 있는 쿠웨이트의 슈에이크 플랜트 (하루 담수생산량13만5천톤) 건설현장을 찾아간다.
슈에이크 프로젝트의 경우 입찰 제안을 받은 대부분의 회사들이 걸프만 연안의 바닷물 수질이 좋지 않아 입찰을 포기하는 상황에서, 두산중공업은 바닷물의 수질 개선을 위해 차별화된 전(前) 처리 프로세스를 발주처에 제안함으로써 수주에 성공했다.
슈에이크 프로젝트를 통해 두산중공업은 다시 한 번 기술력을 인정받았을 뿐만 아니라 RO시장에서도 독자적인 위상을 구축하게 됐다.
최근 역삼투압방식에 대한 선호도가 높아지며 역삼투압방식으로 된 해수담수설비가 많은 인기를 얻고 있는데, 기존의 대용량 담수설비 보다는 소규모의 RO 플랜트가 유망한 플랜트로 주목받고 있다.
점차 경쟁력을 얻고 있는 역삼투압방식에 대해 원리부터 자세히 알아보자.

역삼투방식은 말그대로 삼투압을 역으로 이용한 것이다. 동일한 양의 저농도 용액과 고농도 용액을 반투막을 사이에 두면 시간이 지남에 따라 고농도 용액이 점점 증가하는 현상이 발생하고, 일정 시간이 지나면 평형상태에 이르게 된다.
이를 삼투현상 이라고 하며, 평형상태에서의 고농도 용액과 저농도 용액의 수두 차를 삼투압(Osmotic Pressure)이라고 한다.
평형상태에서 고농도 용액 측에 압력을 가하게 되면 고농도의 용액이 막을 통과하여 저농도 용액 쪽으로 이동하는데 이때 용액 속의 용질은 막을 통과하지 못하게 된다.
이와 같이 반투막을 이용하여 염수에서 용액(물)과 용질(소금)을 분리하는 프로세스를 역삼투법이라고 한다.


4. 바다를 거르는 힘, 멤브레인

역삼투방식에 있어서 핵심은 반투과성 분리막인 멤브레인(Membrane).
멤브레인은 물질을 분리하는 소재이다. 수처리에 사용되는 막소재, 필터소재는 기술력을 보유한 것만으로도 국가 경쟁력에서 상당한 비중을 차지하고 있을만큼 기술장벽이 높은 분야이다.
필터를 통과하는 사이즈에 따라 4종류로 구분되며 그중에서도 역삼투 분리막은 이온까지도 제거할수 있는 막으로써 해수를 담수화 시키는 중요한 막이다.


5. 사막의 기적. 해수담수화 플랜트!

“제가 바닷물을 그대로 썼다면 그 안에 있는 많은 소금이 섞인 물로 음식을 만들어서 아이들이 배탈이 났을 거에요. 이제는 해수담수화 공장에서 탈염을 한 식수를 쓰기 때문에 우리 아이들이 더욱 건강할 수 있고 삶도 더욱 나아졌어요.”

✔ 프로그램명 : 다큐프라임 - 원더풀 사이언스 사막의 기적, 해수담수화 플랜트
✔ 방송 일자 : 2010.12.02

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