해외출장 결과보고

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2015. 8. 17

정책연구본부

물환경연구실

류재나 부연구위원

1. 목적

◦ 본 원에서 수행하고 있는 기후과제 “기후변화 및 사회·경제적 요인의 동태적 변화를 고려한 미래 물수급 관리정책 마련(I)” 연구와 관련하 여 일본 나고야에서 개최하는 Sewage Works Exhibition 에 참가하여 미래 물부족 대응 방안 관련 자료 수집

2. 출장자 및 출장기간

◦ 류재나 부연구위원

◦ 2016년 7월 28일(목) ~ 7월 30일(토), 총 2박 3일

3. 출장지

◦ 일본 나고야

4. 세부일정

일시 프로그램 및 업무수행내용 숙박도시

7.28(목)

오전 ○ 인천 공항 - 나고야 공항

오후 ○ Sewage Works Exhibition 참가 나고야 - 일본 하수도 협회 관련 자료수집 7.29(금) 전일 ○ Sewage Works Exhibition 참가

- 수처리 및 재이용 등 관련 자료수집 나고야

7.30(토) 전일 ○ 나고야 공항 - 인천 공항 -

5. 필요성 및 기대효과

◦ 일본 하수도 관련 업체의 하수처리 재이용 등 관련 정보 수집

◦ 미래 물부족 대응방안의 대안 작성에 있어, 일본의 정책 및 관련 기술 의 발달 정도를 습득 연구에 반영

6. 소요예산(항공료, 숙박 및 체제비)

◦ 일체의 소요예산은 “기후변화 및 사회·경제적 요인의 동태적 변화를 고

려한 미래 물수급 관리정책 마련(I)”의 여비에서 지급

7. 자료수집 결과

 일본 하수도전

☞ 일본 하수도 전시회는 하수도 사업의 관리자인 전국의 지방 자치 단체 등을 대상으로 전국 하수도 관련 기업(단체)의 기술 개발 성과 등을 바탕으로 하수도에 관한 설계 · 측량, 건설, 관로 기자재 하수 처리 (기계 · 전기), 유지 관리 및 측정 기기 등의 최신 기술 · 장비 등을 전시 소개하는 행사임

☞ 2006년 이래로 매년 개최되고 있으며, 일본 하수도 협회에서 주최

☞ 2015년 하수도전은 7월 26일~7월 29일, 나고야에서 개최되었음

 일본 하수도 협회의 주요 사업

◦ 일본 하수도 협회 개요

- 일본 하수도협회는 1972년 이래로 운영을 시작하였음

- 2012년에 발표한 2012-2016 관리계획은 ①하수도의 보강 또는 확장 사업을 통한 효율의 개선, ②지방정부의 지속가능한 하수도 관리의 지원, ③재난 관리 강화를 통한 복구의 지원, ④새로운 기술의 소개 및 R&D 프로젝트의 촉진,

⑤교육 프로그램의 다양화, ⑥국제 활동의 지원을 포함하고 있음

◦ 2016년 하수도 사업

☞ 하수도 자산의 지속적 관리, 유지관리의 Life cycle 관리, 에너지 절약형 수처리를 통한 LCC 절감, 자산의 통합화, IoT의 도입을 주로 다루고 있으며, 재해대책, 바이오가스를 이용한 에너지 이용대책 등을 주 사업으로 내세우고 있음

Ÿ 하수도 자산의 지속적 관리

- 증가하는 하수도 자산 전체를 일괄적으로 파악하고, LCC 감축을 도모하기 위함.

AMDB (데이터관리 도구)를 이용, 시설의 설계, 건설(개량) 계획 (비용감축 및 유지관리성 향상), 유지관리 계획 (유지관리 노하우를 저장하고 계획에 반영) 및 재정 계획을 (재정 자료를 수신하고 자산의 상황을 파악) 수립

Ÿ 하수도 분야의 IoT 도입

- 인구감소 및 시설의 노후화 등으로 인해, 하수도를 포함한 사회 인프라의 공통 과제로 IoT의 도입이 절실

- 하수도 분야의 IoT 도입을 위한 조사 연구 수행: IoT를 활용한 열화 예측, 유입질소 부하 최적 제어 기술 개발, 각종 센서를 이용한 진단기술을 이용하여 유지관리 비용 감축, 콘크리트 구조물의 차세대 관리시스템 개발 등

- IoT를 이용한 전력 통합 관리: 각 설비의 전력량과 운전시간을 평준화하여 피크 전력을 감축하고, 총 전력량을 평준화하기위해 하수도 광역 연계 에너지를 관리하는 시스템

- 열화 진단 기술의 IoT 도입: 각종 센서를 활용, 하수처리장, 펌프장 등의 기기의 열화 진단기술을 활용 유지관리 비용을 감축

Ÿ 침수 시뮬레이션을 통한 우수관리 대책

- 침수시뮬레이션을 활용, 침수대책의 기본 방침 및 계획 수립을 일체적으로 관리.

예상되는 피해의 상황에 따라 우수관리 대책을 계획

- (활용 예) 시간최대 80.5mm의 강우량을 시뮬레이션 하여 침수 흔적도를 작성, 확률년수별 침수해소를 위한 대책 모의

◦ B-DASH (Breakthrough by Dynamic Approach in Sewage High Technology) project

- 일본 국토교통성 프로젝트로 협회, 지자체, 대학교, 사기업이 공동으로 수행.

하수도 사업의 비용 감축 및 신재생 에너지 창출, 물산업 해외진출 지원을 위하며, 에너지 재활용, 센싱 기술 및 빅데이터 분석 등의 실용적인 기술들을 하수도의 다양한 분야에 활용하기 위함

☞ 2011년 이래 기술 개발을 실시하여, 처리장 신재생에너지 생산 기술, 처리장 열 회수 기술, 하수 슬러지 에너지 전환 기술, 에너지 절약형 수처리 기술 등 다양한 처리기술과 관련된 에너지 절약의 주제를 다루었으며, 최근의

연구들은 ICT 등 스마트 기술을 이용하는 기술들을 개발하고 있음

Ÿ 하수처리수 재생처리 시스템 실증화 사업

- (기술개요) 물부족 지역에서 재이용수를 농업용수 등으로 이용하기 위함. UF 막과 자외선 소독을 통하여 안전하고, 에너지 절약을 통한 경제적인 처리 기술.

응집제를 사용하지 않아 운전 비용이 절감되며, 완전 자동화 기술로 부산물이나 잔류성이 없음

- (효과) 야채, 과일 등 재배의 농업에 이용

Ÿ ICT를 활용한 하수처리장 노후화 진단

- (기술개요) 노후와 예측 개선 및 LCC(Life Cycle Cost) 감소를 위하여 자동적이고, 정량적인 노후화 진단방법. 자동화된 센싱 기술, 처리장 운영관리의 관측된 빅데이터의 분석 기술을 이용

- (효과) 설비 작동의 관리, 문제 발생지점 판별의 정확한 진단 등의 단기 예측, 설비 투자의 최적화된 계획 수립을 위한 장기 예측, 갑작스런 사고를 예방하기 위한 신호 검침

Ÿ 견인차량을 활용한 지하 공동(cavity) 탐지기술

- (기술개요) 소나를 활용한 무선시스템으로 전송능력을 크게 증진시키며 기존의 기술에 비해 거의 두 배(3m)에 해당하는 탐색 깊이를 가짐. 견인시스템은 50km/h 시속을 가지며, 횡적 작동 범위가 5-10cm에 이름

☞ 우리나라는 2015년 지반침하 문제가 크게 이슈가 되어, 대대적인 하수관로 정밀 조사 작업을 시작한 바 있음. 관로 조사와 더불어 지하의 공동 탐지는 유용할 것으로 판단됨

 水wing 주요 사업

◦ Swing 개요

- 지속가능한 물+미래 물환경 개선을 위한 지속적인 노력을 나타내는 ‘진행형’을 조합한 ‘물’ 관련 사업을 수행하는 일본 기업 (Sustainable Water + ing)

☞ 일본도 우리나라와 유사하게, 노후화된 하수처리장의 개보수가 필요한 실정이며, 이에 혁신기술들을 적용함을 새로운 기회로 모색하고 있음

☞ 처리장에서의 에너지 회수, 자원 재활용 등에 노력하고 있음. 최근 Swing에서 중점을 두고 있는 사업들은 다음과 같음

Ÿ 에너지 절약 및 자원 회수

- 갱생, 보수, 보강이 필요한 노후화된 하수처리장은 물에 대한 새로운 시대가 도래함으로 판단, 다양한 혁신기술을 도입할 수 있는 기회로 삼음

- 고베시의 히가시나다 하수처리장의 경우 인 회수와 같은 하수의 자원 및 에너지 회수의 최대화를 위한 기술을 적용하였으며, 쯔루오카, 모리야에서는 소화가스를 통한 전력 생산의 프로젝트를 진행

- 슬러지 탈수 기술의 혁신화로 수분함량을 70% 미만으로 감량. 화석연료 및 이산화단소 배출 저감에 기여

Ÿ ICT 기술의 적용

- SWN (Swing Water Net): 운영관리 효율성을 위해 만들어진 ICT 기반의 기술로, 장비의 점검 및 원격 모니터링이 가능. 정보 네트워크를 통해 기술자들이 운영, 관리가 가능

Ÿ 공공-민간 협력을 통한 자산관리 시스템

- 일본내에서 2014년 3월 자산관리 국제 스탠다드인 ISO55001의 예비 승인을 받은 첫 번째 민간 기업으로 자산관리를 전 분야에 도입하기 위해 노력하고 있음

 metawater의 주요 사업

◦ 하수재이용 사업

- metawater와 도쿄시는 오존발생기와 세라믹 멤브레인의 두 가지 핵심 기술을 이용하여 물재이용시스템을 개발, 도쿄의 시바우라 물 재생센터에서 2010년 4월 운영을 시작하였음

- 토쿄 시바우라 물재생 센터의 경우, 하수관로를 통해 수집된 하수를

물재생센터로 이송 → 2차 처리 → 생물학적 처리 (bio filter를 통한 질산화)

→ 오존 공정 (냄새, 색깔 제거, 소독, 정제) → 응집/침전 공정 (SS 제어) → 세라믹 멤브레인 여과 (micro 플록 제거)의 공정을 거친 후 재생수를 토교지역으로 수송함

☞ 2013년 기준 우리나라의 공공하수처리수 재이용률은 12.6%이며, 2005년 6.9%에서 꾸준히 증가하고 있는 추세임. 일본의 경우 국토교통성의 2007년 자료에 의하면 연간 2차 처리수의 재이용률은 1.5%로 보고된 바 있음.

 전산시스템 관련 회사의 사업

☞ 최근 우리나라의 경우도 수자원 관리, 수처리 시스템 등 다양한 물 분야에서 시스템, 전산기술의 도입이 대두되고 있는 실정임. 일본의 경우 미쯔비시, 도시바 등 널리 알려진 전산회사에서 시스템을 개발, 적용하고 있음

◦ MITSUBISHI Ÿ MACTUS-ASK

- 정수장, 처리장, 펌프장 등 상하수도 플랜트에 적용하기 위한 제어시스템으로, 시스템 감시, 제어 및 원격 모니터링 기술을 포함

- (오픈 데이터) 플랜트의 각종 데이터를 소프트웨어를 통해 자유롭게 편집

간소화하고 에너지 절약운전을 도모. 재해 사고 시뮬레이션을 위기관리에 적용 - (모니터링) 다양한 정보를 보기 쉽고 알기 쉽게 공유하기 위한 시스템. 전체

플랜트의 모식을 한 번에 파악가능하게 하며, 재해 사고시 조기 복구를 지원 - (데이터베이스) 운영관련 자료를 장기간 보존, 운전 관리에 기여

- (LCD 모니터 제어) 플랜트 감시 제어의 효율성 도모

- (공정 제어) 플랜트 설비의 시퀀스 제어 계측을 24시간 365일 지원

◦ TOSHIBA

Ÿ TOSWACS^TM-V/ TOSWACS^TM-Cloud

- 상하수도 감시 제어 시스템. 상하수도 플랜트 관련 맞춤 솔루션 제공

- 클라우드 환경을 활용. 클라우드 데이터 센터를 통해 데이터를 보호. 일반 PC 및 태블릿, 스마트폰 등으로 상시 모니터링 가능. 클라우드에 연결된 원거리 시설을 감시 및 모니터링

- 기본적인 시스템은 시계열 그래프, 알람, 지점 표시, 이메일 발송 등의 기능을 탑재하고, 지역의 기상 관측 시스템의 정보, 기상 주의보의 경보 등도 수행

◦ HORIBA

Ÿ HORIBA AQUA LINKAGE

- 2010년 이래 ICT, IotT, Cloud, 빅데이터를 활용한 플랫폼으로 정보공유, 인수작업의 간편화, 기술, 노하우 경험의 전수, 정기적 유지보수비용 절감, 감시시스템, 결함요인분석, 유지관리 최적화, 데이터 기록 및 가시화, 안정적 가동, 관리 수당의 절감, 신속한 고장 복구 등을 목표로 함

- (분석 소프트웨어) 전조 진단, 데이터 분석 등을 통하여 안정적인 운영을 도모하고 정기적 유지보수 비용을 절감하기 위한 분석 소프트웨어로, 최적의 유지보수 주기를 제안하고 문제에 신속히 대응하기 위함. 클라우드에 축적된 다양한 자료를 활용하는 장점이 있음

- (플랫폼) 종이문서를 배제하고 데이터 및 정보의 공유를 위한 클라우드 서비스를 활용