[공학저널 김하늬 기자] 최근 국내 과학기술계 핵심 키워드는 환경 기술이라고 해도 과언이 아니다. 미세먼지로 인한 대기오염이 심각해진 데다, 플라스틱 쓰레기 오염, 하수처리 문제까지 대두되면서 환경 문제 해결이 최대 현안으로 떠오른 것이다.

현재 정부와 연구원, 민간 기업들은 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 연구와 기술 개발을 진행 중이다.

수많은 기관‧기업들이 있지만 특히 한국환경산업기술원 환경기술처는 뛰어난 성과를 자랑한다.

지난 1992년 최초의 환경분야 R&D인 ‘G-7, 환경공학기술개발사업’에 10년간 국고 1809억원 투자를 통해 ‘한국형 배연 탈황기술’, ‘고효율 다이옥신 처리기술’등 오염방지기술 사후처리 기술들을 개발한 것이다.

현재 환경기술처는 기술개발 목적별로 ‘차세대에코이노베이션기술개발사업’, ‘환경산업선진화기술개발사업’, ‘환경정책기반공공기술개발사업’ 3개 사업을 추진 중에 있다. 이와 별도로 다양한 환경이슈를 해결하고, 이슈의 다변화·복잡화에 대응하기 위한 기후변화, 환경보건, 화학물질, 생물다양성, CCS환경관리 등의 목적형 사업도 추진 중이다.

또한 환경기술처는 국내 환경기술의 경쟁력을 강화시키기 위해 4차 산업 기술을 결합한 환경 기술을 개발하고, 국내 기업들과 함께 환경 R&D를 성공적으로 수행하는 것을 목표로 하고 있다.

한국환경산업기술원 환경기술처 김용국 처장(사진)은 “기술원은 2051억원의 예산으로 21개 사업을 진행 중이다. 이중 작년 ‘물관리 일원화’에 따른 수자원 R&D를 국토부로부터 이관 받아 올해 4개 사업을 추진하고 있다”며 “내년이 되면 차세대에코이노베이션기술개발사업(글로벌탑사업, 환경산업선진화사업, 환경정책기반공공사업)의 종료에 따라 환경 R&D도 변환기를 맞이할 예정”이라고 말했다.

하지만 김 처장은 국내 환경 R&D와 환경 산업에 대한 지원이 제대로 이뤄지고 있지 않는 것에 대한 아쉬움을 내비치기도 했다.

현재 전 세계 환경시장 규모는 지난 2017년 기준 약 1조2000억 달러이며 2020년엔 1조3360억 달러로 확대될 전망이다. 한화로는 1505조원 규모다.

반면, 국내 환경산업은 지난 2016년 8.1조원을 수출했지만, 세계시장과 비교하면 턱없는 수준으로 자금 조달‧국제 경쟁력 등에서 어려움을 겪고 있다.

김 처장은 국내 환경산업이 기후변화, 생물다양성, 미세플라스틱 등 세계적 환경 문제에 대응하기 위해서는 신사업과 연구개발 등에 과감히 투자하고 파격적인 구조 개선에 나서야 한다고 지적한다.

그는 “R&D 성과에 대해 보는 시각에 따라 사업화실적이 중요하다는 의견과 논문 등 과학기술적 성과가 중요하다는 의견으로 양분되는 것은 사실이다. 그러나 환경 R&D는 사업 특성에 따라 위 시각을 달리 적용할 필요가 있다”고 설명했다.

대부분의 사업을 포함해 예비타당성조사를 통과한 R&D사업임에도 매년 예산편성 과정에서 사업계획에 제시된 예산을 배정받지 못하는 사례가 나타나고 있다. 이는 결국 연구자들에게 충분한 예산을 지원하지 못하는 결과로 이어지게 되는 것이다.

김 처장은 “사회와 경제가 발전할수록 환경기술은 점차 국민생활과 밀접한 관계가 된다. 그렇기에 그 어느 때보다도 환경과 환경산업에 대한 관심이 필요할 때”라며 “지금까지는 배출시설의 오염물질 배출저감, 국가적 환경 아젠다 해결을 뒷받침할 수 있는 R&D를 중심으로 추진해 왔다면 향후 기술원은 국민 생활환경의 문제점 해결을 위한 과학기술적 방안을 제시할 수 있는 R&D를 중점적으로 추진할 계획”이라고 말했다.

* 환경분야 주요기술

한국환경산업기술원에서는 국내 중소기업들과 함께 환경 신기술을 개발하고 있다. 하폐수 분야에서는 대소구경 하수관내 퇴적물을 제어할 수 있는 3D 원격탐사 장비 시스템·PVC 프로파일을 기존 노후관 내부에 나선형으로 제관하는 관거자재 보수 기술과 하폐수 처리용 저가형 고효율 고집적 중공사막 모듈·유기관리가 용이한 맞춤형 스키드 개발이 대표적이다. 대기 분야에서는 대표적으로 기존 전기집진기의 단점을 보완하기 위해 정전분무 시스템과 전기집진기가 결합된 미세먼지 제거기술을 개발해 기존 사업장에 추가적인 설비비용을 최소화할 수 있도록 했다. 폐기물 분야는 최근 트랜드인 정보통신 기술을 접목해 IoT 기반 도심 쓰레기의 최적 관리시스템을 개발해 미국 볼티모어 시에 약 160억원 규모의 계약을 성사시키는 성과를 얻기도 했다.

■ 하수관내 퇴적물 제어 및 관거자재 보수기술

3D 원격탐사장비 시스템 활용을 통해 하수관내 퇴적물을 제어하는 이 기술은 3D 센서를 통한 이미지(영상) 촬영과 동시에 X, Y, Z 좌표를 취득하고, 취득한 3D 데이터를 하나의 모델로 병합해 보여준다. 좌표점을 GPS정보와 연동해 맵으로 제작·관리가 가능하다는 장점이 있다.

이 기술은 하수관내 보수기술 개발과 현장적용에 뛰어날 것으로 기대되고 있다. PVC 프로파일을 기존 노후관 내부에 나선형으로 제관, 기존 노후관과 갱생관 사이에 특수 몰탈을 충전해 노후관을 보강하는 방식이다. 기존관 시공에 따른 산업폐기물 발생이 없고, 관거 누수방지 등 예방을 통해 싱크홀과 같은 지반침하 예방에 효과적이다.

■ 하·폐수 처리용 고효율의 고집적 침지식 중공사막

이 기술은 더러운 하·폐수를 깨끗한 수자원으로 재이용하기 위한 기술이다. 기존 기술에 비해 가격은 저렴하지만 높은 수투과도와 인장 강도를 가져 효율이 좋은 분리막을 만들 수 있다. 즉 저비용 고효율 분리막 제조 기술을 개발함에 따라 현장에 빠르게 보급할 수 있어 실용성이 뛰어나다.

교체주기가 짧은 악성 폐수 현장에 적용하면 환경오염과 비용 모두를 확 줄여주는 획기적인 신기술이다. 여기에 비용매 분리막 제조기술을 개발해 용매로 인한 생산간 폐액 발생이 없는 친환경 제조 공법이라는 점도 큰 장점이라고 할 수 있다.

■ 정전분무 시스템과 전기집진기가 결합된 미세먼지 제거기술

전기집진기에서 효과적으로 집진하지 못하는 영역인 ‘submicrometer’ 크기의 먼지까지 집진하는 이 기술은 정전분무와 전기집진기의 결합으로 탄생했다. 정전분무에서 발생하는 하전액적은 무대전입자들과 충돌해 대전시키고 대전된 미세먼지는 다시 후단전기집진기의 전기장에 의해 쉽게 분리되는 원리를 이용했다.

점착성 미세먼지가 다량 발생하는 기존 사업장에 추가적인 설비비용을 최소화하면서 저감 효율을 개선할 수 있는 기술로 활용 가능하다.

■ IoT 기반 도심 쓰레기의 최적 관리시스템

IoT를 기반으로 한 이 시스템은 쓰레기 적재량 정보, 쓰레기통 형상·차량별 수거 쓰레기 종류·제품 용적·차량 크기·계약 사항·운영 시간·운영비용 등의 조건 등 모든 데이터를 통합해 최적화된 수거 계획을 도출하는 기술이다.

개인‧수거 업체 간 PC·모바일 환경에서 상호 연동이 가능해 시스템이 예측치를 바탕으로 자동 수거요청을 제안, 수거업체와 매칭 서비스를 구현하는 지능형 시스템이다.

쓰레기 수거 과정의 수거 횟수, 수거 차량의 이동 동선을 최적화해 그 과정에서 발생하는 비용을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 특히 국가별 스마트 도시 계획 활용에 활발히 이용될 것으로 전망되고 있다.