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Current States of the Global Water Market and Considerations for the Groundwater Industry in South Korea
Current States of the Global Water Market and Considerations for the Groundwater Industry in South Korea
The Journal of Engineering Geology. 2014. Sep, 24(3): 431-440
Copyright © 2014, The Korea Society of Engineering Gelology
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
  • Received : July 28, 2014
  • Accepted : August 13, 2014
  • Published : September 30, 2014
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병우 김
용원 고
두형 최
덕근 김
규범 김
gbkim@kwater.or.kr

Abstract
1993년 지하수법 제정 이후 정책은 지하수 보전관리를 우선하고 보조수원으로 제한적으로 활용하는데 초점을 두어왔으나, 최근 인구 증가, 물 수요 증가, 균등 분배 및 기후 변화 등으로 지하수댐, 강변여과 등의 개발 정책을 중요시 하게 되었다. 인구의 증가, 물 환경의 변화 및 위해성 증가 등은 물 산업이 급격히 증가하는 요인으로 작용하여 왔으며 물 산업의 투자 규모는 지속 증가할 것으로 전망되고 있다. 그 동안 국내 지하수 시장은 일반 개인 관정 개발과 먹는샘물이 주도해 왔으나, 최근에는 지질학 기원의 차별화된 지하수 특성을 활용한 신규 사업 영역(건강, 의학 등)으로 확대되고 있다. 향후 지하수 분야가 물 산업 클러스터 내의 핵심으로 자리 잡고 정보통신기술 및 의학 등과 연계한 연구 및 기술 개발을 적극 추진하여 공공 지하수 개발, 지하수 활용의 다변화 등이 적극 추진되어야 할 것이다.
Keywords
서 론
20세기 세계 시장경제의 핵심은 “블랙 골드(black gold)”인 석유에 있었으며, 21세기에는 인구의 증가 및 기후 변화 등으로 인하여 “블루 골드(blue gold)”인 물의 중요성이 강조되고 있다. 이러한 배경 하에 많은 기업들이 물 산업을 거대한 미래성장 동력 및 주요 사업으로 주목하였으며, 물 산업 시장은 기존의 상수도 건설 및 운영과 같은 레드오션(red ocean)과 유역종합 개발 및 생수 프리미엄과 같은 블루오션(blue ocean)으로 구분되어 정보통신기술(information and communication technology, ICT)과 연계한 시장으로 성장하고 있다 (WBIDRG, 2010) .
본 고에서는 물 산업 시장 전망과 관련하여 세계적으로 물 산업 부상에 대한 여러 요인을 살펴보고, 이로 인한 세계 물 시장의 변화 및 그 요인, 그리고 국내 지하수 산업의 선행연구 등을 토대로 지하수 산업 전망을 고찰하였다. 특히, 국내에서 성장하는 물 산업의 핵심인 먹는샘물의 개발 및 판매 현황, 그리고 최근 변화하고 있는 강변여과수의 개발 여건 등에 대하여 파악하고, 이를 토대로 국내 지하수 산업의 발전 전망을 고찰해 보았다.
물 산업의 부상 요인들
- 물 산업의 부상
일반적으로 물 산업이라 함은 생활과 공업에 필요한 용수를 생산하여 물을 지속적이고 안정적으로 공급하는 것뿐만 아니라 물 사용에 의해 발생된 하수, 폐수, 그리고 오수와 같이 사용되고 난 이후의 물을 수처리 과정을 통해서 재사용 및 자연 하천으로 방류하는 순환의 작업도 포함하는 포괄적인 의미이며, 이러한 일련의 과정까지도 포함한다. 최근에는 한정된 담수의 양과 공급의 제한성 때문에 하수 재이용, 해수담수화, 강변여과, 지하 인공함양, 해저 용출수, 빗물 저장 등의 대체 수자원 개발 및 운영 산업도 넓은 의미에서 물 산업에 포함되고 있다.
상수도 시설 건설업은 B.C. 3300~2700년경에 축조된 인더스 문명의 모헨조다로 도시국가 유적 시설에서 나타났으며, 하수처리는 1762년 영국에서 약품침전 처리를 도입하면서 시작되었다 (NIER, 1997) . 우리나라에서는 1396년경(태조 5년) 개성에서 한양으로 환도한 이후 도성내의 청계천 개수정비가 하수도 사업의 시작이었다. 근대적인 하수도는 1918~1940년 사이에 약 225 km의 간선과 지선의 하수도가 설치되고, 1954년 전쟁 복구사업과 함께 하수도 개수사업이 시작되면서 발전하게 되어, 1976년 6월에 처음으로 하수처리장이 만들어졌다 (NIER, 1997) .
21세기에 물 산업이 주목 받게 되는 주요 요인들은 다음과 같다. 고도의 산업발전과 지속적인 인구 증가로 인한 물 부족 현상 및 수질오염, 신흥국 중심의 산업화 및 도시화에 따른 상하수도 욕구 확대, 하수처리 미비 등으로 인한 수질오염 문제, 선진국 중심의 상하수도 시설의 교체, 유지, 수선, 개량 등 설비투자 등이 해당된다. 동시에, 수돗물 품질에 대한 불신 등으로 먹는 샘물시장이 성장하고 기후변화로 인한 수자원 감소 등의 요인이 복합적으로 작용하여 물의 희소성이 부각되고 경제재로 인식되면서 물 산업 비즈니스가 활성화되고 있다.
- 인구 증가에 따른 물 소비와 수요
지구상의 물 중에서 담수는 2.5%에 불과하고 그 중에서도 현실적으로 이용 가능한 지하수 및 표층수의 양은 전체 담수의 30.5% 수준에 불과하여 우리 지구는 제한된 수자원을 보유하고 있다 (Gleick, 1996 ; Goldman Sachs, 2008) . 아울러, 인구 증가와 산업화 등은 물 수요의 급증을 초래하며, 전 세계 인구의 80% 이상을 차지하는 저개발 국가 및 신흥개발국에서 산업화가 빠르게 진행되고 있다. 세계 인구 증가에 따른 물 스트레스(water stress)와 물 부족(water scarcity) 현상은 2000년부터 2050년까지 각각 5~24%, 3~18%로 크게 증가하는 것으로 예측되고 있고 (Gardner-Outlaw and Engelman, 1997 ; Engelman et al., 2000 ; Fig. 1 ), 2025년경에는 전 세계의 20% 국가가 심각한 물 부족 위기를 겪을 것으로 전망하고 있다 (UN-Water, 2012) .
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World population experiencing freshwater scarcity, stress and relative sufficiency in 2000, 2025, and 2050 (modified from Gardner-Outlaw and Engelman, 1997; Engelman et al., 2000).
일인당 최소 연평균 2,000 l 를 소비하는 세계의 인구는 매년 8,000만 명씩 증가하고, 2010년에는 69억명, 2030년에는 83억명, 그리고 2050년에는 91~94억명으로 증가할 것으로 예상하고 있어 물 수요는 지속 증가할 것으로 본다 (Gardner-Outlaw and Engelman, 1997 ; Engelman et al., 2000 ; UN-Water, 2012) . 인구 증가와 더불어 식생활 변화는 물 소비를 배로 증가시키는데, 예를 들어 곡물 1 kg, 소고기 1 kg 및 커피 한 잔을 생산하는데 각각 물 3,500 l , 15,000 l 및 140 l 가 소요되는 등 간접적인 물 소비의 증가가 지속될 것이다 (Heokstra and Chapagain, 2008 ; UN-Water, 2012) . 이처럼 수요 급증으로 초래될 물 부족은 물의 경제적 가치를 높이고, 물 값의 상승을 초래하여 물 부족을 심화시킬 것으로 예상된다.
- 물 환경의 변화
과거 물에 대한 사람들의 인식은 ‘물 쓰듯이’ 써도 마르지 않는 풍부함이었으며, 이러한 물은 ‘물처럼 깨끗한’ 청정과 맑음의 이미지였다. 그러나 지속적인 인구증가와 고도 산업화로 인한 물 환경은 물이 더 이상 풍부한 자원이 아니라는 점이다. 아울러, 지구 온난화로 가뭄 현상이 심화되고, 지하수 고갈 및 사막화 등이 확대되며, 전세계적으로 빙권이 급격히 감소되는 점 등이 물 환경의 변화를 대표하고 있다. 특히, 대표적인 빙권의 변화로서 그린란드 북극 빙하의 녹는 속도가 1995~2000년에 비해 2004~2009년에 약 4배 증가되었으며, 이와 같은 전 지구적인 해빙으로 2100년까지 해수면이 0.9~1.6 m까지 상승할 것으로 예측되었다 (Symon, 2012) . 이와 같은 해수면 상승은 해안 저지대 지역에 해수 유입을 유발하여 담수의 양이 감소함으로써 물 부족을 심화시키는 요인이 될 것이다.
인구 증가와 도시화, 산업화, 처리시설 노후화, 신흥개발국의 하수처리 미비 등은 수질오염 문제를 야기시키고, 토양 오염과 지하수 수질에 위협이 되고 있다. 오염된 물을 사용하여 야기되는 수인성 질병은 전 세계사망 원인의 5.8%를 차지하고 있으며, 위생시설 불량과 깨끗하지 못한 물 공급 등은 질병 원인의 8.4%를 차지하고 있는 등 매년 350만 명이 수인성 질병으로 사망하고 있다 (WHO, 2012) . 이상과 같이, 해수 상승, 도시화, 산업화 등에 따른 수질 변화는 현실적인 위협이 되고 있으며, 머지 않아 희귀 자원으로서 물의 가치가 부각될 것으로 전망된다.
- 물 위해성 평가
수질오염은 인간의 건강과 환경에 영향을 미치므로 물 위해성 평가가 중요시되고 있다. 미국의 세계자원연구원(world resources institute, WRI)에서 제공하는 데이터베이스를 이용하여 작성된 물 위해성 지도(aqueduct water risk atlas global maps; Fig. 2 )의 평가 요소를 살펴보면, 세 가지 범주에 대한 12가지 지표(① 물 스트레스 기준선, ② 갱년 변동, ③ 계절 변동, ④ 홍수 발생, ⑤ 가뭄 정도, ⑥ 상류지역 수용력, ⑦ 지하수 스트레스, ⑧ 회수 비율, ⑨ 상류 보호지역, ⑩ 매체 보도, ⑪ 물의 접근성 및 ⑫ 멸종 위기 양서류)로 구성이 된다 (Gassert et al., 2013) . 이중에서 ①부터 ⑦까지는 양적 위험성 요소(physical risk quantity)로서, ① 물 스트레스 기준선(1960~2008년 기간)은 연간 총 사용 가능한 물량의 백분율로서 연간 총 취수량(도시, 산업, 농업)으로 측정되며, ② 갱년 변동(1950~2008년)은 준주기성을 가지며 변화하는 현상으로 연간 공급변동을 측정하며, ③ 계절 변동(1950~2008년)은 당해 월별 물 공급의 변화량이며, ④ 홍수 발생(1985~2011년)은 홍수 면적이 고려된 홍수 기록(숫자)이며, ⑤ 가뭄 정도(1901~2008년)는 가뭄 면적에 대한 가뭄 기간을 고려하며, ⑥ 상류지역 수용력(1950~2008년)은 취수 가능한은 상류지역의 물 저류능력이며, ⑦ 지하수 스트레스는 대수층 함양 비율에 대한 취수 상태를 의미한다. ⑧과 ⑨는 질적 위험성 요소(physical risk quality)로서, ⑧ 회수 비율(1950~2008년)은 사용 가능한 물에 대한 백분율로서 기 사용되었거나 폐수를 상류에 배출된 것을 측정하며, ⑨ 상류보호지역은 생태계 보호지역을 비롯한 전체 물 공급율로 측정된다. ⑩부터 ⑫까지는 제도·평가에 대한 위험성 요소(regualtory and reputational risk)로서, ⑩ 매체 보도(2002~2011년)는 10년 동안 모든 미디어 기사를 백분율로 표시한 것이며, ⑪ 물의 접근성은 물의 혜택에 대한 인구의 백분율이며, ⑫ 멸종 위기 양서류는 담수 멸종 위기 종의 백분율이다.
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Water risk framework for water risk mapping (Gassert et al., 2013).
이상의 과정을 통하여 도출된 2010년 기준의 전 지구적 물 위해성을 평가한 결과, 아프리카의 남단과 북단, 중동, 중국, 오세아니아, 북아메리카(미국, 멕시코), 남아메리카의 서쪽편의 국가(에콰도르, 페루, 칠레, 아르헨티나 일부 지역), 오세아니아에서는 보통 내지 매우 높은 범위(2~5)의 위해성을 보이고 있다( Fig. 3 ).
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Global water-risk map using 12 indicators (www.wri.org).
세계 물 시장의 변화와 국내 물 위해성
- 세계 시장의 변화
세계 물 시장 규모는 음료시장, 주택용 및 상업용 시장을 제외한 공공 상수도 및 하수도, 산업시설과 담수시장의 자본투자(capital expenditures, capex) 및 운영투자(operating expenditures, opex)의 합계로서, 2007년 약 385조원, 2013년 612조원 및 2018년 742조원으로 지속 상승될 것으로 예측되고 있다( GWI, 2007 , 2010 , 2013 ; Ryu, 2009 ; Fig. 4 ). 이와 같은 증가는 국가 및 지방단체가 주도하였던 물 사업이 민간부문으로 확장되면서 글로벌화의 진행과 개방형 시장으로 바뀌는데 기인하고 있다. 2013년 세계 물시장 규모는 상수 시장이 약 305조원(48.9%), 하수 시장이 약 243조원(39.6%), 산업용수 및 폐수 분야가 약 65조원(10.6%) 및 해수담수화가 약 7조원(1.1%)으로 추정하였다 (GWI, 2013) .
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Scale of the water industry market (modified from GWI, 2007, 2013).
이와 같은 물 산업 규모의 지속 성장세와 더불어 기후변화 등에 대비하기 위한 유역 물 개발 및 관리 분야와 상하수도에 대한 대체수자원 시장 등이 대두되고 있다. 이와 관련한 신기술 패러다임의 확산은 경쟁 우위의 기술력에 기반하여 사업화가 이루어지는데, Goldman Sachs (2008) PWC (2012) 에 의하면 12개월 동안의 EV (Enterprise value: 기업의 시장가치)와 EBITDA(Earnings before interest, tax, depreciation and amortization: 세전 영업 이익)의 비를 분석한 결과, 물 관련 범용 제품인 펌프나 밸브 전문 기업보다는 담수 처리시설, 필터 전문기업, UV 수처리 기업 등 전문분야의 기술 역량을 가진 기업의 시장 수익률이 2007년과 2008년에 가파르게 성장하고 있음을 알 수 있다( Fig. 5 ). 아울러, 댐 건설, 홍수 조절 및 수력발전, 친수 도시 개발, 황무지의 경지화 및 관개용수 공급 등 유역의 종합개발 및 관리 분야와 강변여과수 개발, 인공함양 및 빗물 저장 등의 분야는 선진국이 우수한 설계 시공 기술을 바탕으로 시장을 주도하고 있다.
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Water technology valuation continuum, 2007 and 2008 (modified from Goldman Sachs, 2008; PWC, 2012).
이러한 세계적 물 산업은 2013년 기준으로 세계 물 산업과 관련된 주요 국가별 물시장 규모는 미국이 120조원으로 가장 크고, 일본이 84조원, 그리고 중국이 64조원 순으로 나타나고 있으며, 한국은 10조원으로 세계 9위를 기록하고 있다 (GWI, 2013) . 또한 물시장 규모의 급격한 증가와 더불어 전세계 물 기업 수는 1999년 73개, 2003년 103개, 2008년 151개 그리고 2011년은 167개로 증가하는 추세를 보인다 (Pinsent Masons, 2011) .
최근 2011~2018년까지의 상위 8개 국가의 물 시장 관련 자본 투자 추세를 보면, 2011년경에는 대부분의 국가에서 완만한 상승 또는 정체되는 경향을 보였으나, 급속한 경제 성장률을 보이는 중국, 인도, 브라질 등의 일부 국가에서는 가속화되는 경향을 보이고 있다 (GWI, 2013 , Fig. 6 ). 이와 같은 BRIC (Brazil, Russia, India and China) 국가는 향후 5년간(2013~2018년) 강한 성장율을 예상하고 있으며, 특히 중국의 물 관련 자본 투자는 2016년경을 기점으로 미국을 추월할 것으로 전망하고 있다.
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The top eight municipal water capex markets from 2011 to 2018 (modified from GWI, 2013).
물 산업은 민영화의 영향이 반영되고 있는데, 국가 주도형 물 산업 국가에서는 상하수도의 설계, 제조 및 건설은 민간 기업, 운영 및 관리는 국가가 담당하는 형태를 갖고 있으며, 개발도상국과 신흥개발국의 경우는 민간 기업이 시설물 일체를 제공하고 장기 운영계약을 통하여 투자 회수하는 민영사업 방식을 채택하고 있다. 최근 들어, 물이 경제재로 인식되면서 민간 기업에 의한 물 관리 방법으로서 물 순환 시스템 구축을 일괄적으로 제공하는 토탈 솔루션 사업이 부상하고 있다. 즉, 물 순환 시스템을 통합 관리하는 민간기업 중심형으로서 시설물 건설과 운영사업이 동시에 수행되는 사업 방식이 추진되고 있어, 이와 같은 신 사업 방식의 정착을 위해서는 물 자원에 대한 무한 책임을 도모할 수 있는 제도적 장치가 요구되고 있다.
국내의 경우에도, 국제화를 통해 다국적 기업들이 진출하고 있으며, 대표적으로 두산중공업이 2008년에 미국 수처리 엔지니어링 업체인 Carollo와 기술협약을 체결한 바 있으며, 삼성 엔지니어링은 세계 최고의 물관리 전문기업인 프랑스 베울리아사와 합작으로 “삼성베올리아 인천환경주식회사”를 설립한 바 있다. 이와 같이 국내에서도 물 산업이 다양화되면서 관련 첨단 기술의 개발, 물 수요 증대 및 물의 경제재 역할 강화 등으로 민영화, 개방화 및 국제화가 가속화되어 국경 없는 시장이 될 것으로 전망된다.
- 국내 물 위해성 평가
국내 물 시장의 변화는 인구 증가, 기후 변화, 수질에 대한 욕구 및 제도 등의 영향을 받고 있는데, 특히 지역별 물의 위해성이 이와 같은 물 시장의 변화에 기여하고 있다. 아울러, 그 동안 물은 공공재로 인식되어 국가 및 지방자치단체에서 시공, 관리 등을 담당하였으나, 하수처리 분야를 시작으로 민간에 개방되고 있다.
우리나라의 물 스트레스에 의한 위해성을 세계자원연구원(WRI)의 자료를 토대로 지역별로 검토해 보았다( Fig. 7 ). 연간 총 취수량의 비율로 평가되는 물 스트레스 기본 지수를 보면, 영호남의 해안지역, 수도권의 서울과 인천 및 제주도는 극히 높은 범위를 보이며, 내륙은 상대적으로 낮은 값을 갖는다( Fig. 7 a). 갱년 변동( Fig. 7 b)과 가뭄 정도( Fig. 7 e)는 낮음에서 보통을 보이며, 계절의 변동성( Fig. 7 c), 홍수 발생( Fig. 7 d) 및 상류 보호 지역( Fig. 7 i)은 높음에서 매우 높음을 보여 위해성에 대한 영향이 크다. 상류지역 수용력( Fig. 7 f)은 중부지방에서 영남 및 호남 지방으로 갈수록 점차 증가하며, 지하수 스트레스( Fig. 7 g)는 서울, 인천, 전남, 전북, 그리고 광주에서 낮음 내지 보통을 보이고 자료 부족에 의한 결과가 도시되고 있으나, 현재 국내의 지하수 개발가능량 대비 이용량의 비율을 보면 약 29.5%에 불과하여 평균적인 지하수 스트레스는 높지 않으나, 지역별 편차가 커서 일부 지역은 보통 이상의 스트레스를 보일 것으로 예측된다 (MLTM, 2012) . 회수 비율( Fig. 7 h)은 서해안, 남해안, 동남부, 그리고 동해안 지역이 높음에서 매우 높음을, 내륙 및 관동지역은 낮음에서 보통을 보인다. 매체 보도( Fig. 7 j)와 물의 접근성( Fig. 7 k)은 매우 낮음을 보이는데, 물의 접근성의 위해성이 낮은 것은 물이 풍부함을 의미한다. 멸종위기 양서류( Fig. 7 l)는 남동부 해안 등 극히 일부를 제외하고 낮음 내지 보통을 보인다. 이와 같이 한국은 물 위해성에 대한 총체적 지표 12가지 요소 중 물 부족 기준선, 계절의 변동성, 홍수발생, 상류지역 수용력, 상류 보호지역에 대한 5가지 지표가 높음을 보인다. 이상 국내 물 위해성을 종합적으로 평가하면, 중부 내륙이 위해성이 가장 낮고, 중남부 지역 및 제주도가 보통이며, 영남 남동 해안 등 일부 지역이 높은 것으로 평가되고 있다( www.wri.org ).
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Maps of water risk for 12 indicators in South Korea (www.wri.org).
국내 지하수 시장에 대한 고찰
- 지하수 환경 변화
국내 물 이용량은 연간 약 255억 m 3 이며, 이중에서 지하수는 15.3%인 39.1억 m 3 을 차지하고 있다 (MLTM, 2012 ; MLTM and K-water, 2012) . 지하수 이용량은 1994년 통계 집계 이후 약 1.5배가 증가하였는데 생활용 및 농업용 지하수 이용량의 증가가 두드러졌다 (Kim et al., 2012) . OECD 국가의 경우에도 전체 물 이용량 중에서 지하수가 차지하는 비율이 꾸준히 증가되는데, 지하수 이용 비율이 북미는 약 24%, 유럽은 약 21%로 OECD 평균은 약 22%로 보고되고 있다 (OECD, 2010) . 특히, 음용으로 사용되는 지하수 비율은 유럽 약 75%, 미국 약 51%, 아시아 약 32% 및 중남미 약 29%로 매우 높은 편이다. 이상과 같이 우리나라는 외국에 비해 지하수의 활용이 다소 저조한데, 이는 1960년대 이후 급속한 경제개발 과정에서 대량의 용수확보를 위해 지표수 개발 위주의 정책을 추진하였기 때문이다. 그러나 2000년대 이후 오염이 증대되고 양질의 수질에 대한 욕구 등으로 지표수 개발여건은 불리해지고 있다. 이와 같은 경향은 향후 지속될 것으로 예상되며, 정부에서도 지하수 정책의 변화를 주어 지금까지 추진해온 보전·관리 위주에서 지속가능한 지하수 활용으로 전환하였다 (MLTM, 2012) . 1994년 지하수법이 시행되어 보전관리 정책이 우선시 되면서 지하수 산업 위축이 지난 십여년간 지속되었으나, 정부의 정책 전환 및 맑은 물에 대한 국민의 욕구 등은 먹는 물에서의 지하수 역할 증대를 기대하고 있다.
또한, 국내에서 강변여과수 개발은 1990년말부터 생활용수 및 하천유지용수 공급을 위하여 추진되었으며, 최근 4대강 보의 건설로 하천수위 상승이 주변 지하수 위 상승에도 영향을 미치고 있다. Kim et al. (2014) 은 낙동강 중류 구미 지역을 대상으로 보 담수 이전과 이후의 강변여과수 개발가능량을 기존의 3개 경험식(Petrovic, Milojevic 및 Kordas 경험식)을 토대로 비교 검토한 바 있는데, 각각 41.8%, 94.1% 및 96.9%의 추가 개발이 가능한 것으로 평가된 바 있다. 이와 같이 보 상류지역의 저지대(protected low land) 지하수위는 과거에 비하여 약 2~ 3 m 정도 상승하였으며 이는 강변여과 집수정내 수위강하량을 증가시켜 취수량을 증대시킬 수 있게 되었다. 기존 자료 (ME, 2009 ; K-water, 1996) 에 의하면, 국내 대하천 주변에는 일일 수천 m 3 내지 수만 m 3 의 강변여과수를 개발할 수 있는 지점들이 많이 분포하고 있어 보에 의한 수위 상승 효과로 최대일 수십만 m 3 의 지하수 개발이 추가로 가능할 것으로 전망된다.
- 지하수 시장 현황과 방향
세계 물 산업은 2010년 기준 약 579조원으로 추산하고 있으며, 2025년에는 1,038조원 규모의 고도 성장을 예측하고 있다 (ME, 2012) . 또한, 우리나라 먹는샘물 제조업체는 1995년「먹는물 관리법」시행 당시 14개소에서 2011년 12월말 현재 67개소로 증가하였다. 먹는샘물 시장은 전체 물 산업 규모의 7%를 차지하며, 지구온난화 및 환경변화, 그리고 사회적 안전불감증으로 인하여 수돗물을 대체하는 시장 특성을 갖고 점차 커지고 있으며, 최근에는 기능성 생수를 생산하는 프리미엄 생수시장도 크게 증가하였다.
Figure 8 에서 보는 바와 같이 국내 먹는샘물 판매량은 1983년 5천 m 3 에서 2011년 3,479천 m 3 으로 증가하였으며, 1983년 판매금액은 약 3.6억원에서 2011년 3,700억원 규모로 1,000배 이상의 증가를 보여( Table 1 ), 2001년 이후에는 매년 9%씩 성장하고 있다 (ME, 2002 , 2012) . 최근 들어 일반 생수의 시장증가율은 연간 약 9%이나 프리미엄 생수시장은 20% 이상 성장하고 있으며 (ME, 2012) , 특히 제주삼다수의 경우에는 2010년 기준 당기순이익 205억원에서 2012년 409억원으로 2배 상승한 바 있다( www.jpdc.co.kr ).
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Sales tracking of the domestic sale, export and imports for bottled water (modified from ME, 2002, 2012; www.customs.go.kr).
Annual status of bottled water sales in South Korea(ME, 2002,2012).
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Annual status of bottled water sales in South Korea (ME, 2002, 2012).
우리나라는 외국에 비하여 고부가 기능성 지하수가 부존되어 있는 것으로 평가할 수 있는데, 지형지질학적으로 지하수의 특성을 차별화 하여, 바나듐 및 고미네랄 지하수, 광천수, 용암해수, 그리고 해양심층수 등과 같이 고급화 전략으로 나아가야 한다. 따라서 세계적 경쟁력 강화를 위해 고부가 기능성 지하수가 부존되어 있는 지역을 조사 발굴함으로써, 지하수의 차별성과 경제성의 평가 및 물 산업화 방안 등을 마련해야 한다. 따라서, 유럽시장이 선점하고 있는 상하수도 사업 분야보다는 기후변화와 인구증가에 따른 물부족과 관련하여 성장하고 있는 유역종합개발 및 먹는샘물 특성화 개발 분야에 우리나라가 적극 참여할 필요가 있다.
물 산업은 녹색 기술을 비롯하여 ICT 등과 연계한 융합기술로 발달하고 있는데, 물 산업의 경쟁력을 확보하기 위해서는 이들 연계 기술의 통합되는 물 산업 클러스터 구축이 요구된다. 이스라엘의 Mekerot와 싱가포르 PUB는 각 국의 정부 주도하에 약 300개의 물 산업 기업이 연계된 테스트베드를 구축하여 세계적 수준의 폐수 재활용, 정수, 빗물 활용, 관개, 해수담수화 기술을 개발하여 물 산업을 선도하고 있다 (Kim, 2010 , 2011) . 이와 같이 물 산업은 기술 집약적 산업으로 성장하고 있어 기존 선진기업과의 차별화 및 신기술 확보를 위해서는 국가 주도의 R&D 활성화 및 기술개발 허브(Hub)인 “물 산업 클러스터” 조성이 시급히 요구된다. 특히, 위에서 언급한 바와 같이 우리나라의 먹는샘물의 우수성과 차별성을 더욱 부각하고 발전시키기 위한 “지하수 산업 클러스터”의 구축도 병행되어야 한다. 현재 환경부와 함께 부산, 대구, 경기도, 인천, 군산 등 지자체를 중심으로 클러스터 조성을 계획하고 있는데 (Cho et al., 2012) , 세계 수준의 지하수 관련 연구 시설, 물 전문기업 유치, 창업보육기관, 전문가 양성 및 국제 마케팅 등의 기능이 포함될 필요가 있다.
- 지하수 산업 육성
정부는 2010년 10월에 미래산업의 블루오션인 물 산업 육성의 필요성을 강조하여 물 산업 강국으로 도약하기 위하여 “물 산업 육성 전략”을 발표하였다. 정부는 물 산업 육성 방안으로 “원천기술 개발”, “전문 물기업 육성”, “연관산업의 육성”, “해외진출 활성화” 등 4대 핵심전략, 10개 정책과제를 제시하였으며, 2020년까지 3조 4,609억 원의 예산을 투입하여 추진 중에 있다 (ME, 2010) . 위에서 언급한 바와 같이, 국내 지하수의 차별성과 우수성에 대한 체계적인 검증 평가가 선행되고 제품화하는 방안에 대하여 지속적인 육성 방안이 필요하다. 우리나라도 선진국 수준으로 경제가 발전하면서 단순한 음용이 아닌 치료 목적 등 물의 다양한 욕구가 표출되기 시작하였다. 먹는샘물의 다양한 효용성에 대한 검증은 오랜 시간이 소요되거나 특별한 환경하에서 수행되어야 하므로 지하수 산업 클러스터에서 집중적인 연구가 수행되어야 한다. 지하수는 일반 상수도 등에 비하여 풍부하고 다양한 미네랄이 포함되어 있으며, 외국의 경우에는 의학적 임상실험 등을 통하여 신체에 건강한 물 및 치료제로 활용되고 있다. 따라서, 국내에 지하수 산업의 범위를 한정하기 보다는 선진 해외시장 및 물 스트레스 국가 등을 대상으로 한 다양한 지하수 산업 분야를 개척해 나가야 한다. 이를 통하여 지난 10여년 이상 침체된 국내 지하수 산업의 활로를 개척하고 일자리 창출 등에 기여할 필요가 있다.
그 동안 지하수 산업은 먹는샘물에 대하여 주로 언급되어 왔으나 보다 다양한 지하수 산업의 접근이 필요하다. 물 산업은 시설 설계, 공장 및 생산 설비, 그리고 소재 산업과 같은 다양한 산업에 파급 효과를 가지고 있다. 또한 ICT와 같은 타 분야의 접목이 활발해 지고 있다. 2006년 기준 상·하수, 먹는샘물, 해수담수화, 스마트 상수도, 지능형 상수관망 및 플랜트의 선진국 대비 국내 물 산업 기술수준은 약 55~80%의 수준에 머물고 있다 (PCGG et al., 2010 ; Fig. 9 ). 지하수 분야의 ICT 접목은 강변여과 및 관정 등 지하수 생산시설의 자동화 및 관리 시스템, 먹는 샘물 생산 공정, 지하수의 행정관리 및 정보 서비스, 지하수 계측 등의 분야에서 적극 추진할 수 있다. 그 동안 지하수의 개발에는 재래식 방법을 적용하여 첨단 ICT 분야의 접목은 거의 이루어지지 않았으나, 굴착 및 부대 시설물 설치 등에 장비의원격 조정, 취수 구조물내 계측설비 병행 설치, 굴착 기록의 자동화 등이 가능한 분야라 하겠다. 또한, 강변여과수와 같이 대규모 시설의 경우에는 개발 이후의 시설물 및 자료 관리에 SMART 기법인 증강 현실 등을 활용하여 현장 관리를 보다 체계화할 수 있다. 나아가서 지하수의 행정관리 및 서비스 분야는 SMART 기법을 활용하여 실 소비자에게 신속히 제공하여 지하수의 선택권을 제공하는 것도 필요하다.
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Technology level of the domestic water industry in comparison with other advanced nation (modified from PCGG et al., 2010).
강변여과수의 개발 사업은 지하수가 2차 산업에 기여할 수 있는 부분에 해당한다. 위에서 언급한 바와 같이 4대강 사업 이후 국내 강변여과수의 개발 여건이 개선되고 있다는 점은 양질의 상수원을 추가로 확보하고자 하는 지방자치단체에 희소식이라 할 수 있다. 그러나, 선진국의 경우 일반적으로 집수정당 50,000~150,000 m 3 /d의 취수량을 확보하고 있으나 국내는 최대 20,000 m 3 /d의 규모에 머물고 있어 강변여과 개발 사업의 걸림돌로 작용하고 있다. 이는 국내 지질 여건이 외국과 상이한 점을 고려하더라도 강변여과 개발의 조사, 설계, 시공 및 유지관리 기술이 초보적 수준에 머물고 있음을 의미하며, 연구개발을 통하여 대용량의 양질의 지하수를 채수하는 기술이 확보된다면 국내 지하수 및 상수원 사업에 큰 변화를 가져올 것이다.
결 언
고도의 경제성장 및 산업화, 지속적인 인구증가, 지구온난화, 이로 인한 환경변화 및 수질악화 등으로 물 위해성이 상당 수준에 이르렀음을 보여주었으며, 향후에도 2050년이 되면 세계 인구의 절반이 물 스트레스와 물부족을 경험하게 될 것으로 전망되고 있다. 또한, 물 부족으로 인한 공급과 수요의 불균형은 물의 희소성을 부각시키고 거래 대상이 되는 경제재로 인식되게 되었다. 이와 같은 환경 변화는 물 산업에 대한 비즈니스 영역을 확대, 정착시키는 계기가 되었으며, 물을 석유의 “black gold”에 빗대어 “blue gold”라고 부르는 등 기업의 새로운 성장 동력으로 고려하기 시작하였다. 최근 물 산업이 부각되고 있지만 이를 공공 및 민간 부문의 성장 기회로 활용하기 위해서는 물 산업 비즈니즈를 만족시킬 수 있는 영역을 선택하고 집중하는 것이 성공의 관건이 될 것이다.
2000년대까지 우리나라의 지하수 정책은 보전관리에 중점을 두었으나, 최근에는 기후변화 및 물 균등 배분 문제 등이 대두되면서 지하수 개발이 정책의 우선 과제로 선정되기 시작하였다. 도서 및 해안지역의 용수 확보를 위한 지하댐 사업, 대하천 주변의 대용량 수원 확보를 위한 강변여과수 사업 등이 정부 주도하에 추진되고 있으며, 먹는샘물 시장도 급격히 증가하여 물 산업의 한 축을 형성하고 있다. 지하수자원은 해수담수화와 함께 대체수자원 중에서 가장 현실적인 사업 영역으로 인식되고 있으며, 정부 및 민간이 참여하는 물 산업 클러스터의 구축과 병행하여 지하수 분야의 특성화된 기술 개발과 투자가 요구된다. 특히, 국내의 우수한 ICT 분야기술을 지하수 분야에 접목함으로써 지하수 이용, 개발 및 관리 등의 세계 최고 수준의 기술력 확보도 필요하다. 물 산업의 성장세와 기후변화 등을 감안한다면 향후 지하수 산업의 성장세도 지속될 것으로 예상되며, 국내 지하수의 우수성 및 활용성에 대한 연구개발이 병행되면 이를 가속화할 수 있을 것이다.
Acknowledgements
본 연구는 2012년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지 기술평가원(KETEP)의 지원을 받은 연구과제(No. 2012171020001D), 2013년도 미래창조과학부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받은 원자력연구개발사업(No. 2013000789) 및 국토교통부가 출연하고 국토교통과학기술원에서 시행한 물관리연구사업(11기술혁신C05)에 의한 ‘수변지하수활용고도화’연구단의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다.
BIO
김병우
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고용권
한국원자력연구원 방사성폐기물처분연구부
305-353 대전광역시 유성구 대덕대로 989번길 111
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최두형
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김덕근
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김규범
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