지구 표면의 3분의 2는 물로 덮여있지만 그 물의 97.5%는 바닷물이고 나머지 2.5%만이 담수이다. 그런데 지구상의 수십억명의 인구가 쉽게 얻을 수 있는 담수만 놓고 보면 빙하와 오염된 물 등을 제외하면 0.01%에도 못 미치는 수준이라고 한다. 바닷물 1㎏ 속에는 평균 3.5%에 달하는 35g의 염류가 포함돼 있어서 사람의 세포 속의 염류농도인 0.9%에 비해 매우 높아서 그대로는 식수로 쓸 수가 없는 것이다. 그런데다가 향후 토양오염과 기후변화로 발생할 가능성이 있는 전 세계적인 물 부족 현상이 크게 우려되고 있는 상황이다. 그래서 지난 2017년 6월에 안토니우 구테흐스 UN 사무총장은 “2050년이 되면 물 수요가 40%이상 늘어나는 데 반해 전체 인구의 4분의 1 이상이 만성적인 물 부족 국가에서 살게 될 것”이라고 경고한 바 있다.
이러한 전 세계적인 물 부족 상황을 타개할 수 있는 해결책으로 등장하게 된 것이 바닷물을 담수로 바꾸는 해수 담수화 기술이다. 이는 해수에 내포하는 염분을 제거하여 식수나 공업용수 등으로 사용할 수 있는 담수를 생산하는 기술을 총칭하는 용어이다. 해수의 담수화 플랜트 방식으로는 증발법(Distillation)과 역삼투막법(Reverse Osmosis)이 대표적인 기술로 알려져 있고 그밖에도 냉열에너지를 이용한 냉동법과 전기장을 이용한 전기투석법 등의 방법도 존재한다. 역사적으로는 해수를 식수로 바꾸려고 처음으로 시도된 방법은 증발법으로, 1953년 R. Hawkins가 신대륙으로 향하는 장기간의 선박여행에서 증발기를 사용하여 해수를 담수화한 것이 담수화 기술의 시초였다. 이후 산업혁명을 거치면서 다중효용증발법과 다단플래시 증발법이 개발되어 이용되기 시작하였으나 본격적인 담수화 플랜트는 1960년 중동의 투웨이트에 설치된 1일 생산량이 4000평방미터에 달하는 증발법 해수 담수화 플랜트가 최초였다.
1980년대에는 전체 담수화 플랜트의 3/4이 증발법을 이용한 설비였다. 그러나 현재는 많은 에너지를 필요로 하는 증발법은 에너지 가격이 안정되고 저렴한 중동지역에 편중되어 사용되고 있으나, 이 외의 지역에서는 증발법 외에 역삼투막법, 전기투석법, 냉동법 등이 개발되어 활용되고 있다. 세계 담수화 시장의 기술은 증발법에서 역삼투막 방식으로 점차 확대되어가고 있는 추세이다. 기후변화에 따른 물 부족은 해수담수화 시장의 확대로 이어질 것으로 전망되고 있다. 국토교통부에 따르면 세계 해수담수화 시장 규모는 2018년 기준 152억달러(약 18조원)에 달한다. 향후 해수담수화 시장은 매년 15%씩 성장할 것이란 관측이 나오고 있다.
이른바 ‘블루 골드’로 불리는 물 산업은 세계시장규모가 커져가고 있는데 21세기의 물 산업은 20세기의 석유산업 규모를 넘어설 것이라는 전망이 나온 지 오래다. 특히나 중동과 아프리카, 남미 등 기후·환경적으로 강이나 호수가 부족한 국가들에게는 해수의 담수화가 절실한 과제로 인식되고 있다. 더군다나 나날이 심각해지는 물 부족 현상과 수질오염으로 인하여 깨끗한 물을 확보할 수 있는 수 처리 기술의 필요성과 중요성이 대두된 가운데, 향후의 물 수요에 대비하기 위하여 지구상에 존재하는 물의 97.5%를 차지하고 있는 해수를 이용하는 방법과 기술에도 큰 관심이 모아지고 있는 것이다.
해수담수화 분야 세계 1위 기업은 앞서 기술한 3대 분야 원천기술들을 모두 확보하고 있으면서 세계 시장 점유율이 40%에 달하는 두산중공업이다. 두산중공업은 1978년 사우디아라비아를 시작으로 중동과 중남미 지역에서 28개의 해수담수화 프로젝트를 수주하였다. 1988년 담수화 플랜트 수주를 독자적으로 따내는 데 성공한 이후, 아랍에미리트로부터 수주한 후자라이 담수화 플랜트를 성공적으로 가동시켜 하루 150만 명이 쓸 수 있는 엄청난 양의 담수를 생산해냄으로써 세계적으로 그 기술수준과 역량을 인정받게 되었다. 플랜트 설립 당시에 두산중공업은 플랜트 핵심 설비인 증발기를 한국 창원공장에서 생산한 뒤 통째로 배에 싣고 가서 설치하는 방식을 채택하여 발주처는 물론 GE사를 비롯하여 지멘스, 벡텔과 같은 선진기업들의 관계자들까지도 경악케 했다는 일화도 전해진다.
경상대학교 명예교수
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