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[특별강연] ② 기후변화시대의 물의 위기와 기회 - 물관리 선진화와 물산업 전망
2019년 06월 05일 (수) 09:35:21 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 세계 환경의 날 특집  Ⅱ. 2019년 상하수도 관리 선진화 & 물산업 세계화 전략세미나(상)


“유역물관리 위해 모든 물관리 시스템 디지털화해야”


 유역단위로 물관리 하려면 물의 수지분석 가능한 수계관리 모델링이 필수
인공지능 등 4차 산업혁명 기술 융·복합한 스마트 시스템 운영관리 필요


   
▲ 남궁 은
한국환경한림원 회장
서울대 건설환경종합연구소 교수
[특별강연] ② 기후변화시대의 물의 위기와 기회 - 물관리 선진화와 물산업 전망

전 세계, 식량·에너지·물 부족 ‘몸살’

‘FEW(Food-Energy-Water) is FEW’. 세계는 지금 인구증가, 도시화, 산업화, 정보화, 기후변화 등으로 식량 부족, 에너지 부족, 물 부족의 최악의 시간을 보내고 있다. 이에 지난 2016년부터 UN은 지속가능개발목표(SDGs, Sustainable Development Goals)를 수립해 모든 국가들에게 이를 준수하도록 권고하고 있다.

지속가능개발목표는 빈곤, 질병과 같은 인류 보편적 문제와 기후변화 등 지구환경문제, 실업 등 경제사회문제를 17가지 주 목표와 169개 세부 목표로 해결하고자 수립된 지구촌 최대의 공동목표다.

2000년부터 2015년까지 추진된 기존의 밀레니엄개발목표(MDGs)를 종료하고 2016년부터 오는 2030년까지 새롭게 시행하고자 UN이 2016년에 수립했다. 이 중 6번째 주 목표는‘Water and Sanitation for All(모든 사람에게 깨끗한 물과 안전한 위생을)’로 물과 관련이 있다.

우리나라 또한 매년 가뭄, 폭염, 도시 열섬현상, 도시침수 등 물과 관계된 기후변화 문제들로 고통받고 있다. 여기에 저성장, 저소비, 공공재정 악화, 고실업률 등이 주요 흐름인 뉴노멀(New Normal) 기조가 매년 심화되어 우리를 압박하고 있으며, 최근에는 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 클라우드, 로봇, 드론, 자율주행차 등 4차 산업혁명 기술이 확산되며 사회 양상을 급속도로 바꾸어 놓고 있다.

   
▲ 지난 5월 16일 휘닉스 제주 아일랜드볼룸에서 열린 ‘제3회 2019년 상하수도관리 선진화 & 물산업 세계화 전략 세미나’에서 남궁은 서울대 교수가 ‘기후변화시대의 물의 위기와 기회 - 물관리 선진화와 물산업 전망’이라는 주제로 특강을 하고 있다.

4차 산업혁명 시대, 핵심은 ‘변화속도’

세계와 우리나라 경제는 저성장, 저소비, 고실업률, 양극화, 정부부채 증가, 규제 강화 등으로 대표되는 뉴노멀 시대에 돌입했다. 경제성장의 둔화로 개발과 건설에 대한 수요는 줄어들고 있고 공공재정은 매해 악화되어 신규 시설 확충의 감소로 이어지고 있다. 이미 설치되어 있는 인프라는 노후화 등으로 시설 안전이 위협받고 있는 상황이다.

4차 산업혁명이라는 용어는 지난 2016년 세계경제포럼(다보스포럼)에서 처음으로 등장했다. 이 용어를 처음으로 언급한 세계경제포럼 클라우스 슈밥(Klaus Schwab) 회장은 “4차 산업혁명에서 중요한 것은 크기가 아니라 변화속도”라고 강조하며 이제는 “큰 물고기가 작은 물고기를 잡아먹는 것이 아니라, 빨리 움직이는 물고기가 느리게 움직이는 물고기를 잡아먹는 시대”라고 말했다. 즉 빠르게 움직이지 않으면 도태된다는 말이다.

지난해 5월 우리나라 물관리에 대변혁이 일어났다. 그간 수량은 국토교통부에서, 수질은 환경부에서 나누어 관리를 해왔으나 이제 수량과 수질, 수생태계, 이 모든 것을 환경부가 총괄 관리하게 됐다. 물관리 일원화를 기점으로 우리나라는 지금 유역관리 기반의 통합물관리 시대로 전환 중에 있다. 올 6월부터 「물관리기본법」 시행령이 발효되면서 특히 많은 변화가 일어날 것으로 예상된다.

   
▲ 지난해 6월 환경부로 물관리가 일원화됨으로써 우리나라는 지금 유역관리 기반의 통합물관리 시대로 전환 중에 있다. 올 6월부터 「물관리기본법」 시행령이 발효되면서 특히 많은 변화가 생겨날 것으로 예상된다. 사진은 팔당호 전경.

국내 수자원 이용률 26∼28% 수준

과거 50년의 우리나라 물관리 발전 흐름은 △수자원 이용률 확대 △댐 및 저수지 확보 △상수도 보급 △하수도 확충 등으로 요약된다. 우리나라 수자원 이용 현황을 보면, 우리나라는 100이라고 하는 물이 하늘에서 비로 떨어져 내린다고 가정하면 이 중 약 26∼28%를 수자원으로 이용하고 있다.

사실 이 정도면 성공적으로 물을 관리하고 있는 것이다. 우리나라와 거의 유사한 가뭄 패턴을 갖고 있는 에티오피아는 수자원 이용률이 3%밖에 되지 않는다. 제대로 된 물그릇을 확보하지 못해 귀중한 물을 다 흘려보내고 있는 셈이다.

수자원으로 확보한 물은 대개 생활용수(23%), 공업용수(8%), 농업용수(47%), 하천유지용수(22%) 등으로 쓰이고 있다. 이 중 농업용수로 활용되는 물이 50%에 달할 정도로 제일 많다. 그러나 최근 농업용수로 활용되는 수자원 양이 줄어들고 있다. 식량생산이 그만큼 줄어들고 있는 탓이다.

우리나라의 댐 및 용수 공급 현황을 보면, 우리나라의 물그릇, 즉 댐의 개소수는 무려 1만7천500개소에 이른다. 이 중 대댐, 즉 큰 댐은 다목적댐 21개소, 생활·공업용수댐 54개소, 수력발전댐 15개소 등을 합산한 총 90개소이다. 소양강댐과 충주댐 등이 이에 속한다. 이 밖에 소위 농업용 저수지라 불리는 농업용수댐이 1만7천401개소에 달하며 현재 한국농어촌공사가 관리를 담당하고 있다.

   
 
용수공급·하수처리 분야 꾸준히 발전

또한 우리나라 상수도 현황을 간략히 살펴보면, 최초의 정수시설인 서울 뚝도정수장을 시작으로 2016년 기준 전국에 운영되고 있는 정수시설은 약 540개소에 이른다. 이들은 100% 공공에서 운영하고 있으며, 정수처리 공정은 모래여과공정에서 고도정수 공정, 막여과 공정 등으로 꾸준히 개선됐다.

우리나라 상수도 보급률은 2017년을 기준으로 99%에 육박하며, 먹는물 수질기준항목은 총 61개에 이른다. 특히 먹는물 수질기준항목은 60년 전인 1963년만 하더라도 30개에 불과했으나, 수질규제를 지속적으로 강화한 결과 1994년 43개, 2002년 55개, 2018년 61개로 꾸준히 증가했다. 이 중 특히 탁도 기준치는 0.5NTU로 세계적인 수준이다.

   
 
하수도 분야도 상수도 못지않게 상당한 발전을 이룩했다. 1976년 국내 최초의 하수처리장이 서울 청계천에 만들어진 이래 한국환경공단에서 부단히 노력한 결과 지난 2016년 기준 649개의 하수처리장(500㎥/일 이상)이 운영되고 있다. 2017년 우리나라의 하수도 보급률은 약 93%에 달한다.

하수처리장의 방류수 수질기준으로 7개 항목이 적용되고 있으며 하수처리공정은 표준활성슬러지 공정에서 현재 고도하수처리 공정, MBR 공정 등으로 발전했다. 특히 방류수 수질기준은 「환경보전법」, 「수질환경보전법」, 「하수도법」 등 소관 법률의 발전과 함께 항목 수가 확대되고 기준도 지속적으로 강화됐다.

   
 
국내 물관리, 실상은 신흥국 수준

이처럼 지난 50년간 우리나라 물산업은 국가 경제성장, 산업발전과 함께 압축적인 성장과 발전을 이룩했다. 댐, 상수도, 하수도 건설·운영을 통해 EPC(Engineering·Procurement·Construction, 설계·시공·조달), O&M
(Operation & Management, 운영·관리) 부문에서 상당한 기술과 실적, 경험을 확보하는 데 성공했고, 물관리 인적자원, 교육훈련 노하우, 각종 산업역량 확보를 통해 해외시장 진출기반을 다져왔다.

그러나 우리 실정을 다시 돌아볼 필요가 있다. ‘세계 12위 경제대국, 1인당 국민소득 3만 달러’에 달하는 우리나라가 과연 이러한 위상에 걸맞는 물관리 서비스를 국민에게 제공하고 있는지 성찰해봐야 한다는 것이다. 개인적으로 우리나라의 물관리는 외형은 선진국이나 실상은 신흥국 수준에 불과하다고 판단된다.

한 예로 수돗물 수질기준항목 중 탁도가 0.5NTU로 상당히 엄격하게 관리·운영되고 있음에도 불구하고 우리나라 수돗물 음용률은 1∼2%대를 전전하고 있다. 이는 분명 다시 생각해 볼 일이다. 일본이나 독일, 영국 등 해외 선진국의 수돗물 음용률은 우리나라보다 월등히 높다.

물관리 핵심성과지표부터 바꿔야

물관리 선진화를 위해서는 먼저 단순 공급 확대에서 고수준 질적 향상 정책으로 핵심성과지표(KPI)부터 바꿔야 한다. 그동안 우리나라는 상수도 시설용량, 상수도 보급률, 상수관망 연장, 누수율, 하수도 시설용량, 하수도 보급률, 하수관거 연장 등 하드웨어 중심으로 성과지표를 삼았다. 그러나 이제는 이러한 성과지표를 수돗물 음용률, 수도·하수도 요금 정상화, 수요관리, 자산관리 등과 같은 서비스와 소프트웨어 중심의 지표로 바꿔야 한다.

다만 수도 요금과 관련해 요금 ‘현실화’라는 표현이 지배적으로 사용되고 있는데, 현재 우리나라의 수도요금 산정방식을 감안하면 이보다는 ‘정상화’가 맞는 말이다. 우리나라는 현재 수돗물 생산원가가 약 1천 원이라고 가정하면 실제 수도요금 부과 시 800원만 부과하고 차액인 200원은 일반회계에서 메꾸고 있다. 생산원가만 받아서는 안 되는 것이 요금인데 생산원가보다도 적게 받으면서 부족분을 일반회계에서 충당하고 있다.

따라서 요금 정상화가 시급하다. 수돗물 생산원가가 1천 원이라면 요금은 1천400원 정도로 책정해야 한다. 그래서 1천400원 중 천 원은 생산비용으로 쓰고 나머지 400원은 종사자들 교육 훈련 및 재투자, 여건이 된다면 R&D의 일부로 투자하는 등 요금수입의 일부는 이익으로 남길 수 있는 수익 구조로 개편해야 한다.

또한 수요관리 부문에서 현재 우리나라 1인 1일당 수돗물 사용량(LPCD)은 285L로 집계되고 있다. 그러나 이것은 급수량을 기준으로 한 수치로, 독일, 일본 등 선진국에서 소비량을 근거로 한 LPCD와는 완전히 다른 것이다. 즉, 우리나라의 LPCD와 이들 국가의 LPCD를 비교하는 것은 다소 과격한 비교일 수 있으나 사과와 오렌지를 비교하는 것과 같이 격에 맞지 않는 일이다. 빠른 시일 내에 이에 대한 기준을 바꿔야 한다.

   
▲ 그동안 우리나라는 상수도 시설용량, 상수도 보급률, 상수관망 연장, 누수율, 하수도 시설용량, 하수도 보급률, 하수관거 연장 등 하드웨어 중심으로 성과지표를 삼았다. 그러나 이제는 이러한 성과지표를 수돗물 음용률, 수도·하수도 요금 정상화, 수요관리, 자산관리 등과 같은 서비스와 소프트웨어 중심의 지표로 바꿔야 한다.

새로운 예산 배분·집행 계획 필요

아울러 4차 산업혁명 기술을 융·복합한 스마트 시스템의 운영관리 체제를 하루빨리 도입해 구축해야 한다. 다시 말해 디지털화가 시급하다. 가령 스마트 미터링과 같은 시스템을 통해 생산되는 모든 데이터를 빅데이터(Big data)로 저장해 클라우드(cloud)로 보내고, 클라우드에서 인공지능을 통해 문제점 등을 판단하고 개선하는 식의 스마트한 운영관리가 필요하다. 

 앞으로의 물관리는 수질과 수량을 따로따로 관리하는 과거의 방식을 더 이상 따르지 않는다. 환경부가 새로운 형태의 통합물관리를 총괄하고 선도하는 이제, 예산의 배분과 집행도 새로운 시대에 걸맞게 해야 한다. 올해와 내년도 계획을 보면 여전히 지난 20∼30년 동안 해 오던 관행을 버리지 못하고 있는데 바꿔야 할 일이다. 통합물관리 시대에 맞는 예산 배분 및 집행 계획은 분명히 과거와는 다른 방식이다.

국가의 물 연구개발(R&D)도 마찬가지다. 국가물산업클러스터가 대구에 구축되어 이제 운영을 앞두고 있는데 기초연구와 응용연구를 균형 있게 운영할 필요가 있다. 지난 시절 우리나라의 R&D가 응용연구에만 지나치게 편중해 있던 점을 반성하고 이를 개선해 나가야 한다.

나아가 정부, 공공기관의 역할을 민간에 일정 부분 이양할 필요가 있다. 현재 공공 부문에서 너무 많은 분야를 떠안고 있다. 민간에서도 충분히 잘 해낼 수 있는 분야까지 공공 부문이 끌어안고 있으면 물관리는 결코 진보할 수 없다.

물 관련 교육 커리큘럼 선진화 시급

규제와 감독 기능의 분리 강화도 시급하다. 물관리가 일원화되고 나서 환경부는 상하기관의 기능 조정, 역할 분담 등에 어려운 나날을 보내고 있다. 이는 일종의 규제·감시·감독 기능의 분리·강화라고 하는 전제를 두고 보면 쉽게 해결할 수 있을 것이라고 판단된다.

또한 교육 커리큘럼(curriculum)의 전면적 개편 및 선진화가 요구된다. 4차 산업혁명 시대, 5G시대, 정보화 시대인데 환경, 물 관련 교육의 커리큘럼은 여전히 30년 전과 다를 바 없다. 수처리 기술 중 멤브레인(membrane) 기술의 진화 속도만 봐도 물관리 발전 속도가 얼마나 빠른 속도로 진행되고 있는지 가늠할 수 있다. 조속한 시일 내에 시대의 흐름에 걸맞는 교육 커리큘럼을 마련해야 할 것이다.

나아가 발주방식의 개편과 발주자의 역량 강화가 필요하다. 지자체 공무원들의 교육훈련 기회를 종전보다 늘림으로써 발주 방식이나 업무 이행 수준을 한시라도 빨리 높여야 품질 높은 결과물을 만들어낼 수 있다.
마지막으로 물관리 엔지니어링 산업의 대가 현실화가 필요하다. 여기서 대가는 용역비용으로, 현재 이 비용은 상당히 낮게 책정되고 있다. 그러다 보니 새롭고 창의적이고 선진적인 성과가 나오지 못하고 있다.

명확한 물관리 비전·목표 설정 필요

물관리 일원화 이후 우리나라 물관리가 나아가야 할 방향은 ‘유역 기반의 통합물관리’이다. 유역 기반의 통합물관리는 △수량과 수질의 통합관리 △지하수와 지표수의 통합관리 △도랑에서 하구까지 수계전역의 통합관리 △홍수와 가뭄의 통합관리 △토지와 물의 통합관리 △담수역과 해수역의 통합관리 등을 모두 아우르는 개념이다. 앞으로 1∼2년 동안 국가물관리기본계획과 각 유역의 유역물관리종합계획을 수립할 때 이들을 고려해야 한다.

본격적인 통합물관리 시대를 맞아 통합물관리의 성공을 위해서는 먼저, 국가 물관리 비전과 목표를 명확히 설정해야 한다. 지금의 물관리 비전과 목표로는 다소 부족하다. 30년 전 미국 환경청(EPA) 본부를 방문했을 때 인상 깊었던 문구가 있다. ‘fishable & swimmable’, 즉 낚시가 가능하고 수영할 수 있는 물을 만들자는 것이다.

우리나라 유역의 물관리 비전과 목표 역시 이런 것이 되어야 한다. 낙동강을 예로 들면 발원지인 태백의 황지에서 종착지인 부산의 하구까지 낚시와 수영이 가능한 수질을 확보하는 것을 유역의 목표로 삼아야 한다. 그리고 나서 이를 달성하기 위한 세부전략과 실행계획을 수립해야 하고, 국가 및 유역 물관리위원회의 역할과 책임을 할당해야 한다. 법과 제도, 조직 등의 정비는 그 다음에 할 일이다.

수요관리 등 신규산업 창출 가능

통합물관리를 추진하면 한편으로 새로운 물산업 기회도 있다. 유역 단위로 물을 관리하다 보면 수계관리 모델링이 필수이다. 각 도랑과 하천, 소하천, 중하천, 국가하천을 통해 얼마만큼의 물이 흘러 들어오고 있고 어느 지자체에서 얼마나 취수를 하는지, 취수한 물은 쓰고나서 얼마나 방류하는지 등 물 수지분석이 필요하다. 이는 곧 하나의 수치 모델로 만들어져야 하며, 모든 물관리, 유역관리에 적용되어야 한다.

수치모델이 만들어지면 상당히 많은 데이터가 확보될 것이다. 스마트 센싱(Smart sensing), 스마트 미터링(Smart metering) 등을 통해 실시간으로 모니터링이 이뤄지기 때문에 엄청난 데이터를 확보할 수 있고 이것이 곧 빅데이터가 되어 클라우드로 전송된다. 클라우드에서는 여러 가지 분석시스템을 통해 분석을 하며 인공지능이 실시간으로 문제점과 개선기회 등에 대한 판단을 내린다.

이처럼 통합물관리를 본격적으로 추진하게 되면 유역물관리를 위한 수계관리모델링 사업, 서비스 극대화를 위한 빅데이터 사업을 비롯해 물사용 최적화를 위한 수요관리사업, 시설 장수명화를 위한 자산관리사업, 재정건전화를 위한 재무관리사업, 법·기준 준수를 위한 환경관리사업 등 다양한 산업의 창출 기회가 열릴 것이다.

미래 우리나라 통합물관리의 핵심은 ‘유역물관리’이며 유역물관리의 성공 여부는 모든 물관리 시스템의 디지털화에 달려있다. 

[『워터저널』 2019년 6월호에 게재]

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