[기계설비신문 김주영 기자] 해수담수화 기술에 주목하는 지역이 있다. 석유 강국인 중동지역국가들이다. 이들은 석유가 많은 대신 메마른 사막으로 뒤덮인 지리적 특성상 ‘마실 물’이 부족하다. 식수를 확보하는 것이 절체절명의 과제인 셈이다.

지난 16일 국토교통부에 따르면, 세계 해수담수화 시장 규모는 2018년을 기준으로 152억 달러, 한화 16조7610억원에 달한다. 매년 성장률은 15%가량으로 예상됐다. 

시장은 중동지역을 중심으로 형성됐다. 사우디아라비아만 봐도 3000만명 이상의 인구가 안정적으로 공급받을 수 있는 물을 확보해야 한다. 기후·지리적 한계를 과학기술로 극복하기 위한 도전에 앞장 설 수밖에 없다. 

이들이 주목하고 있는 것이 바로 바닷물을 먹을 수 있는 담수로 바꾸는 ‘해수 담수화’ 기술이다. 중동 국가 대부분은 지중해와 아라비아해를 접하고 있다. 풍부한 바닷물을 생활용수로 바꿀 수 있다면 마르지 않는 ‘오아시스’를 확보하게 된다.

불가능한 일도 아니다. 사우디, 쿠웨이트, 오만, 카타르, 리비아, 아랍에미리트(UAE) 등은 이미 40여년 전부터 해수담수화 설비를 구축하고 있다. 이를 통해 마실 물을 확보했다.

이 기술은 생활용수나 공업용수로 사용하기 힘든 바닷물에서 염분과 용해 물질 등을 제거해 순도 높은 음용수와 생활용수, 공업·농업용수 등을 얻어내는 기술이다.

해수담수화 방법으로는 △다단증발(MSF) △다단효용(MED) △역삼투압(RO) △냉동 등의 방법이 있다. 현장에서는 주로 ‘다단증발방식’과 ‘다단효용방식’을 사용한다. 

다단증발방식은 해수를 증발시켜 염분과 수증기를 분리하고 수증기를 응결시켜 담수를 확보하는 방법이다. 역삼투압에 비해 에너지가 많이 소모되는 탓에 에너지 자원이 풍부한 중동 지역에서 주로 사용되는 기술이다. 

‘두산중공업’ 자타 공인 1등
해수담수화 시장의 중심에는 두산중공업이 서 있다. 두산중공업은 해수담수화 분야에서 자타가 공인하는 세계 1위 기업으로 발돋움했다. 해수담수화 원천기술을 보유한 점이 이를 뒷받침해 준다. 

실제로 두산중공업은 다단증발방식(MSF), 다단효용방식(MED), 역삼투압방식(RO) 등 3대 해수담수화 기술을 모두 보유하고 있는 기업 중 하나다.

이를 토대로 지난 40여년 동안 중동에서 수주한 해수담수화 프로젝트는 사우디, UAE, 쿠웨이트, 오만, 카타르 등 중동 전역에 걸쳐 총 30개 프로젝트에 달한다. 담수생산용량은 하루 768만 톤 규모다. 

두산중공업 관계자는 “이들 플랜트에서 생산되는 물을 모두 합치면 하루에 약 2500만명이 동시에 사용할 수 있다”고 설명했다. 

해수담수화시장에 두산중공업이 첫 발을 내딛은 곳은 1978년 사우디 파라잔 프로젝트다. 

국내 기업으로는 처음으로 중동 해수담수화 시장에 본격 참여했다. 이후 1990년대까지 사우디, UAE 등에서 잇따라 프로젝트를 수주하며 당시 미국, 유럽, 일본 등 선진국 일부 업체에서 독점하던 담수설비 설계기술을 자체 개발하는 데 성공했다.

현재는 축구장 면적 크기 만한 담수증발기를 창원공장에서 조립해 통째로 출하하는 원모듈 공법을 개발하기도 했다. 이를 통해 공기 단축과 품질 향상으로 세계적 경쟁력을 확보했다. 2000년대 들어서는 UAE 후자이라, 사우디 쇼아이바 프로젝트 등 중동지역 담수플랜트를 거의 독점하며 세계시장 점유율 1위로 올라섰다.  

2011년에는 다단효용방식(MED) 해수담수화 시장에도 진입했다. 2011년 2월 단위 용량으로는 세계 최대인 사우디아라비아 얀부 MED 해수담수화 설비를 수주한 데 이어 같은 해 9월 사우디 마라픽 MED 해수담수화 프로젝트도 수주했다.

세계 최대 규모 해수담수화 플랜트인 사우디아라비아 라스 알 카이르 프로젝트는 하루에 350만 명이 동시에 사용할 수 있는 담수를 생산할 수 있다. 

GS건설, 세계 최초 RO 플랜트 건설
GS건설도 해수담수화사업을 미래 신성장동력사업으로 선정해 적극적으로 시장 공략에 나섰다. 일찍이 자회사인 GS이니마를 통해 해외시장에 진출, 최근 들어 사업이 본 궤도에 오르고 있는 모양새다. 

작년 11월에는 중동 오만에서 2조3310억원 규모의 초대형 해수담수화 프로젝트를 수주했다. 

GS이니마는 1967년 세계 최초로 역삼투압 방식 플랜트를 건설한 이후 꾸준히 글로벌 담수화 프로젝트에 참여하고 있다. 특히 세계 최초로 RO방식 플랜트를 건설하기도 했다. 

GS건설이 부산에서 추진 중인 연어 양식업도 해수담수화 사업과 연관됐다. 연어는 깨끗한 물에서만 서식하는 특성상 양식 조건이 까다롭다. 이 사업에는 GS이니마가 보유한 핵심기술을  활용해 독자적인 영역을 구축해가고 있다. 

GS건설은 스마트 양식장을 직접 운영해 대서양 연어를 연간 최대 500t 생산할 계획이다.

신기술 개발로 새 가치 발굴 시도
해수담수화 시장을 비롯한 글로벌 물 산업은 꾸준히 성장하고 있다. 

시장조사기관인 글로벌 워터 마켓에 따르면, 전 세계 수처리시장은 지난 2017년 880조원 규모에서 2021년 940조원으로 7%가량 커졌다. 오는 2025년에는 약 1000조원에 달할 것으로 전망된다.

더욱이 해수담수화 등 수처리 사업은 통상 장기계약으로 이뤄져 한 번의 수주로 꾸준한 매출을 확보할 수 있다. GS건설이 오만에서 체결한 해수담수화 사업의 계약기간도 20년이다. 예상 매출액은 각각 1조6340억원으로 추정된다. 

지리적 특성상 물 부족 현상을 겪는 국가는 석유자원 등을 통해 탄탄한 자본을 가진 국가들이다. 코트라(KOTRA)에 따르면. 이집트도 최근 대규모 담수화 플랜트 투자 계획을 추진 중이다. 이집트 역시 해수담수화 사업을 100% 해외 기술에 의존하고 있다.

작년 7월 압델 파타 엘시시 이집트 대통령은 625억 달러, 한화 68조9187억원을 투자해 수자원 확보를 위한 프로젝트를 추진하겠다고 발표했다. 

미래 해수담수화기술은 현존하는 기술의 한계를 극복하기 위한 새로운 개념의 소재 기술과 공정 기술이 연계될 것으로 전망된다.

나노기술을 이용한 소재개발, 낮은 에너지를 투입해 더 많은 담수를 생산하는 할 수 있는 기술이 개발될 전망이다. 더욱이 신재생에너지를 이용한 기술 연구도 이뤄질 것으로 보인다. 가스하이드레이트를 이용한 기술 개발도 시도 중이다. 

해수에 포함된 다량의 리튬이온 등과 같은 고가의 자원을 회수하고자 하는 시도도 진행 중으로, 향후 새로운 부가가치를 창출할 것으로 보인다. 

업계 관계자는 “기후 변화에 따른 물 부족 문제는 인류가 풀어야 할 숙제”라며 “국내 기업들의 해수담수화 기술력이 높아져 국가 경제성장을 견인하는 핵심산업으로 발돋움할 수 있을 것으로 본다”고 말했다.