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제4차 산업혁명 시대 (23): 스마트 워터그리드

2018년 12월 28일 [(주)문경사랑]

 

 

↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수

ⓒ (주)문경사랑

 

스마트 워터그리드란?

스마트 워터그리드(SWG: Smart Water Grid)는 물의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신기술(ICT)을 접목하여 공급자와 소비자가 상호작용하여 효율성을 높이는 지능형 물공급망 시스템이다.

SWG는 단순히 물공급망의 지능화뿐만 아니라, 다른 산업과 연계할 수 있다는 점에서 큰 파급효과가 있다. SEG와 연계되는 분야는 물서비스, 방재(홍수와 가뭄), 상하수도, 물저장, 물산업, 물분산(우수, 지하수, 해수담수화) 등이 있다.

현재의 물공급시스템에서는 실제로 사용하는 물보다 여유 있게 생산하도록 설계되어 있다. 이는 물의 최대소비량에 맞춰 물을 미리 확보해 놓는 것이다. 이 경우에 물과 각종 설비도 추가적으로 필요하고 낭비하는 물도 많아 효율성이 떨어지며, 생산 및 공급 과정에서 이산화탄소 배출과 비용이 수반된다.

SEG가 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 극대화하는 기술이라면, SWG는 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 수자원관리의 효율을 극대화하는 기술이라고 볼 수 있다. 이를 위해 물관리 프로세스 내에서 이동하는 모든 물에 관련된 정보를 추적하는 지능형 모니터링 시스템이 SWG에 포함된다.

물 절약과 수질 향상

지속적인 인구증가와 산업발전에 따라 에너지 사용이 폭발적으로 증가하면서 온실가스 배출, 기후변화, 물 부족과 갈등으로 이어지는 악순환이 점차 심화될 것으로 전망됨에 따라 이의 대응에 관심이 높아지고 있다. 이와 같은 물 문제에 대한 주요 대응 방안 중 하나가 ICT에 기반 한 효율적인 수자원 관리기술이다.

따라서 SWG의 최종적인 목표는 물 절약이다. 필요한 만큼의 물을 생산하고, 남는 물은 저수시설을 통해 저장하고 필요할 때 다시 공급함으로써 물을 절약할 수 있다. 또 물수요를 분산시켜 물산업의 설비 효율을 증가시키고 ICT를 이용한 수급 효율을 높일 수 있다.

이러한 물 절약은 물 산업화를 가속화시켜 온실가스의 배출량을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 물 사용량을 실시간으로 모니터링하여 물 수요를 분산시키고, 물 공급 과정에 사고가 발생했을 때는 대체 송배수 관로를 통해 물을 공급하는 등 유연한 대처도 가능하다. 이를 통해서 높은 품질의 물을 안정적으로 공급할 수 있다.

SWG의 주요 역할을 요약해 보면 1) 소비자에게 다양한 물 정보를 전달해 효율적인 물 소비 유도, 2) 물을 저장하고 공급하는 시스템 구축, 3) 다변화 시스템에서 생산된 물을 안정적으로 공급, 4) 단수의 경우 관련 관망을 상호 연계시켜 단수구역 최소화, 5) 글로벌시대에 지역 간 물 공급망 연계 가능 등의 효과가 있다.

스마트 워터의 미래

4차 산업혁명시대에 핵심 기술요소가 적용되는 물의 생산과 수급 시스템은 다양한 물 거래주체들이 자유로운 시장구조에서 복잡한 물 거래를 용이하게 할 것이다. 분산화된 물의 관리 및 제어가 자동화됨으로써 지역의 물 공급과 수요 등의 거래량 데이터를 축적 및 분석하여 자동적으로 수급균형에 도달하게 되는 메커니즘이 형성될 것으로 전망된다.

따라서 SWG는 기존 수자원 관리시스템의 한계를 극복하고 지역 간의 수자원 불균형을 해소할 수 있는 미래의 물 복지문제 해결 즉, 글로벌 물산업의 급격한 변화에 대비하는 차세대 물 관리 시스템이다. 향후 전세계적으로 적용할 수 있는 통합기술과 표준화기술은 IT, NT, BT 기술을 융합한 혁신기술개발을 통해 급성장하고 있는 미래 물시장을 주도할 것이다.

SWG는 다소비 물을 필요로 하는 4차 산업혁명시대의 통합물관리(Integrated Water Resources Management: IWRM)의 핵심과제이다.

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