바닷물로 깨끗한 물 만들기 가능한가요?
지구의 70%가 물로 덮여 있지만, 정작 우리가 마실 수 있는 담수는 전체의 1%에도 미치지 못합니다. 특히 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 물 부족을 체감하기 어렵지만, OECD가 지정한 '물 스트레스 국가' 중 하나입니다. 기후 위기가 심화되는 가운데 안정적인 수자원 확보는 국가적 생존과 직결된 문제입니다. 이에 한국건설기술연구원은 인류에게 무한한 혜택을 제공할 수 있는 해수담수화 기술 개발에 매진해 왔으며, 최근 세계 최고 수준의 차세대 기술을 선보이며 물 문제 해결의 새로운 전기를 마련하고 있습니다. 해수담수화의 역사는 에너지를 절약하기 위한 끊임없는 도전의 과정이었습니다. 초기 1세대 방식은 바닷물을 끓여서 증기를 얻는 증발법을 사용했으나, 화석 연료 소모가 극심하다는 단점이 있었습니다. 이를 보완하기 위해 등장한 2세대 방식이 현재 널리 쓰이는 역삼투법입니다. 이는 반투과 분리막인 멤브레인에 높은 압력을 가해 순수한 물만 걸러내는 방식입니다. 하지만 역삼투 공정 역시 여전히 상당한 전기에너지를 필요로 하며, 걸러지고 남은 농축수 처리 문제가 남아 있어 이를 해결하기 위한 혁신적인 기술이 요구되었습니다. 한국건설기술연구원이 독자적으로 개발한 3세대 기술인 '막증류 공정'은 기존 방식의 한계를 뛰어넘었습니다. 이 기술은 역삼투 공정에서 발생하는 고농도의 농축수 양을 획기적으로 줄이면서도, 담수 생산량을 20%에서 30%가량 추가로 확보할 수 있는 방식입니다. 연구진은 나노기술을 결합하여 분리막의 제조부터 실험까지 전 과정을 직접 수행하며 최적의 효율을 찾아냈습니다. 이는 에너지 사용량을 최소화하면서도 수자원 회수율을 극대화하려는 연구원들의 노력이 집약된 성과라고 할 수 있습니다. 차세대 막증류법의 원리는 증발법의 효율성과 분리막의 정교함을 결합한 것입니다. 해수를 약 60도 정도로 가열한 뒤 멤브레인 한쪽으로 흘리고, 반대편에는 차가운 물을 흘려 온도 차를 만듭니다. 이때 발생하는 수증기만이 분리막을 통과하여 깨끗한 물로 응결되는 방식입니다. 이렇게 생산된 물은 일반적인 생수보다 10배 이상 깨끗할 정도로 높은 순도를 자랑합니다. 증기 상태를 거쳐 액체로 변하는 과정을 통해 미세한 불순물까지 완벽하게 제거되기 때문인데, 이는 우리나라 해수담수화 기술의 높은 완성도를 증명하는 대목입니다. 현재 부산 기장에는 세계 최초이자 최대 규모의 중공사막 막증류 모듈을 적용한 해수담수화 플랜트가 구축되어 운영 중입니다. 연구진은 여기서 멈추지 않고 더 큰 그림을 그리고 있습니다. 완벽한 분리막은 아직 존재하지 않는다는 겸손한 자세로, 소재의 단점을 보완하고 제작 비용을 낮추는 연구를 지속하고 있습니다. 궁극적인 목표는 수돗물 가격 수준으로 저렴하게 깨끗한 물을 공급하는 것입니다. 전 세계 모든 사람이 물 걱정 없이 안전하게 생활할 수 있도록 하는 기술적 도약은 미래 자원 확보 시대의 든든한 버팀목이 될 것입니다.
