[신년특집②] Ⅱ. 사우디·요르단·스리랑카 해수담수화 시장 현황
“사우디, 향후 5년간 담수발전 분야 14개 프로젝트 추진”
주바일 3단계 프로젝트, 전력 3천㎿·담수 110만㎥ 생산…전체 중 30%로 최대
2025∼2030년 쇼아이바·알코바·제다 등 5개 프로젝트 추가 이행 계획
Part 01. 사우디아라비아 해수담수화 사업 소개
해수담수화 시설 주로 해안가에 편중
전 세계 담수 생산량의 약 18%를 차지하고 있는 사우디아라비아는 현재 29개의 해수담수화 시설을 운영 중이며, 시설은 주로 해안가 지역 중 특히 서해안에 집중되어 있다. 비교적 규모가 큰 담수화시설은 동해안의 경우 △주바일(Jubail) △코바르(Khobar) △카프지(Kafji) △라스알헤어(Ras Alkhair) 등에, 서해안은 △제다(Jeddah) △쇼아이바(Shoaiba) △슈퀘이크(Shuqaiq) △얀부(Yanbu) 등에 위치해 있다.
동해안 일대의 해수담수화 시설에서 생산되는 담수의 양은 총 272만7천414㎥로, 이 중 주바일 단지(주바일 1·2, 역삼투(RO) 시설)가 117만6천528㎥에 달하는 가장 많은 규모의 담수를 생산하고 있다. 이어 라스알헤어와 코바르, 카프지가 각각 102만5천㎥, 50만3천㎥, 2만2천886㎥로 그 뒤를 잇는다.
서해안 지역은 총 187만1천606㎥ 가량의 담수를 생산해 내고 있으며 쇼아이바와 제다, 얀부가 각각 67만7천545㎥, 57만5천175㎥, 44만1천172㎥ 규모를 생산해 큰 편차는 없다. 이외에도 해안가를 따라 분포해 있는 여러 위성시설(Satellite plant)에서 8만700㎥ 가량의 담수가 제공되고 있다.
해수담수화는 직접 사용하기 힘든 바닷물을 가공해 음용수 및 생활용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 의미하는 만큼 인간의 생활과 밀접히 닿아 있다. 그 예로 제다와 쇼아이바의 인근 지역인 메카(Makkah)와 타이프(Taif), 바하(Baha) 등지에서는 해수담수화를 통해 식수를 공급받고 있으며, 슈퀘이크 주변의 아브하(Abha), 자잔(Jazan) 등의 지역 역시 그 혜택을 누리고 있다.
사우디아라비아에서는 △마라픽(Marafiq) △쇼아이바 △슈퀘이크 등에서 다양한 민자 담수발전 프로젝트(In-dependent Water and Power Project, IWPP)가 진행되고 있다. 대표적으로 마라픽에서는 약 2천500㎿의 전력 및 80만㎥/일 가량의 담수를 생산하는 것을 목표로 프로젝트가 진행 중이다.
쇼아이바 시설은 현재 쇼아이바 1·2 사업장에서 각각 22만3천㎥/일, 45만4천545㎥/일 규모의 담수를 생산해 내고 있으며, 향후 쇼아이바 3 사업장과 그 인근에 플랜트를 확장 건설하려는 계획 하에 있다. 900㎿의 전력 및 하루 약 88만㎥의 담수 공급을 목표로 하며, 확장된 시설은 15만㎥ 가량을 추가 생산할 것으로 기대된다.
‘쇼아이바 3단계 민자 담수 발전 프로젝트(Shoaiba Phase-3 IWPP)’에는 사우디아라비아의 아크와파워(ACWA Power), 말레이시아의 말라크오프 버하드(Malakoff Berhard), 말레이시아 카자나(Malaysia Khazanah)의 테나가 내셔널 버하드(Tenaga Nasional Berhard), 말레이시아의 내셔널(Nasional) 등이 참여할 예정이다.
기존 9만7천14㎥/일 규모의 슈퀘이크(Shuqaiq)에서도 슈퀘이크 2단계 민자 담수발전 프로젝트(Shuqaia Phase-2 IWPP)가 진행된다. 850㎿의 전력 및 하루 약 21만2천㎥의 담수 생산을 목표로 하고 있으며, 사우디아라비아의 아크와파워, 쿠웨이트의 GIC(Gulf Investment Corp.), 일본의 미쯔비시(Mitsubishi Corp.) 등이 참여한다.
설비 프로젝트의 경우 주로 역삼투(RO) 기술을 활용하나, 이 중 주바일 3단계 프로젝트는 역삼투법과 열복합사이클(Thermal Combined Cycle)을 3:7의 비율로 활용하여 전력 3천㎿, 110만㎥/일 규모의 설계 용량을 확보했다. 이는 전체 설비 프로젝트에서 생산되는 담수 총량의 30%를 능가하는 최대 규모가 될 것으로 예상된다.
특히 역삼투법 외에 열원을 이용하는 증발법 중 다단증발법(Multi-Stage Flash, MSF)과 다중효용법(Multi-Effect Distillation, MED)을 활용함에 따라 2개의 가스 터빈(GT)과 HRSG라 불리는 배열회수보일러, 1개의 증기터빈(ST), 덤프 콘덴서(Dump Condenser) 등을 보유하고 있다.
요구되는 기술 사항으로는 △시장 가격을 고려한 튜브 소재(티타늄) △MSF 전력 소비량 4㎾h/㎥ 미만 △MED 전력 소비량 2.2㎾h/㎥ 미만 △RO 전력 소비량 4.2㎾h/㎥ 미만 △천연가스 소비량 6억2천500입방피트/일 미만 등이 있다. 프로젝트는 현재 연구 단계에 있으며 이행 기간은 약 4년이 소요될 것으로 예상된다.
제다·라빅 등지에 담수용량 추가 확보
제다 4단계 역삼투 시설은 하루 용량 40만㎥ 규모로 제다 지역에 위치하여 인근 지역에 서비스를 제공하게 된다. 현재 입찰이 진행 중이며, 프로젝트 이행 기간은 약 3년으로 추산된다.
이에 따라 새로운 해수 취수구가 요구되며 전처리 과정에 이중여과기(DMF, Dual Media Filter)와 정밀여과기(MCF, Micro Cartridge Filter)가 활용될 예정이다. 역삼투 공정은 에너지 회복률을 1단계에 42%, 2단계에 92%까지 끌어올리는 고효율 에너지 회복 시스템을 갖추게 되며, 전력 최대 소비량은 1㎥당 4.2㎾h를 넘지 않을 것으로 예상된다.
이와 더불어 라빅 3단계 역삼투 시설은 설계 용량이 60만㎥/일 규모로 제다 시설보다 다소 높은 수준으로 제다, 메카, 타이프 및 인근 마을 등 다수 지역에 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 프로젝트 이행 기간은 3년으로 현재 설계 단계에 있으며 제다 4단계 역삼투 시설과 유사한 기술조건이 요구된다.
이외에 하클(Haql) 3단계·두바(Duba) 4단계·알와지(Alwajh) 4단계 및 물 수송 시스템은 하루 용량이 각각 9천㎥ 수준으로 현재 입찰 평가 단계에 있다. 전처리 과정에 압력필터인 러핑 필터(Roughing filter)와 폴리싱 필터(Polishing filter)가 활용되며 고효율 에너지 회복 장치가 장착된다. 프로젝트는 2년 6개월 가량 소요될 것으로 예상된다.
주바일·리야드간 담수 수송량 최대
파이프라인 프로젝트 중 주바일·리야드 물 수송 시스템은 총 길이 900㎞, 직경 80인치에 달하는 파이프 두 개로 하루 약 100만㎥의 물을 운반하는 최대 규모의 프로젝트이다. 주바일·동부지역 물 수송 시스템의 경우 길이 130㎞, 직경 80인치에 이르는 파이프를 건설하는 사업으로 한 개의 펌프장을 이용하여 하루 60만㎥의 담수를 운반한다.
또 라빅-제다·메카·타이프 물 수송 시스템은 라빅을 기점으로 제다, 메카, 타이프 및 그 인근 지역에 물을 공급하는 프로젝트로, 완공되면 총 길이 600㎞, 최대 직경 80인치에 이르는 수송 파이프를 통해 하루 60만㎥ 가량의 담수를 수송할 예정이다. 현재 설계 단계가 진행 중으로 프로젝트 기간은 3년 6개월이다.
이 밖에도 사우디아라비아는 오는 2025년부터 2030년까지 △쇼아이바 4단계(100만㎥/일) △알코바(Alkhobar) 4단계(77만5천㎥/일) △제다 5단계(40만㎥/일) △라빅 4단계(60만㎥/일) △얀부 5단계(40만㎥/일) 등의 프로젝트를 추가로 이행할 계획이다. 이 중 쇼아이바와 알코바는 2025년에, 제다와 라빅, 얀부는 2030년에 시운전이 가능할 것으로 예상된다.
리나라 하수도는 선진국에 비해 짧은 기간에도 불구하고 비약적인 성과를 이뤄냈다. 그 발전과정을 정부 차원에서 과거 주요 역사적 사건들을 통해 객관적으로 기록해 보관하고자 「하수도법」(1966년) 제정 50주년을 맞아 『한국 하수도 발전사』 편찬사업을 실시했다.
[『워터저널』 2017년 2월호에 게재]