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물-에너지 연계성을 고려하는 솔루션이 필요하다
  • 박희정 기자
  • 승인 2019.02.26 09:30
  • 호수 114

물산업이 직면한 수많은 도전과제들 때문에 물과 에너지 간 연계 솔루션에 대해서는 주요 의제로 잘 다뤄지지 않는다. 물과 에너지는 매우 밀접한 관계에 있다. 전기를 생산하는 데 많은 물이 필요하며, 물 생산과 처리에 있어서도 전력은 필수적인 요소다. 그렇기 때문에 한 측의 정책방향은 다른 측의 전략에 매우 중요한 영향을 미친다. 물산업이 주목해야 할 과제 중 에너지와의 연계방안에 대한 고민이 빠질 수 없는 이유다.

 

에너지 고려 없이 불가능한 물산업

물과 에너지는 생활을 영위하고 산업을 작동하는 데 필수적인 요소다. 늘어나는 인구 증가와 기후변화로 인해 두 요소는 전환점의 한가운데 있으며, 새로운 도전에 직면해 있다는 점에서도 공통된다.

또한 물과 에너지는 그 자체로 서로 긴밀하게 연결돼 있다. 발전의 80%는 열전기인데, 물은 전기 발전기를 구동하는 증기 생성을 위해 가열된다. 수십억 m3의 물이 냉각을 위해 필요하며, 이 때문에라도 석탄화력발전소의 사용을 제한할 필요가 있다. 반대로 물을 수원으로부터 이송하고 정수 처리하고, 최종 소비자에게 공급한 후 사용된 물을 처리하는 모든 물 공정에 에너지가 이용된다. 물 사업에서 운영비용의 30%는 물관리에 필요한 에너지 비용이다. 그렇기 때문에 물과 에너지 둘 중 하나의 분야에서 내린 결정은 다른 분야에 직간접적으로 영향을 미친다. 예컨대, 에너지를 생산하기 위해 필요한 물의 양은 에너지 생산 형태에 의해 좌우되며, 동시에 담수자원의 가용성이나 위치 등에 의해서도 에너지 생산에 물이 얼마나 사용되는지가 결정된다.

기후변화로 인해 이러한 상호연계성은 더욱 커졌다. 최근 많은 국가들은 개발과 관련해 물과 에너지 인프라 간의 관계에 주목하고 있다. 물 부족지역이 늘어나면서 펌프를 이용해 물이 풍부한 지역에서 물 부족지역으로 물을 운송하고 있으며, 여기에는 막대한 에너지가 소모된다. 미 캘리포니아 주는 북부지역의 물을 수백 마일에 이르는 깊이에서 퍼 올리고 있다.

이렇게 퍼 올린 물을 캘리포니아 남부지역으로 옮겨와, 각 가정에 공급한다. 여기서 사용되는 에너지는 이 지역 평균 가정용 전력 사용의 3분의 1에 이른다. 자연재해 등으로 인해 전기공급시설의 운행이 중단되는 경우에는 물인프라 시설과 지역에 치명적인 피해를 입는다.

물과 에너지 간 긴밀한 관계는 도전과제와 함께 기회요인도 가지고 있다. 에너지와 물의 연계를 통한 시너지를 창출하는 것이다. 그 대표적인 분야가 해수담수화다. 해수담수화는 가장 에너지 집약적이고 고가의 물 생산 방법으로, 물에 대한 수요는 있으나 물 공급량이 이에 따라가지 못하는 곳에서 고려될 수 있다. 문제는 해수를 담수화하는 데는 투입해야 할 높은 에너지와 그 상응하는 비용이 만만치 않다는 것이다. 이 때문에 열을 이용한 담수화 공정과 발전소를 병합해 발전소 내 터빈으로부터 나오는 열을 담수화공정을 위한 물의 온도를 높이는 데 사용해 에너지를 절약하는 공법이 적용되고 있다.

 

에너지산업 변화에 따라 물 솔루션도 바뀌어야

현재 에너지산업은 재생에너지로의 전환에 탄력을 받고 있다. 아직도 에너지 구성에서 많은 부분은 전통적인 화석에너지가 차지하고 있지만, 재생에너지로의 도래는 불가피해졌다.

이에 따라 물산업도 에너지 절약적이고 재생에너지를 활용하는 방식으로 나아가야 한다. 풍력, 태양력, 파도와 지열자원과 같이 물을 필요로 하지 않는 전력발전 기술들로의 전환은 물 수요와 에너지 부문에서 배출되는 온실가스를 동시에 감소시키는 일을 가능하게 할 것이다.

재생에너지는 많은 양의 깨끗한 물을 필요로 하지 않아, 기후변화와 인구증가 등 불확실성이 커지고 있는 물에 기대지 않고 그 에너지원만으로 생산이 가능하다. 이러한 이유만으로도 충분히 성장의 잠재력이 크다고 할 수 있다.

글로벌 물기업인 수에즈는 호주 퍼스 지역에 풍력발전으로부터 나오는 전기를 이용한 역삼투 담수화 플랜트를 시공해 연간 30톤의 이산화탄소 배출량을 줄인 바 있고, 카타르는 탄화수소는 풍부하나 물은 부족국가로서 식수용 물 공급에 대한 담수화 의존도가 높은데, 이와 같은 국가적 특성을 고려해 재생가능에너지 및 폐기물 연소를 통해 얻은 전력으로 담수화 시설을 가동했다.

전 세계적으로 에너지 문제가 점점 심각해짐에 따라 물기업들은 자신들의 에너지 사용에 대해 더 관심을 갖고 에너지정책 결정에 관여할 필요가 있다. 미래의 안정성을 보장하는 지속가능한 개발을 위해서는 물과 에너지의 통합적인 계획을 마련하는 것이 필수적이다. 물-에너지 연계성을 완화시킬 수 있는 통합적인 접근 계획은 두 자원의 시너지효과를 증대킬 것이다. 그리고 물과 에너지의 수요는 이들 사이에 존재하는 요소들 간의 다양한 결합 과정을 통해 보다 폭넓은 해결전략을 만들도록 압력을 가할 것이다. 이에 대한 물기업들의 고민과 전략이 필요하다.

박희정 기자  doban03@hanmail.net

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