UN에서 분류한 물 부족 국가에 속한 우리나라도 총 488개의 거주 도서지역 대부분이 지형 여건상 식수난 및 용수부족에 직면하고 있다.
지구상에 존재하는 물의 97%는 바닷물로 존재하기 때문에 해수담수화는 수자원 확보 측면에서 최후의 보루로 인식되고 있으며 이처럼 무한정 존재하는 해수를 보다 저렴하게 담수화하는 기술이 개발된다면 지속적인 국부창출뿐만 아니라 범국가적인 수자원 확보에 크게 기여하게 된다.
해수담수화의 가장 대표적인 기술은 증발법(Thermal Method)과 막을 사용하는 역삼투법(RO, Reverse Osmosis)이다. 증발법은 해수를 증발·응축시켜 담수를 생산하는 공정이므로 에너지소비량이 많아 경제성이 떨어진다. 반면 역삼투법은 증발법에 비해 에너지 소모가 비교적 적고 최근 기술의 완성도가 높아져 적용폭도 넓어지고 있는 추세다.
하지만 역삼투법의 가장 큰 단점은 막 오염에 의한 주기적인 역삼투막 교체 및 이에 따른 유지비용의 상승이다. 이를 해소하기 위해 충분한 전처리 공정이 요구돼 염의 농도가 높거나 오염이 많이 된 해수에 대해서는 공정 유지비용이 지속적으로 상승세를 보이고 있다.
이에 따라 기존의 해수담수 공정에서 발생하는 근원적인 문제점을 극복하고 외국기술을 추격하지 않는 신개념의 원천기술을 확보하려면 새로운 패러다임의 해수담수화 기술개발이 필요하다.
미국의 비즈니스 저널인 ‘포춘지(Fortune)’는 특집기사로 21세기 물산업이 20세기 석유산업을 추월할 것이라는 전망을 내놓은바 있다. 또한 앨빈 토플러 등 미래학자들 역시 21세기가 물의 시대가 될 것이라고 전망했다.
이러한 전망을 바탕으로 많은 기업과 국가들이 물산업을 미래성장사업으로 주목하기 시작했다. 자국 물산업 육성을 위해 각국 정부들도 구체적인 지원안을 마련하고 있는 상황이다.
한국생산기술연구원은 2009년 6개월에 걸쳐 국토해양부 해양과학기술 연구개발사업을 통해 가스하이드레이트 형성원리를 이용한 해수담수화 기술개발 기획연구를 수행한 바 있다.
특히 특허맵 작성을 통해 해수담수화 기술 관련 국내·외 기술현황 및 전망 분석을 실시, 경제성평가 및 분석 결과 기존공정(RO) 대비 약 30%에 가까운 담수생산단가를 절약할 수 있을 것으로 파악됐다.
천연가스하이드레이트(NGH: Natural Gas Hydrate) 형성원리를 이용한 해수담수화 방법은 특정 압력과 온도 조건에서 NGH가 형성될 때 염은 배제되고 순수한 물에 의해 가스가 포집되면서 얼음과 유사한 고체 수화물이 되는데 이를 여액과 탈수·분리한 후 상온·상압에서 해리시키면 순수한 물과 가스로 분리돼 순수한 물을 얻을 수 있다.
이처럼 NGH 형성원리를 이용한 담수화 과정은 기존의 증발법, 막법 등에 비해 경제적이고 간편한 방법이라 할 수 있다.
또한 CO2, 불화가스 등을 NGH 매개체로 사용해 해수담수화 기술이 완성되면 지구온난화가스를 담수화 공정에 사용할 수 있어 기후변화협약 대응사업 등에 확장이 가능하다. 이와 함께 해양심층수 등 다양한 기술 융합이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에 의한 실질적인 기술개발이 성공적으로 수행될 경우 기존 공법(증발법과 역삼투법)의 단점을 해결함과 동시에 보다 경제적이고 효율적인 해수담수화 원천기술의 확보·보급과 함께 수자원확보 정책에 크게 이바지할 것으로 기대된다.