한국에너지기술연구원은 기후변화에 따른 국지적인 물 부족 해결과 전력망 연결이 어려운 고립지역을 위해 중소규모의 새로운 해수화 모델로써 담수 1톤 생산에 12kWh 에너지가 소요되는 「고효율 무방류 풍력발전 연계 MVR해수담수화 파일롯 플랜트」를 순수 국내기술로 최초 개발해 실증운전에 성공했다.
김동국 박사팀이 개발한 풍력발전 연계 MVR해수담수화 플랜트는 한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터(JGRC)에 설치되었으며 하루 최대 75톤 용량의 용암해수를 처리할 수 있다.
12.4kWh의 에너지만 투입되면 담수 1톤 생산이 가능하며 기존 상용화된 증발법에 사용된 에너지 대비 18% 수준으로 최고 효율을 나타내고 있어 증발법 중 가장 경제성이 뛰어나다.
제주도 화산암반층에 존재하는 용암해수는 바닷물이 화산암반층에 자연 여과되며 모인 지하수로 수온이나 염분 등의 변화가 거의 없이 안정적인 상태의 수자원이다.
수온 15도의 용암해수는 열교환기를 통해 70-80도까지 가열된 후 100℃의 증기로 만들어지고, 이 증기는 MVR(기계적 증기 압축기)에서 가온.가압 하여 110℃의 증기로 만들어진다.
110℃의 증기는 열교환기로 들어가 용암해수의 온도를 상승시키고 응축수 탱크에 저장되며, 응축수 탱크에 저장된 응축수는 다시 예열기에서 15℃의 용암해수와 열교환을 통해 용암해수의 온도를 상승시킨 후 담수 탱크에 저장되는 순환구조로 운전된다. 증기를 가온.가압하기 위해 MVR시스템을 거치며, 이때 필요한 전력량이 풍력발전을 통해 해소됨 으로써 에너지 효율을 크게 높인 것이 핵심이다.
MVR해수담수화 시스템은 담수 생산에 필요한 에너지를 재생에너지원인 풍력과 연계하여 구축함으로써 탄소배출 저감 효과도 기대할 수 있게 되었고, 풍력의 시간대별 발전량에 맞춰 시스템이 운영될 수 있도록 설계함으로써, 전력 공급이 원활하지 않은 고립지역에서도 독립적으로 운전할 수 있는 고효율 담수플랜트를 국내 자체기술로 공급할 수 있게 되었다.
또한, 이번에 개발된 기술은 기존의 증발 담수화과정과 달리 농축수를 방류하지 않는 친환경 담수 시스템으로 농축방류수로 인한 해양생태계에 미치는 영향을 근본적으로 배제시켰으며, 담수화의 부산물인 농축수를 유용한 자원으로 탈바꿈시킬 수 있도록 18% 이상의 농축염수를 제조하는 저파울링 고농도 농축기술도 함께 확보했다.
김동국 박사팀이 개발한 풍력발전 연계 MVR해수담수화 플랜트는 한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터(JGRC)에 설치되었으며 하루 최대 75톤 용량의 용암해수를 처리할 수 있다.
12.4kWh의 에너지만 투입되면 담수 1톤 생산이 가능하며 기존 상용화된 증발법에 사용된 에너지 대비 18% 수준으로 최고 효율을 나타내고 있어 증발법 중 가장 경제성이 뛰어나다.
제주도 화산암반층에 존재하는 용암해수는 바닷물이 화산암반층에 자연 여과되며 모인 지하수로 수온이나 염분 등의 변화가 거의 없이 안정적인 상태의 수자원이다. 수온 15도의 용암해수는 열교환기를 통해 70-80도까지 가열된 후 100℃의 증기로 만들어지고, 이 증기는 MVR(기계적 증기 압축기)에서 가온.가압 하여 110℃의 증기로 만들어진다.
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