한국물학술연합회, 김성원 의원 공동 주최
물환경학회, 스마트 상하수도기술硏 후원
국내 전통한 하수전문가 한 자리에 모여
하수관련 업계 제도 등 강도 높은 비판
[환경데일리 김영민 기자]국내 하수도 보급률은 2020년 기준 94.5% 공공하수처리시설은 698개(26,244천톤/일), 고도처리시설은 676개(25,546천톤), 하수관로 정비는 16만3098km에 자랑하고 있다. 정수시설수는 490개소, 광역수도도 38개소가 운영되고 시설용량은 27.2백만 톤에 달한다. 이 중 30년 된 상하수도 노후시설은 201개소로 전체 40.8%로 시설 용량기준으로 전체 노후 절수장의 67%는 광역시 소재 17개 정수장이 차지하고 있다. 상수관로 총 연장 20만3858km중 매설 경과연수 21년이상된 관로만 6만3190km(30.9%)에 이른다. 2020년 기준으로 노후하수처리장 73개소, 10년 뒤에는 331개소로 5배 이상으로 늘어난다.
현실적으로 물량은 포화상태지만 하수처리산업이 어둡다. 기후변화의 속도가 빨라지고, 변화무쌍한 재난이 이어지면서 안전한 물 확보와 물서비스 제공이 시급해졌다. 이에 따라 탄소중립 기여할 수 있는 친환경형 저탄소 물관리 체계로의 전환에서 지능화의 바람이 거세지고 있다.
정부는 환경부, 국토부, 과기부 등 관련부처와 함께 협업의 문을 열어 두고 있다. 문제는 2030년쯤이면 국내 전체 물 기반의 70% 이상 시설은 내용연수가 초과된 노후화가 가속화될 것으로 보인다.
이와 관련, 국가 미래 스마트 하수도 정책제언 토론회가 개최됐다. 이번 토론회는 29일 여의도 글래드호텔에서 김성원 의원, 한국물학술단체연합회가 주관하고 한국물환경학회, 스마트상하수도기술연구회가 후원했다.
■건설시장보다 유지관리시장으로 트렌드변화
토론회는 스마트 하수처리, 정밀진단 기술, 안전운영관리의 3개 섹션으로 나눠 진행했다.
주제발표에는 한준욱 환경부 지하수과장, 박준홍 연세대 교수, 김연권 K-water 박사, 김시원 엔비젼 대표, 유광태 유앤유 대표, 도중호 삼보기술단 부사장, 전양근 SK EMC 부문장, 이대성 경북대 교수가 참여했다.
서일원 (사)한국물학술단체연합회장은 개회사에서 "하수 관련 시설 노후화는 말할 것도 없고 안전관리 강화에 많은 투자가 필요하다는 현장의 목소리가 높다."며 "경쟁성과 함께 미래지향적인 스마트 기술을 통한 유지관리 성능 고도화, 성능 평가를 통한 최적 개량의사결정 등 시설물의 관리수준 향상으로 선제적 유지관리 체계를 마련해야 한다."고 강조했다.
서 회장은 "우리 물산업의 궁긍적인 목표점인 깨끗하고 안전한 물관리와 사용한 물을 잘 처리하도록 하는데 하수도 역할은 큰 비중을 차지한다."고 강조하면서 "우리 연합회는 물과 관련된 17개 학회들과 함께 물산업 강화를 위한 노력은 물론 오늘 토론회를 통해서 정책방향을 잡고 정부에 건의할 수 있도록 하겠다."고 덧붙었다.
김성원 의원(국민의힘, 동두천 연천)은 환영사를 통해 "하수도 시스템은 국민 생활과 직격되는 중요한 사안임에도 불구, 아직도 더디게 발전돼 많은 아쉽다."면서 "최근 들어 도시침수, 지반침하 등 하수도 안전 강화에 대한 사회적 요구가 날로 늘어 우리 하수도 시설을 전면적으로 들려다봐야 한다."고 말했다.
김 의원은 "스마트 하수도 시스템 도입 등 건설적인 하수도 시설 발전 방향을 논의한 만큼 여기서 나온 의견을 모아서 정책에 반영하도록 하겠다."고 힘을 보탰다.
김건하 대한상하수도학회장은 인사말을 통해 "우리나라 전자 등 분야에서 발전하고 있지만, 상하수 관련해선 무관심한 부분이 있는 만큼 오늘 토론회에서 중요한 대안마련의 자리가 되길 바란다."고 말했다.
첫 발제에서 나선 한준욱 환경부 하수과장은 '2022년 국가 스마트 하수도 정책'에 대한 환경부의 고민하는 부분을 고스란히 드러났다.
■기술진단전문가 부족, 10%만 조사 전체 평가
탄소중립의 큰 틀에서 스마트 하수도를 중심으로 공공하수처리시설 지능화, 도시침수 대응체계 구축, 하수 악취 관리 체계 마련, 데이터 체계적 관리 및 활용, 하수처리장 에너지 자립화 시범사업을 마련해 준비에 들어갈 방침이다.
환경부는 올해 업무보고에서 스마트하수도 선도사업으로 2024년까지 3324억 원(국고 2230억 원)을 사업비로 책정됐다. 스마트 처리장인 공공하수처리장은 전국에 15개소를, 도시침수대응 5개소, 악취관리 5개소로 하수도 자산관리는 10개소를 정해졌다.
한 과장은 "하수도 자산관리는 중요하지만 자산관리규모는 300~400조 원에 달하고, 반면 하수예산은 1조 5000억 원이며 이중 노후 시설 예산에는 턱없이 부족하고 노후시설을 고쳐 쓰라고 식의 반응을 보였다."고 말했다.
하수자산관리를 통해야 한 눈에 볼 수 있도록 예산부터 ICT 적용기술 등을 목표로 잡을 수 있다."면서 "특히 에너지 사용이 많아지는데 원전 1기 생산량을 쓰는 만큼 하루 빨리 현대화 시설로 에너지자립화에 속도를 내도록 법제화하겠다."고 말했다.
하수 시설에 대해 스마트화하면 지금의 에너지 소비를 30% 낮출 수 있다. 이를 적용해 공공하수처리장 에너지자립화 추진에 새로운 모델이 되도록 하겠다고 밝혔다. 환경부는 에너지절감, 에너지 생산, 제도개선중 처리시설 스마트화, 고효율 기기, 고효율 공정, 통합바이오가스, 하수열 활용, 태양광 확대, 평가강화를 집중할 방침이다.
■스마트화하면 지금 에너지 소비 30% 낮춰
이이서 박준홍 연세대 건설환경공학과 교수는 '탄소중립형 미래 스마트하수도 시설'에 대해 주제발표했다.
상하수도 분야와 가축분뇨 및 산업폐수 분야에 온실가스 배출을 분명하게 선이 그어진다. 국가 온실가스 배출 인벤토리 자료를 보면, 가축분뇨처리과정에서 배출되는 CO2 양은 연간 130만 톤, 하폐수 처리장에서 40만 톤으로 기여하고 있다. 아산화질소 경우 가축분뇨처리장은 290만 톤, 하폐수처리장에서 110만 톤을 배출하고 있다. 이는 국가전체 탄소배출 중 상하수도 분여의 기여도는 겨우 0.8%뿐이다.
박 교수는 "우리가 지금까지 추진해온 일에 사후평가가 없었다며, 우리가 잘못된 점을 되돌아 볼 수 있어야 한다."고 말하고 팩트로 처리수질 개선을 하면 반대로 에너지 투입량을 늘어나는 현실을 감안했을 때, 물질중립 순환적인 자연생태계 모방을 통합 탄소중립을 가야 하는데 결국 자연에서 찾아야 한다고 했다.
특히 향후 수질관리 강화를 위한 신규 상하수도 시설(고도처리)의 에너지자립율을 100% 의무화를 제시했다.
박 교수는 탄소배출량 저감 전략으로 전과정 온실가스 배출 산정하고 기술기반 확보를 체계로 중수 이용활성화, 한국형 하수도시설 온실가스 저감 컨설팅 기술 개발 보급까지 마련하고, 지수처리에 대한 제도개혁을 하도록 할 필요하다고 강조했다.
또 유역 하수도 통합관리를 위해 신규 건물 화장실 소변 분리 의무화, 자연 연계 수처리와 소중대규모 처리시설 통합관리, 관거 유형별 유역 하수관거 정비, 지역과 시설 특성을 고려한 유연 수질 규제를 뒷받침돼야 한다고 제언했다. 바이오가스화 폐액 처리에 에너지효율을 끌어올리기 위해 연료전지를 활용방안과 가연성 유기물질을 하수에서 선별적 회수하는 기술개발과 실증이 필요하다고 밝혔다.
국가물관리위원회가 제시한 것과 같이, 하수처리 및 저에너지화로 가기 위해 유역단위별로 가야 한다고 말했다.
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| ▲(사진 왼쪽부터) 김성원 국회의원, 김건하 학회장, 한준욱 하수과장, 김연권 박사, 박준홍 교수 |
■"예산 턱없이 부족 노후시설 고쳐 쓰란 식"
김연권 수자원공사 수처리연구팀장은 디지털워터 기본으로 하수물질의 다양한 정보를 가지고 처리공정과 처리기술을 스마트 하수도 사업을 적용했을 때, 최적으로 조건인 전력 35% 저감을 안전적으로 운영이 가능하다고 밝혔다.
김 팀장은 스마트 하수도의 명암을 있는데 장점은 신속 정확한 정보제공, 방류수질 안정성, DB화, 높은 경제성으로 제시했다. 댐상류 소규모 하수시설의 스마트 기술개발에 상당한 효과를 내고 있다고 했다.
그는 "하수처리시설로 통해 얻어지는 물로 아이들 분유 타는데 물을 쓸 수 있을 수도 있다."고 말했다. 그래서 소규모 하수시설의 스마트화 성공을 위한 전제조건으로 기존 설비 정비는 기본으로 AI기반의 지능형 통합운영관리시스템을 적용해 가난한 지역, 지능형으로 하수처리 안전한 물공급을 할 수 있다고 했다.
두 번째 섹션인 정밀 진단기술부문에 (주)엔비전 김시원 대표는 강우시 도시 하수관로 문제를 언급했다.
지금까지 배수설비 미정비, 우수토실로 분류식지역 경우 많은 비가 내릴 때 하수량을 늘어 과부하 걸리고 있다고 지적했다.
김 대표는 분류화 후 별도의 우수관거 설치를 하지 않고 기존관거로 연결돼 불필요한 빗물이 유입되는 단점을 가지고 있다고 했다.
엔비전이 보유한 기술인 하수관로 선진화 방안으로 안정한 작업구역 확보, 복합진단 로봇, 침수예측 맞춤형 통합관리재난관리시스템, 맨홀 내외부 라이다 조사로 고정밀 데이터를 확보할 수 있다.
김 대표는 저영향개발(LID) 기술 적용으로 도시내 물의 저류량과 침투량을 확보해 물순환 건전성을 회복하고, 특히 오염된 초기 빗물 처리로 비점오염원 유출을 줄이는데 효과가 필요하다고 했다.
미국 뉴욕시는 2030년까지 53억 달러를 투입해 우수관리계획을 구성해 하수관거를 통한 미처리 후수를 항만 유입을 막는 역점사업 추진중이다. 대구광역시 경우 염색폐수처리장이 있는 달서천 및 복부 통합 지하화 계획은 스마트 하수관로 시스템으로 하수량을 전환하고 있다.
■턴키입찰 방식에서 조달 관련 규정도 개선
정밀진단기술에서 김재구 준엔지니어링 대표는 문제가 있는 노후하수관로(하수의 통수능 저하)는 아예 조사조차 안되는 현실이 있다며 부산 등지에서 반복된 도시침수가 이어지고 있고, 지반침하(싱크홀)발생 때문에 시민들의 불안과 불만이 노출돼 있다고 했다.
김 대표는 선진 장비도입이 절실하다며 현재 하수도시설 정밀진단 관련 법령 및 매뉴얼이 정비돼 있지 않다고 작심한 발언을 쏟아냈다. 그 원인으로 기술진단 전문가 부족, 현행 대상관로의 10%만 조사하고 전체를 평가 진단하는 형태라고 했다.
지자체에서 매년 2번씩 진단보고서가 나오고 있는데, 이에 대한 평가가 전혀 없다며 기술진단 비용의 현실화와 동떨어져 2008년 이전 단가로 산정돼 삼중고를 겪고 있어 하수선진화에 장애물이 되고 있다고 호소했다.
스마트 선진화방안으로 가야할 장벽중 정밀조사 문제로 관련 법규 전무하고 현행 조사와 매뉴얼이 엇박자나고 현장조사부분 품위(품셈)가 없거나 제각각이고, 지자체에서 맨홀유지관리 역할은 실종된 상태라고 언급했다.
산업안전에 차원에서 극명한 차이를 보이고 있다. 일본은 안전관리비가 전체 조사비에 반을 차지하는 것과 달리 국내는 전무할 상태다. 하수관리분야 전문가(자격증 제도) 육성과 소규모 기술진단 업체 보호를 요구했다.
특히 지자체별 입찰방법의 자율화가 시급하는 지자체 담당 공무원들의 목소리를 환경부가 발주시 기격입찰 기술력평가방법 등 가이드라인을 제시해야 한다고 했다.
섹션 두 번째로 발제자인 유앤유 유광태 대표는 '스마트 하수도 요소기술'에 대해서 왜 스마트 기술이 필요한 이유를 설명했다.
유 대표는 하폐수는 발생하는 부피가 크고 변동이 큰 점, 기상 영향력, 13~16시간의 느리고 복잡한 생물화학적 반응(미생물), 에너지와 약품 사용 비용 절감 요구 증가, 인구감소는 물론 기피산업으로 분류돼 스마트 기술 필요성이 있다고 제시했다. 2030년 까지 온실가스 발생량 40% 감축해야 하는데 하폐수 처리시설에서 발생하는 아산화질소(N2O)는 전체 물공급 시스템중 약 26% 점유하고 있다.
건설산업의 변화중 하나인 향후 운영관리의 시대인데 국내 상수도 시장은 20년 전부터 유지관리시장이 건설시장 규모를 초과한 상태다.
유 대표는 ”이렇게 간다면 국내 하수도 시장은 10년 내 역전될 전망"이라며 "SK이노베이션에서 인공지능을 이용한 유입 및 처리수질 예측결과, 폐수처리시설 송풍기 공기량 최적화, 활성슬러지 공정 운영 최적을 입증화하는데 주력하고 있는데 결국 ESG경영에 초점을 맞춘 것도 현실"이라고 했다. 특히 기업과 달리 지자체에서 동기부여를 할 수 있는데 제도적으로 지원이 필요하다고 했다.
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| ▲(상단 사진 왼쪽부터) 김시원 대표, 김재구 대표, 도중호 부사장, 유광태 대표, 이대성 교수, 전양근 부문장, 정상용 이사장, 김정현 사무총장 |
■김성원 의원 "하수 발전 인수위 힘쓰겠다“
섹션 세 번째로 안전운영관리부문에 도중호 삼보기술단 부사장은 '하수처리장 재구축과 민간투자 사업 활성화'에 대해 발표했다.
도 부사장은 국민 소득별 물 기반 패러다임 변화에 물의 트렌드를 고도정수처리와 상수관망 정비, 기존 시설 개선, 고도처리와 하수재이용으로 집중하는데 하수도 안전관리 예측시스템 연구가 필요해 성공시켜야 국민들이 안심한 에코워터스타일을 전환할 수 있다고 했다.
안전운영관리에 '하수시설 스마트 운영 및 재정관리 선진화'주제로 전양근 SK EMC 부문장은 먼저 기술개발 배경을 선진국은 사회기반시설의 효율적 서비스 수준을 제공하는 의무화가 돼 있다."면서 "상수도시설에 자산관리체계를 도입해 최적 운영관리체계를 정착할 수 있다."고 설명했다.
하수처리장은 이직도 심한 상황에서 SK EMC는 국내 최초 한국형 환경기초시설운영사로 시스템 개발했다.
SK EMC가 운영중인 스마트 통합운영 자산관리시스템을 통한 기대효과는 비용과 사전예방적 시설물 유지관리 저비용 수명연장(20%), 선제적 관리 유비비용(연간 10%)의 투명성을 손꼽았다.
우리와 달리, 해외 경우 노후된 상하수도 기반은 효율적 관리 자산관리 시행을 앞서고 있다. 호주는 2011년에 자산관리 매뉴얼을, 미국은 99년에 의무화, 영국은 예산 40% 절감, 만족도 20% 향상으로 나왔고, 일본은 2014년에 자산평가 등 의무화 훈령을 마련한 상태다.
전 부문장은 "작은 도시에 발전소 하나 놓은 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 것이 하수처리장 자산관리시스템"이라고 했다.
마지막 섹션 발표자인 이대성 경북대 교수는 '하수처리시설 에너지 관리 평가제도'에 현장에서 에너지 줄이기 위한 동기부여제공을 기반으로 에너지 자립화 촉진으로 평가하고 인증할 수 있어야 한다고 했다.
환경부, KEI 자료에서 하루 500톤 이상 공공하수처리시설에서 에너지자립률은 3.5%에 극히 미비한 상황이다.
이런 폐단은 공공시설에서 에너지 성과가 전혀 없는 배경이라고 평가를 하려고 해도 기존 데이터가 전혀 없고, 에너지 평가와 모니터링 시스템 미흡도 원인이라고 했다.
미국은 에너지스타 인증제도, 유럽의 에너워터 서비스 프로젝트를 에너지 관리 평가제도를 시행중이다. 이 교수는 미국보단 유럽방식 인증제도 도입이 공공하수처리시설 적용에 적합할 수 있다고 했다.
실제로 대구환경공단은 대구시 공공하수처리장을 'EU 에너지워터' 에너지효율등급을 사례연구도 밝혔다.
환경부는 2019년 하수도통계 DB활용으로 PLS(Partial Least Squares) 모델링 기법을 활용해 시설용량 500톤을 기준으로 연간 전체 전력사용량 예측 성능을 비교했다.
종합토론에서는 권수열 한국방통대 교수가 좌장으로, 이호식 한국물환경학회장, 김건하 대한상하수도학회장, 정상용 대구환경공단 이사장, 송영일 K-water 물환경계획처 처장이 참석했다.
권수열 교수는 "학교에서도 느끼는 거지만 불확실하고 위기감이 들 정도로 하수관련 조직이나 인력이 전무한 곳이 많다."며 "탄소중립 온실가스 에너지정책에서 하수 관련해서 고민해야 하고 선진화해야 할 이슈와 함께 풀어가야 할 과제가 넘치고 있다."고 말했다.
이호식 학회장은 "그건 하수기반에 투자된 건 사실이지만 이런 예산은 국민들을 위해서 쓰였던 점을 인지하고, 하수처리재구축으로 도시는 시즌이 오지 않았느냐."고 말했다. 도시팽창의 몸살을 앓고 있는 과천 경우 처리장은 도시팽창으로 한 가운데 있고 타 지자체간 갈등을 있다고 언급했다.
이 회장은 "투자에 대한 효율성을 가진 접근성을 가져야 하며 일본 나고야 하수처리장의 고도처리 기술트렌드에서 재건축한 사례처럼 지하화해서 여기서 나온 물을 주민들이 쓰는 것처럼 우리의 의무"라고 했다.
특히 "농촌 경우 소규모 하수처리장을 방류기준이나 처리규모를 회의적이라며 지자체장들이 처리에는 선거에 이용되지만, 운영후 비용문제로 애물단지로 전락해 환경부는 소규모 시설에 정책수정과 함께 에너지비용 문제를 감안해야 한다."고 주장했다.
처리장의 평가제도 자립율까지 해외와 같이 기존 에너지사용 기계를 저에너지화로 전면적인 검토가 필요하다고 의견을 제시했다.
권 교수는 민영화를 풀어주지 않는 상황에서 신재생에너지 도입하다보니 여러 부작용을 낳았다고 했다.
■물산업 규모의 경제로 나서야 새로운 지표나와
김건하 학회장은 "현장에서 쌓인 노하우가 무시되고 있다."며 "법령이나 행정은 구태적인 형태에서 벗어나 기본이 탄탄한 하수처리산업이 돼야 한다."고 비판했다.
김 회장은 "미량오염물질, 감염병, 약품 사용 등으로 인한 많은 사람들이 쓰는 기초시설에 모이는지 모니터링이 전혀 안되고 있다."면서 "어떤 재해가 있더라도 대처할 수 있어야 선진국인데, 정책을 잘 개발해서 업계와 국민들에게 전달할 수 있도록 어울림이 필요하다."고 말했다. 실제로 대한상하수도학회는 기업의 부흥을 위해 학회조직도 학술부문, 기술선도부문, 역량강화, 정책개발, 거버넌스 등 가각 세분화해 현장중심으로 바꿨다.
정상용 대구환경공단 이사장은 "2021년에 환경산업기술원에서 복합수질개선 과제사업을 가지고 물안전성 센서를 설치하고 있다."면서 "지능형하수사업도 준비중이며 중장기적인 사업이 되도록 사업성과 목표설정까지 모니터링을 지속적으로 하겠다."고 밝혔다.
정 이사장은 "턴키입찰 방식에서 조달 관련 규정도 개선(배점, 가점 부여)이 따라줘야 선진화 스마트 하수기술 발전에 도움이 될 것"이라고 주문했다.
송영일 K-water 처장은 "이번 토론에서 키워드가 '왜'라는 질문이 있었지만, 기술, 혁신은 중요하지만 정작 운영관리에 핵심 키워드"라면서 "운영댓가에 대한 합리화가 이뤄진다면 단절된 선순환구조가 개선이 될 것"이라고 주장했다.
송 처장은 "무엇보다도 통합관리의 필요성이 나왔지만 규모의 경제로 나서야 물산업의 새로운 지표와 방향으로 갈수 있다."고 응수했다.
