• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.1-6
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• 2016

일반적으로 해수담수화플랜트는 크게 두 가지의 문제점을 가지고 있는데, 에너지 비효율성과 해수담수화 후 부산물인 농축수의 해결방안이다. 전자는 태양에너지 등 신 재생에너지원의 활용과 새로운 기술에 대한 꾸준한 연구개발로 상당히 그 효율성이 개선되었으나, 농축수 해결방안에 대한 연구는 아직 미미한 실정이다. 본 논문에서는 많은 에너지를 투입하여 담수와 함께 생산된 농축수의 활용과 관련하여 제염이 가능한 설비의 구축과 그 효용성을 제고하기 위한 미네랄(Mg) 성분 제어에 관하여 제주 MVR해수담수화 플랜트를 중심으로 그 연구 결과를 소개하고자 한다. 플랜트의 정상 작동으로 생산된 농축수에 본 연구의 제염 설비를 적용하여 단계별 소금의 성분 함량을 분석했을 때 Mg 성분 수치가 줄어드는 것으로 보아 미네랄(Mg) 제어가 정상적으로 진행되고 있음을 알 수 있었다. 아울러, 본 MVR해수담수화 플랜트의 에너지 이용의 효율성과 담수 생산 및 농축수 활용에 관하여 그 활용성을 확인할 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.1-10
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• 2019

해수담수화(SWRO, Sea Water Reverse Osmosis) 플랜트는 장기적이고 지속적인 담수 생산을 위하여 설계단계부터 플랜트의 가용도를 고려하여야 하며, 시간의 흐름에 따라 다양한 형태의 노후 현상이 진행되어 시스템 성능의 저하가 발생하므로 가용도 유지를 위한 고장정비 및 예방정비 계획 수립 등이 필요하다. 해수담수화 플랜트와 같이 복잡한 공학구조로 구성된 플랜트 분야에서는 시스템의 신뢰도 혹은 가용도를 수리적인 방법으로 추정하는데 어려움이 있다. 본 연구는 해수담수화 플랜트에 특화된 소프트웨어 개발을 위하여, RAM 분석 프레임워크와 모델링 방법을 개발하고, 가용도 산출을 위한 이산사건 시뮬레이션 모델을 제안한다. 플랜트 정비의 특성을 고려하여 고장 정비 발생 시, 단일 부품의 수리/교체 뿐만 아니라 분해 정비 수준에 따라 접근 가능한 모든 부품을 동시 정비하는 예방정비 정책을 제안하고, 제안된 방법론에 따라 시뮬레이션 모델 및 프로토타입을 개발하였다. 이를 활용하여 국내외에 건설된 해수담수화 플랜트의 현장 데이터를 기반으로 시스템의 가용도 및 가동률 등을 추정 사례 연구를 수행하였고, 그 결과 실제 플랜트의 가용도와 근접한 결과를 얻었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.255-268
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• 2016

기후변화는 현재 사용되고 있는 지표수 및 지하수 등의 담수자원 외에도 새로운 수자원을 확보해야할 필요성을 증가시켰다. 해수담수화 시장은 이러한 변화에 따라서 매년 급증하고 있는 상황이며, 이에 발맞추어 2007년 해수담수화 플랜트 사업단이 국내에서 출범하였다. 2014년에 종료된 해수담수화플랜트 사업단은 증발식 해수담수화 기술에 치우친 국내 기술을 역삼투방식 해수담수화 기술로 선회할 수 있도록 이끌었다. 현재 세계 최고의 역삼투방식 해수담수화 기술 에너지 효율성은 약 $3.5kWh/m^3$ 전후로 조사된다. 기장 플랜트의 수준은 $3.8{\sim}4.0kWh/m^3$ 수준으로 비록 세계 최고 수준에는 미치지 못하나, 선두권이라 하기에는 부족함이 없는 것으로 사료된다. 한편, 세계 역삼투방식 해수담수화 기술은 평준화 수준에 이른 것으로 사료되며, 에너지 저감을 위해 새로운 기술을 개발하고자 경쟁중이다. 미래 해수담수 시장에서 경쟁할 것으로 예상되는 기술로 정삼투공정, 막증발법 등이 있으며, 이를 위해 국내에서도 정역삼투 융합공정 개발, 막증발법 및 얍력지연삼투등의 기술개발을 진행중에 있다. 이를 통하여 국내 기술수준을 $2.5kWh/m^3$까지 낮출 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.243-243
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• 2020

본 연구는 장래 유입수질 변화로 해수담수화(Desalination) 역삼투압(Seawater Reverse Osmosis) 공정의 전력비 예측 모델을 개발하고 별도의 해수담수화 추가공정이 필요한지 검토하였다. 플랜트 시설은 한번 설치되면 오랜 기간 운영이 되고, 주요 공정의 시설물 변경이 어려우며, 특히 해수담수화 시설의 경우에는 생활용수 및 공업용수를 수요자에 상시 공급함으로서 중간에 추가 시설물을 증설하거나 변경하기가 쉽지 않다. 따라서 해수담수화 시설의 계획 초기부터 현재의 유입수질 및 장래의 수질 변화를 예측하여 해수담수화 공정을 계획하는 것이 필요하다. 금회 검토는 해수온도 및 염분도 변화를 고려하여 서해에 위치한 대산산업단지 해수담수화 시설의 해수담수화 공정 전력비를 예측하였고, 입력 자료(온도 및 염분도)는 국가해양환경정보통합시스템(MEIS, Marine Environment Information System) 22년 과거자료(1997~2018년)를 이용하였다. 개발된 모형에 적용하여, 해수담수화에 필요한 전력비의 변화를 예측할 수 있으며, 이를 바탕으로 해수담수화 시설물 공정계획을 검토할 수 있었다. 금회 연구에서는 장래 수질변화 예측모형의 결과를 기반으로 해수담수화 시설물 공정을 제시하였다는데 의의가 있다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.13-21
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• 2014

최근 도서지역 지하수의 염분증가로 인해 지하수가 점차 생활용수로 부적합해 짐에 따라 해수담수화의 필요성이 크게 대두되고 있다. 이러한 해수담수화를 수행하기 위해서는 많은 에너지 비용이 들어가는데, 최근 에너지가격의 상승으로 경제성 확보가 어려운 실정이다. 지열에너지를 활용한 연계형 플랜트가 문제를 해결하는 중요한 방법이 될 수 있다. 지열시스템은 지구 내부의 온도를 이용하는 방법으로서 항상 온도가 일정하며 24시간 활용할 수 있어 이용률이 높다는 장점이 있기 때문이다. 본 연구에서는 지열을 보조열원으로 활용한 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트를 설계하고, 지열과 연계하지 않은 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트와 경제성 비교분석을 했다. 그 결과 할인율 5%일 경우 지열연계형이 $23,822,409 만큼 더 높은 순현재가치 값을 가지며, 운영기간 5.36년을 분기점으로 두 플랜트의 현금흐름이 역전되어 지열연계형 플랜트가 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트보다 더 큰 경제성을 갖는 결과를 얻었다. 또한 민감도 분석에서 주요 변수들간의 결과값 비교를 한 결과, 스팀이용비용의 변동폭이 가장 큰 영향을 미친 점에 비추어 스팀비용이 높은 지역일수록 지열에너지 연계형 플랜트가 경제적이고 효과적인 솔루션인 것으로 증명되었다.

• 물과 미래
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• 제55권4호
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• pp.81-94
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• 2022

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2351-2357
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• 2013

해수담수화 플랜트 시장 진출 유망 국가 분석을 위한 지수를 개발하였고 이를 위해서 관련된 자료를 수집하고 분석하였다. 자료의 특성상 국가별로 편차가 커 스케일 재조정 방법을 통해 각 지표별로 표준화를 실시하였고, 해수담수화 플랜트에 대한 전문가들을 대상으로 Delphi 기법을 통한 설문 조사를 통해 가중치를 결정하였다. 총 23개의 지표를 3가지 요소로 나누어 각각의 항목별로 가중치를 결정하였으며, 사우디아라비아, UAE, 쿠웨이트, 이란, 카타르, 중국, 싱가포르, 인도, 알제리, 터키, 미국 등 11개 국가, 즉 해수담수화 플랜트 해외 시장 유망 국가들에 대해서 지수를 산정하였다. 산정된 지수를 비교하였을 때 미국이 0.537, 중국이 0.490, 사우디아라비아가 0.329로 나타났다. 현지 사정을 고려하였을 때는 미국과 중국은 해외 시장 진출을 하는데 많은 어려움이 있을 수 있지만 그 외에 국가에 대해서는 본 연구의 결과를 바탕으로 전략적으로 시장 진출을 도모하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.201-201
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• 2019

세계적인 기상이변으로 가뭄발생 빈도 및 영향이 증가하고 있으며, 급속한 산업화로 사용 가능한 수자원이 점차 고갈되어 있어, 국내에서도 해수담수화(Seawater Desalination)는 새로운 대체수자원으로 많은 관심을 받고 있다. 해수담수에 필요한 에너지 약 50~70%는 역삼투(Reverse Osmosis) 공정에서 발생되며, 해수온도 및 염분도에 따라 많이 변동될 수 있으므로 국립해양조사원(KHOA)의 과거 20년 자료를 이용하여 해수담수화 시설물 위치에 따른 영향을 분석하였다. 해수담수화에 필요한 에너지는 막 제조사에서 제공하는 RO Projection Software를 적용하여 에너지 소모량을 평가하고, 이를 고려한 시설물 위치에 대한 평가 모델을 구축하였다. 기존 해수담수화 시설은 대규모 물 공급이 필요한 지역을 우선적으로 고려했기 때문에 시설물 위치에 대한 객관적인 평가기준 마련이 어려웠다. 그러나 해수담수화 플랜트는 한번 설치되면 장기적인 시설물 유지 및 관리가 필요함으로 경제성을 고려한 최적 입지의 선정은 매우 중요하다. 본 연구는 국립해양조사원의 수집된 자료를 바탕으로 해수담수화 시설물 입지선정을 정량적으로 평가함으로서, 시설물 위치에 대한 의사결정시 참고할 수 있는 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 플랜트 저널
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• 제1권2호
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• pp.50-58
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• 2005

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.459-459
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• 2011

전 세계적으로 이용 가능한 수자원이 한정되어 있는데 반해 기후변화, 인구증가에 따른 물 부족 사태는 심각해져 가고 있다. 이에 따른 대체수자원의 개발이 지속적으로 요구되고 있으며, 하수재 이용과 더불어 가장 큰 성장세를 보이고 있는 해수담수화는 이미 국내외에서 주요 용수 공급원으로 이용되고 있다. 하지만, 현재 국내에선 해수담수화 플랜트 기술 연구에 비해 해외 시장에 대한 연구는 미흡하기 때문에, 국내 기업의 해외시장 진출 지원이 취약한 실정이다. 본 연구에서는 Frost & Sullivan의 2004년 자료를 기초로 하여 남부유럽, 북아프리카, 중동, 페르시아만 연안 6개국, 사우디아라비아 지역 37개 국가를 대상으로 해수담수화 수익성 평가를 하였다. 조사 기간은 2000년부터 2010년까지며, 각 지역별 연 수익금 및 증가율을 조사하였다. 조사 결과 5개 지역 모두 2010년까지 모두 증가 추세를 보였으며, 각 지역마다 증가율은 다르게 나타났다. 또한 분석 결과의 신뢰성 확보를 위해 Frost & Sullivan의 수익성 평가 자료와 Global Water Intelligence(GWI)에서 2010년도에 발간한 Desalination Market(2010)의 해수담수화 자본지출 (CAPEX)과 비교 분석하였다. 비교 분석한 지역은 5개 지역과 각 지역에서 한 개의 국가를 선정하여 총 5개 국가를 대상으로 하였으며, 기간은 2007년부터 2010년까지 비교 분석하였다. 분석 결과 2007년부터 2010년까지 북아프리카, 사우디아라비아를 제외한 해수담수화 수익금이 증가할 것으로 예측한 세 개 지역의 해수담수화 자본지출(CAPEX)이 모두 증가된 것으로 나타났으며, 비교기간 동안 해수담수화 수익금이 하강할 것으로 나타난 북아프리카의 알제리는 해수담수화 자본지출(CAPEX)이 실제로 하강했던 것으로 나타났다. 하지만, 사우디아라비아의 경우 해수담수화 수익금은 상승할 것으로 나타났으나, 자본지출금액은 하강한 것으로 나타났다. 또한 시장 증대 요인 및 억제 요인에 대한 조사 결과 해수담수화 시장 증대 요인은 5개 지역 모두 물 부족에 따른 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 사우디아라비아의 경우 지하수자원 부족에 대한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 이는 기후변화에 따른 강우사상 변화, 인구 증가에 따른 것으로 판단된다. 또한 시장 억제 요인으로는 남부유럽을 제외한 4개 지역이 정치적 분란인 것으로 나타났다.