에너지연, 태양열 해수담수화 실증플랜트 구축

신기술
에너지연, 태양열 해수담수화 실증플랜트 구축
태양광발전 통해 전기 얻는 친환경 기술
한국에너지기술연구원(원장 이기우)이 태양열을 이용해 해수를 담수로 바꾸는 해수담수화 기술을 개발, 전남도와 함께 실증플랜트를 구축했다고 밝혔다.  에너지기술연구원은 12월 9일 여수 대경도 실증단지에서 태양열 해수담수화 플랜트 준공에 맞추어 연구 성과보고회를 개최했다. 여수 대경도에 설치된 태양열 해수담수화 플랜트는 주 열원으로 태양열시스템과 보조열원으로 목재펠릿보일러를 갖췄으며, 펌프 등을 구성하는 전력원으로 태양광발전시스템을 갖추고 있다. 또한 자동제어와 원격 모니터링 시스템을 이용하여 유지·관리되며 일일 담수용량 1만ℓ규모로 향후 5년간 운전될 계획이다.



증발·응축과정 통해 담수로 변화
에너지기술연구원에서 개발한 해수담수화 기술은 태양열을 이용한 증발식 해수담수화 기술로 진공관형 태양열 집열기에서 생산된 열과 태양광발전을 통해 얻은 전기를 동시에 활용해 바닷물에서 염분을 제거하는 기술이다.  진공관형 태양열 집열기를 통해 얻어진 열에너지는 집열기 안을 흐르는 물의 온도를 상승시키고, 뜨거워진 물은 축열조로 이동하게 된다.  축열조의 온도가 증발에 필요한 약 70℃의 온도에 도달하면, 해수 취수펌프가 가동돼 바닷물이 담수기에 공급된다.  이후 축열조의 뜨거운 물이 담수기에 공급되면, 공급된 열에너지에 의해 저압상태의  담수기 내 바닷물은 증발과 응축과정을 거쳐 염기가 거의 없는 담수로 바뀌고, 식수 또는 공업용수로 활용할 수 있게 된다.
특히, 여수 대경도 실증단지에는 한국에너지기술연구원이 독자 개발한 다중효용 담수기(MEMS)가 설치돼 있다.  다중효용 담수기는 동일 열량 대비 1단 담수기에 비해 4배 이상의 담수를 생산할 수 있는 기술로, 향후 수백톤급 담수 플랜트의 준공에도 사용할 수 있는 원천 기술이다. 연구책임자인 곽희열 박사는 “구축된 태양열 해수담수화 플랜트는 도서지방의 물 부족 문제를 해결하는 사업화 모델로 활용될 예정”이라며, “ 이번 실증에서 성능이 검증된 다중효용 담수기는 70℃ 전후의 산업공정에서 발생된 폐열과 연계된다면 경제적인 공업용수 조달에 바로 활용될 수 있다”고 설명했다.  한편, 한국에너지기술연구원은 이번 실증단지 구축에 앞서 지난해 5월 21일 전남도와 태양열 해수담수화 실증단지 추진을 위한 협약을 체결한 바 있으며, 협약에 따라 에너지기술연구원과 전남도, 전남개발공사, 녹색에너지연구원과 태양열 해수담수화 실증사업을 통해 전라남도 에너지자립섬 모델을 개발하고 에너지 신산업 육성을 위해 상호 협력할 예정이다.


국내외 물 부족국가로 성과 확산
태양열 해수담수화 기술은 화석연료를 사용하지않아 온실가스 배출이 없는 친환경 해수담수화 기술이며, 태양에너지로터 증발에 필요한 온수(태양열)와 펌프 등의 전력(태양광)을 동시에 활용하여 운영비 저감 및 유지관리가 편리한 특징이 있다. 기존 소규모 역삼투법(RO)기술의 문제점인 전기세, 운영 및 유지관리비용 부담을 개선하기 위한 기술로 2005~2006년 제주 월령에서 국내 최초 태양에너지 해수담수화 실증을 시작으로 2014~2015년 태양열 해수담수화 사업화 모델을 개발했다.  에너지기술연구원은 태양에너지 해수담수화 기술 사업
화 모델 개발 및 성과확산을 위해 1일 담수용량 10톤 규모의 실증 플랜트를 구축하고, 원천기술이 확보된 다중효용 담수기의 성능을 검증하는 최종목표를 갖고 있다. 한편, 에너지기술연구원은 2014년 4월 태양에너지해수담수화 기술에 관한 특허 및 노하우를 ㈜도암엔지니어링에 기술이전을 통해 태양열 해수담수화시스템 통상실시권을 확보했다.  또한, 담수용량 10㎥/1일 규모의 태양열 해수담수화 플랜트 구축 및 운영을 통한 사업화 모델을 완성하고, ‘저압증발식 다중효용(MEMS)담수기 실증운전 및 성능검증’에 대한 기술이전을 준비 중이다.
특히, 저압증발식 다중효용(MEMS, Multi effect and multi stage)담수기 설계 및 제작 기술의 기술이전을 추진 중이며, 국내외 물 부족 국가 및 지역을 대상으로 성과를 확산시킨다는 방침이다.