2022. 03. 02 2022 국토연구원 리더스 포럼
배 덕 효 (dhbae@sejong.ac.kr)
한국수자원학회 회장
목 차
물관리의 대외 환경 변화
기후위기의 현실화와 전 세계의 노력
4차 산업혁명의 도래 포스트 코로나 시대
물관리의 대외 환경 변화 – 이전까지 겪어보지 못했던 새로운 환경의 출현
리스크환경 초연결
초지능화 서구
패권주의 글로벌화
Post COVID Pandemic 뉴노멀시대 초연결
초지능화 힘의 이동 지역화 새로운 시장 진출의 기회
독자 기술 역량 확보 산업 동력원 필요
산업계 전환과 재도약, 일류화
디지털 전환 IT 융합 기술의 발전
유럽
미국, 캐나다
중국 한국
최근의 기후변화는 유례없는 재난·재해 야기 기후변화를 기후위기로 인식하며 국제사회 대응 수준 제고
물관리 여건 변화
기술의 진화
문제 해결의 Insight 발굴
국내 홍수발생 현황(2001~2020년)
연평균강수량 증가: 1,274→1,441mm/yr(13% 증가) 집중호우 빈도 및 강도 증가, 강우일수 감소
서울시 태풍”에위니아”
2004~2006 2007~2009 2010~2012 2013~2015 2016 ~ 2018 2001~2003
서울시 집중호우
태풍 “루사”부산시
태풍 “매미”부산시
집중호우서울시 집중호우부산시
태풍 “나비”부산시 제주도
태풍 “나리” 서울시
집중호우, 산사태
집중호우부산시 울산시
태풍 “산바”
집중호우부산시
물관리 여건 변화
2019 ~ 2020
역대 최장 장마전국
태풍 “미탁”강원도
Recent flood occurrences in Korea
국내 가뭄발생 현황(1980~2020년)
국내에서는 보통 2~3년에 한번 크고 작은 가뭄이 발생하고 있음
▪ 강수량 부족및온도 상승으로 인한 물수지의 불균형이 발생
▪ 국내의 강우 특성상 여름철 홍수기인6~8월의 강우량이 예년에 비하여 부족할 경우
▪ 장마및태풍이 우리나라에 영향을 적게 주거나, 가을철 이후의 강수발생 횟수가 감소할 경우
▪ 전 세계적으로 이상기후 또는엘리뇨,라니냐발생으로 인한 영향(기후변화) 가뭄
발생 원인
1994년 가뭄
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 50 100 150 200 250 300
10yr Ave Rainfall 1994 Rainfall
Precipitation
Time (monthly)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 100 200 300 400
10yr Ave Rainfall 2008 Rainfall
500 1000 1500 2000 2500
2008년 가뭄
Precipitation
2008년 이후에는 거의 매년 발생하며, 피해와 규모가 증가하는 추세
1981년 1984년
1982년
1988년 1991년
1992년 1994년
1995년 1996년
2000년 2001년
2004년 2006년
2008년 2009년
2010년 2011년
2012년 2013년
2015년
2014년 2016년
물관리 여건 변화
기후변화 적응과 감축을 위한 국제사회 주요 연혁
(1992년) 유엔기후변화협약 채택
(1997년) (COP3) 교토의정서 채택
(2015년) (COP21) 파리협정 채택
(2018년) IPCC 1.5℃ 특별보고서 발간 교토의정서 이후 온실가스 감축을 위한 논의 Post2020 신기후체제 수립
파리협정의 목표 달성을 위한 전지구적 차원의 2050년 탄소중립 달성 경로 제시
(2019년) 기후행동 정상회의, COP25 기후위기 대응 행동 중요성 강조 탄소중립에 대한 국제사회 논의 확산
(2021년) (COP26) 글레스고 기후합의
파리협정 세부 이행규칙의 완결
파리협정 이행을 위한 기본틀 마련 및 기후변화 대응 진전
영국
프랑스 유럽연합
05년부터 배출권거래제 시행 유로 그린딜 기반 2050년까지 탄소 배출량 제로화 추진 유럽 기후법안 제정 예정
세계 최초의 기후변화법 제정 Net-zero기반 계획 수립 청정성장전략 추진 및 투자
EU의 재생에너지 촉진을 위한 탄소가격 하한제 채택 촉구 에너지 전환관련 법안 발표
미국
중국
일본
2030년까지의 탄소배출량 감축 목표 설정
중공업 부문에 대한 모니터링 강화 계획 발표
에너지기본계획 발표 및 저탄소 정책 방향 설정
2020년 NDC 갱신 및 제출 지구온난화 대응계획 수립 기후변화협약 탈퇴 후 복귀
2030년 온실가스 50% 감축 목표 제시
탄소중립 달성을 위한 654조원 예산 확보 추진
기후변화 평가 및 적응 대책
기후변화 평가 및 적응 대책
기후변화에 따른 수자원 영향평가 방법
고기후자료 Paleoclimate
관측 기상자료 Meteorological
database
관측 수문자료 Hydrological
database
온실가스 배출시나리오 SRES scenario RCPs scenario
전구기후모델 Global climate models (GCMs)
영향평가
Impact Assessment
취약성평가
Vulnerability
적응 전략 수립 및 적용
Adaptation
홍수
가뭄
용수공급
수질·수생태계
수력에너지
홍수저감시설
물공급안전도
국가수력에너지
유역 및 하천관리기술
법·제도개선
적응전략 재검토
자료분석을 통한 경향성 분석
Hydroclimate Trends Projection 수문기상의 변동성 전망
역학적상세화
Impact assessment model
영향평가모델
통계적상세화 Statistical downscaling
Dynamic downscaling
연평균 및 계절평균 강수량의 경향성 평가
<183 weather stations>
P re cipi ta ti on (m m)
1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004
year
0 100 200 300 200 400 600 600 800 1000 1200 200 400 600
1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004
year
0 4 8 12 16 10 20 30 40 60 80 10 20 30 40
precipitation (mm) percent (%)
Spring (3-5)
Summer (6-8)
Autumn (9-11)
Winter (12-2)
+7.70 mm/yr
Spring(MAM)
Summer (JJA)
Fall (SON)
Winter (DJF)
-1.03 mm/yr
Source: Jung et al. (2011) , International Journal of Climatology
P re cipi ta ti on (m m)
연 강수량(1910-2005년) 계절 강수량(1973-2005년)
기후변화 평가 및 적응 대책
관측자료의 경향성 분석
극치 강수인자의 경향성 평가
Increase trend (northern regions)
Moran’s I = 0.139
Increase trend (northern regions) Moran’s I = 0.140
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year
0 100 200 300 400
Precipitation (mm)
Y = 0.280 * X - 411.59
Y = 2.111 * X - 4044.20 PX1D
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 0
2 4 6 8 10
Number of events
Y = 0.010 * X - 17.59
Y = 0.090 * X - 176.79 PN80
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 400
800 1200 1600 2000 2400
Precipitation (mm)
Y = 2.22 * X - 3011.78
Y = 16.25 * X - 30961.53 regression line (1912-2005) PANU
regression line (1973-2005) 9 year moving average
Seoul (000108)
<Seoul station>
▪ PANU (mm) : annual precipitation
▪ PN80 (days): The number of days that daily precipitation is larger than 80mm
▪ PX1D (mm): 1 day-maximum precipitation
기후변화 평가 및 적응 대책
기후변화 평가 및 적응 대책
단일 기후변화 시나리오를 이용한 수자원 영향 분석
Increase
Decrease
Increase
Increase
Decrease
Decrease
Decrease Increase
Increase
SRES A2 emission scenario
Climate projection (ECHO-G)
Dynamical downscaling (MM5)
Statistical downscaling (LARS-weather generator)
Generation of runoff scenarios (PRMS)
Impact assessment on water resources
Source : Bae et al. (2008), Climate Research
-30 -20 -10 0 10
Change in precipitation (%)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Change in temperature (oC)
Spring (MAM)
0 5 10 15 20 25
Change in precipitation (%)
0.0 2.0 4.0 6.0
Change in temperature (oC)
Summer (JJA)
2020s 2050s 2080s
Uncertainty range
MIU-A1B BCR-A1B
기후변화 평가 및 적응 대책
기후시나리오의 불확실성
Source : 배덕효 등 (2011), 한국수자원학회 논문집
3 SRES emission
scenarios × 13 GCM simulations × 7 hydrological models
A2 scenario
A1B scenario
B1 scenario
GCM1
GCM2
GCM3
GCM13
f
Model1
Model2
Model3
Model8
t
t
t
t
0.2
0.1
0.0
+20 +40 0 -20
Runoff changes
% Change
2050s
2080s
Probability density function
WG
Obs. 2020s
Climate projection Downscaling Hydrologic modeling Assessment
3 × 13 × 8 = 312 Ensemble members
312 ensemble runoff scenario
=
Climate projection Downscaling Hydrologic modeling Assessment
기후변화 평가 및 적응 대책
Source : Bae et al. (2011), Journal of Hydrology
Multi-model Ensemble 기반의 수자원 평가기법
Change in dry seasonal flow (Nov.-Mar.) Change in wet seasonal flow (Jul.-Oct.)
Increase Increase Increase
Decrease Decrease Decrease
Source: Jung et al. (2013), Hydrological Processes
기후변화 평가 및 적응 대책
MME기반 자연유량의 변화
기후변화 평가 및 적응 대책
국내 수자원 분야의 기후변화 적응 전략
Floods
Droughts
Water Supply
Water Resource Infrastructure
Watershed Management Climate
Change
Water Change
Minimized Cost
Watershed Industry
Possible Cost
Adaptation
Financing
No-regret Investment
1. 기후변화 대비 극한홍수 적응기술
• AR5 기반 극한강우 및 극한홍수 시나리오 생산기술 개발
• 극한 홍수 방어 기준 개발
• 기후변화 적응을 위한 댐 위험도평가 및 재개발 실행 프레임워크 개발
• 거대홍수 대응을 위한 유역홍수 저감시설 실행 프레임워크 개발
3. 기후변화 대비 유역관리 적응기술
2. 기후변화 적응 안정적 용수수급 기술
4. 기후변화 수자원산업 적응기술
• AR5 기반 MME 기후 및 고해상도 중장기 수문 시나리오 생산 및 평가기술 개발
• 기후변화에 따른 권역별 수자원 시설 용수공급능력 평가기술 개발
• 기후변화 대응 수자원시설물의 물공급 예비율 기술 개발
• 유역 및 권역별 극한 물부족 Emergency Plan 수립
• 유역 건전성 평가기술 및 수자원 취약성 통합평가 시스템 개발
• 기후변화 적응을 위한 의사결정 및 사회구현 기술 개발
• 기후변화 적응 유역 물순환 개선 기술 개발
• 극한사상에 대한 유역의 탄력적 대응 및 복원기술 개발
• 글로벌 수자원 평가 및 분석 체계 구축
• 기후변화 적응 국가 수자원 안보전략 및 대응 기술
• 국제 물거래 대비 우리나라 가상수 분석 기반 구축
• 기후변화에 따른 수자원 가치평가 기술개발 및 적용
기후변화 대비 수자원 적응기술
개발 연구단
기후변화에 적응 가능한 국가 수자원관리 기술개발 및 글로벌 수자원 산업 기반 구축
최종목표
연구기간 : 2014년 9월 15일 ~ 2019년 12월 31일
(총 기간 : 6년 3개월)기후변화 평가 및 적응 대책
주관연구기관 : 세종대학교
협동연구기관 : 인하대학교, K-water, 건국대학교 등
연구비 : 총 21,836백만원
(정부 18,935백만원, 민간 2,901백만원)기후변화 대비 수자원 적응기술 개발 연구단
주요 성과
6대 핵심성과 세부과제별 성과물
구분
• 기후변화 고려 IDF, DAD, PMP, PMF
• 기후변화 대비 극한홍수 방어기준
• 기후변화 대비 댐 안전도 평가 및 재개발
• 기후변화 대비 유역홍수저감시설 평가 1세부과제
• 상세 기후 및 수문 시나리오 생산 및 제공 시스템
• 국가 수자원장기종합계획에 기후변화 영향반영 기술
• 댐 예비율을 고려한 저수지 운영에 따른 안정적 용수공급기술
• 극한가뭄 대비 국가 Emergency Plan 수립 2세부과제
• 전국 수자원 DB, 기후변화 시나리오 기반 유역건전성평가 시스템
• 기후변화 적응을 위한 의사결정 및 사회구현 기술
• 기후변화 적응 유역 물순환 개선 평가시스템 개발 및 사업화
• 토양유실 대책 및 탁수 저감 기술 제도적 지침서 3세부과제
4세부과제
• 전지구 수문모형 및 D/B 구축
• 한반도 수자원개발 전략 보고서
• 국가 가상수 D/B 구축 및 관련 기술보고서
• 기후변화 수자원 가치변화 평가기술
국토부 홍수통제소 홍수기 기후변화 슈퍼태풍, 거대홍수 대응체계 구축 하천설계 및 댐 시설 기준의 기후변화
영향을 고려한 개선(안) 제시 K-water 다목적댐 기후변화 대응 물관리 및
극한가뭄 극복 사전운영 체계 실현 국가 수자원장기종합계획 수립 시 기후변화에 따른 수자원 영향 반영 기후변화 시나리오 기반의 국가 수자원
정보 제공 시스템 개발 및 국가 사업 우선순위 의사 결정지원시스템 구축 전지구 대기/지표/수문/지하 D/B 구축 및
우리나라 건설사업의 수자원 해외사업지원체계 구축
국가 표준 기후변화 시나리오 인증(기상청) 기후변화 대비 수자원 적응 기술 보고서 36권, SCI 155편 포함 총 394편 등
기후변화 평가 및 적응 대책
기후변화 관련 전문 인력 211명 배출 (박사56명, 석사 117명, 학사 38명)
기후변화와 에너지
기후변화 적응과 감축을 위한 국제사회 주요 연혁
(1992년) 유엔기후변화협약 채택
(1997년) (COP3) 교토의정서 채택
(2015년) (COP21) 파리협정 채택
(2018년) IPCC 1.5℃ 특별보고서 발간 교토의정서 이후 온실가스 감축을 위한 논의 Post2020 신기후체제 수립
파리협정의 목표 달성을 위한 전지구적 차원의 2050년 탄소중립 달성 경로 제시
(2019년) 기후행동 정상회의, COP25 기후위기 대응 행동 중요성 강조 탄소중립에 대한 국제사회 논의 확산
(2021년) (COP26) 글레스고 기후합의 파리협정 세부 이행규칙의 완결
파리협정 이행을 위한 기본틀 마련 및 기후변화 대응 진전
영국
프랑스 유럽연합
05년부터 배출권거래제 시행 유로 그린딜 기반 2050년까지 탄소 배출량 제로화 추진 유럽 기후법안 제정 예정
세계 최초의 기후변화법 제정 Net-zero기반 계획 수립 청정성장전략 추진 및 투자
EU의 재생에너지 촉진을 위한 탄소가격 하한제 채택 촉구 에너지 전환관련 법안 발표
미국
중국
일본
2030년까지의 탄소배출량 감축 목표 설정
중공업 부문에 대한 모니터링 강화 계획 발표
에너지기본계획 발표 및 저탄소 정책 방향 설정
2020년 NDC 갱신 및 제출 지구온난화 대응계획 수립 기후변화협약 탈퇴 후 복귀
2030년 온실가스 50% 감축 목표 제시
탄소중립 달성을 위한 654조원 예산 확보 추진
신기후체제
교토의정서 이후의 온실가스 감축을 위한 Post 2020 신기후변화체계 수립
UNFCCC 주체 196개 국가 참여하여 2015년 12월 파리협정(Paris Agreement) 채택
각 국가의 자발적 이산화탄소 감축계획(Intended National Determined Contribution, INDCs ) 제출
온실가스가 기후변화의 주요인이라는데 전세계가 공감하고 이에 적극 대응
1. 지구평균기온을 산업화 이전(1750년) 대비 2℃ 이내 수준으로 유지
2. 동시에 상승폭을 1.5℃ 이하로 억제하기 위해 노력
1. 2023년부터 5년 단위 국제 사회 공동 이행 점검
2. 이산화탄소 감축목표 5년 단위로 제출, 이전보다 진전된 수준 3. 교토의정서는 선진국만 감축의무, 파리협정은 195개 협약
당사국 모두 적용
파리협정의 목표
국가별 온실가스감축목표 제출
※ 교토의정서(1997)는 적응(adaptation)은 거의 언급되지 않음 1. 2011년 멕시코 칸쿤(제16차당사국총회)에서 적응위원회 설립
2. 모든 국가가 적응계획을 수립, 이행하며 관련 내용을 보고서로 제출할 것을 명시
기후변화 적응에 대한 고려로 확장
기후변화와 에너지
1. 탄소배출량에 책임이 큰 선진국들은 개도국들의 기후변화 대처를 지원
2. 2020년부터 매년 1,000억 달러(약 118조원) 이상의 자금 조달 약속
3. 이를 위해 선진국은 2020년까지 연간 최소 1,000억 달러 자금조성 목표 설정하여야 함
4. 미국은 기후변화 대비 2020년까지 연간 8.6억 달러(약 1조 160억원) 분담 약속
5. 한국은 개도국으로 분류되었으나, 선진국들은 사살상 선진국인 한국, 싱가포르 등은 개도국 지원 동참 주장
6. 온실가스 배출 주요국인 중국, 인도 등도 개도국 지원 동참 주장
선진국의 개도국 지원 자금 조달
제26차 유엔 기후변화 당사국총회
파리협정의 목표(전지구 온도 상승 1.5도 이내)에 국제사회가 공감하며 논의 및 합의 진전
(21.11.14)탄소저감장치가 없는석탄 발전을단계적으로 감축하고비효율적인화석연료 보조금을단계적으로 중단하기 위한 노력을 가속화
1. 석탄 발전의 단계적 감축
2015년 파리협정 이후 COP26는 이행을 위한 기본틀을 마련하고 첫걸음을 떼었다는데 의의
글 레 스 고 기 후 합 의 주 요 내 용
2. 파리협정 목표 이행을 위한 온실가스감축목표 재점검
각국은 2022년에 2030 국가온실가스감축목표(NDC)를‘1.5도’에 맞게 다시 제출 3. 선진국 기후변화 적응기금을 두 배로 확대
선진국들은 기후 취약국의 기후변화 적응을 위한기후기금을 2025년까지 2019년*대비 두 배로 확대
4. 격년 단위의 투명성 보고서 작성 및 제출
2024년부터온실가스 배출 및 흡수량, NDC 이행 경과, 재원·기술· 역량제고 지원 등에 관한투명성 보고서제출 5. 파리협정 제6조 국제 탄소시장 지침 채택
탄소배출 시장에 투명하고 통일된 국제 규범, 탄소배출 감축분에 대한 이중계상 방지 방안 마련
“파리협정 세부 이행규칙(카토비체 기후 패키지) 완결”
기후변화와 에너지
* 2019년 선진국이 개도국에 지원한 기후재원 규모는 796억달러(OECD, 2021)
기후변화와 탄소중립
파리협정의 목표를 달성하기 위하여 전지구적으로 2050년 탄소중립 경로 필요
대기 중 온실가스 농도가 인간활동에 의해 더 이상 증가하지 않도록 순 배출량이 0이 되게 하는 것
온실 가스
배출 흡 수 온실가스 농도대기 중
증가
“Net-zero”
배출 량저 감
흡수 량증 대 온실가스 순 배출량 = 0
과 거 및 현 재 미 래
탄 소 중 립 개 념
한 국 N D C
2050 탄소중립 시나리오
◆ A안: 화력발전 전면 중단 등 배출 자체 최대한 줄이기
◆ B안: LNG발전 잔존 대신 CCUS 등 제거기술 적극 활용 각기 다른 기술 수준 등을 고려하여 다양한 미래상 제시
산업
-공정 상 재생 연·원료로 전환 51.1 (260.5)
전환
-화력발전 중단, 재생E 확대 0
A B 20.7
(269.6)
A·B
: 배출 : 흡수 및 제거 ( ) : 18년 기준 현황 (-41.3)
흡수원 A·B -25.3 -산림 생태 복원, 신규조림 확대 -연안 및 내륙 습지 신규 조성 등
- : 흡수 및 제거 의미 CCUS A -55.1 B -84.6
(미도입)
직접공기포집 (미도입)
0
A B -7.4 농축수산 A·B
(24.7)
15.4 폐기물 A·B
(17.1)
4.4
수소 A 0 B 9 (미도입)
탈루 A 0.5 B 1.3 (5.6)
건물 (52.1)
A·B 6.2 (98.1)
수송 A 2.8 B 9.2
(단위 : 백만톤CO2eq)
기후변화와 에너지
기후변화 물관리의 역할 증대
기후변화 가속화 에 따라 극한 가뭄·홍수 발생 등 물관리 여건 악화에 대응 필요
구 분 전국 한강 금강 낙동강 영산강 섬진강
증감(%)홍수량 11.8 -9.5 20.7 27.0 50.4 29.6
<RCP8.5시나리오기반 5대강 유역별 2050년 홍수량 전망>
21세기 후반 한반도 평균 강수량은 현재(1995-2014년) 대비 약 3~14% 증가 전망 2050년 기준 홍수량은 전국적으로 약 12% 증가 전망
21세기 후반 강수량 변화 전망
기후변화와 물관리
2050 탄소중립 선언에 따라 물관리 전 과정의 탄소중립 기여 필요
효율적 물관리는 각 단계별 온실가스를 20-100% 감축 가능하며 전세계 탄소중립 목표의 최대 20%를 감당할 수 있는 핵심 분야
공급 분배 해수 담수화 재이용 하폐수처리 송수 Source : IWA WACCLIM(18.7)
영국 물분야 Net Zero 2030 로드맵 (해외 사례)
2030 탄소중립 실현을 위한 물분야 로드맵 수립
3.00
2.50
2.00
1.50 1.00
0.50
MtCO2e
Do nothing range*
탄소중립 목표 이행 경로
원 칙
정부 및 다른 이해관계자가 신뢰 가능 파리협정의 원칙 부합 탄소 회계 지침(CAW) 규정에 의거
과거 혹은 현재의 노력과 결과를 역행하지 않음 수자원 분야가 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 문제를 해결
물이용 효율성과 에너지 효율 관점에서의 접근 수요 주도 경로(Demand-led)
재생에너지원 활용, 탄소세, 에너지 자급책 마련 등
기술 개발의 가속화가 탄소 배출에 미치는 영향 고려 기술 주도 경로(Technology-led)
신재생E 기술 개발과 활용, 폐수 처리 공정의 저탄소화 등
온실가스 배출 대비 저감 활동을 통한 탄소 상쇄(offset) 저감 주도 경로(Removals-led)
자연기반 해법(NBS), 식생 조성, 습지 보전 등
5개 원칙을 설정하고 탄소중립 목표 이행 경로별 전망결과 및 대응 방향 제시
기후변화와 물관리
통합물관리의 현재
일원화 이후 국가물관리기본계획(21.6)이 수립되며 통합물관리 3대 정책 제시
기후변화 대비 통합물관리 관점에서 기존 패러다임의 전환과 전략 수립 필요
제1차 국가물관리기본계획
혁신 3 기후위기 시대 국민안전 물관리
물 분야 탄소중립 이행으로 기후위기 적극 대응
물 부문 온실가스 관리 목표 설정 및 물관리 에너지 효율 제고 수열, 수상태양광, 하수 등 물 관련 재생에너지 생산기반 확대 수변생태벨트, 생태마을 조성 등 탄소 흡수 생태공간 확충
신기술 개발 활용 및 기반시설 관리 강화 등으로 국민 안전 확보 지속가능한 물관리 최적 기술 개발
IoT, ICT 등 4차산업 기술을 활용한 물 기반시설 관리 선진화 사용자 중심의 물 기반시설 안전 문화 확산
물순환 전 과정의 통합물관리 참여 · 협력 · 소통 · 기반의 유역물관리 기후위기 시대 국민 안전 물관리
기후변화와 물관리
장관
조정실기획 기획관정책
차관
대변인 감사관
운영지원과
기후탄소정책실 물관리 기후변화 정책실
녹색전환정책관 대기환경정책관 정책관
물통합정책관 물환경 정책관수자원 정책관
자연
보전국 자원
순환국 환경
보전국
❖
물통합정책관
<환경부 개편 후 조직도>
통합물관리 실천과제의 실행 부서 부재
물관리 정책실 예산의 불균형 : 물통합국(1.4조원), 물환경국(2.3조원), 수자원국(0.4조원)
기후변화와 물관리
물관리 조직 및 예산 구성
예산 총액 : 1.4조원
노후 상수도, 지방상수도, 광역상수도 등
예산 총액 : 2.3조원
하수관로, 하수처리장, 폐수처리 등
예산 총액 : 0.4조원
댐 운영관리, 댐 안정성, 치수능력증대 등
❖
물환경정책관
❖
수자원정책관
22년 물관리정책실 예산 구조
통합물관리 성과의 국민 체감
국가물관리위원회 역할 재정립
- 낙동강 취수원 다변화 등 신규 사업 발굴 및 실행
- 치수, 이수, 환경, 친수 등을 통합할 수 있는 통합형 물관리 사업, 탄소중립, 친환경 친수 사업 등의 과제 필요 - 수자원 엔지니어링 산업 진출 기반 필요
<수계관리기금 계획(21년)>
Source : 국회물포럼 제15차 대토론회 발표자료 슬라이드8(최동진, 2021)
단위 : 백만원
기후변화와 물관리
수계관리기금과 유역통합관리
수계관리기금 총액 : 1.2조원
주민지원사업, 환경기초시설, 오염총량관리, 수변구역 관리 등 수질 개선 사업 관련 예산 대부분
통합물관리 방향에 부합하는 기금 목적 설정 필요
물관리 전 부문을 고려한 기금 사용처의 다양화 필요
물안전 확보 및 자연성 회복 등 통합물관리 국민체감 성과창출을 위해 유역종합대책 확대, 물환경 개선, 하천관리 강화 필요 하천관리일원화(22.1)에 따른 유역기반의 통합 하천관리
기후변화와 물관리
환경부 물분야 R&D 예산
건설/환경공학 물산업 양질의 일자리 창출 및 미래 인력 양성 필요
(토목공학) 타 전공에 비해 대학원졸 재직자의 비중이 낮음, 임금 다소 낮음 (환경공학) 타 전공에 비해 대학원졸 재직자의 비중이 높음, 임금 매우 낮음
신기후체제에 따른 해외 물산업 진출 수요 증가할 것으로 예상 → 미래 물산업 인력 양성 필요
555
63.5%
대졸
대학원졸 10.9%
55.8%
대졸
대학원졸 40.9%
69.5%
대졸
대학원졸 22.9%
하위25% 중위 50% 상위
25% 하위
25% 중위 50% 상위
25% 하위
25% 중위 50% 상위
25%
180 327 142 289 546 220 368 624
기후변화와 물관리
국내 물산업 현실
해외 진출 여부
아니오 (98.4%) 예 (1.1%)
진출 계획중 (0.6%)
아시아 (60.1%)
유럽 (7.2%) 미국 (13.7%)
중동 (3.9%) 기타 국가 (12.9%)
996 1,034 1,071 1,098 1,125
2 0 2 0 2 0 2 1 2 0 2 2 2 0 2 3 2 0 2 4
Source : GWI(2020) Waterdata ; 수자원공사(2020) (단위 : 조 원)
< 글로벌 물시장 전망 >
글로벌 물시장 규모
2020년 기준 세계 물시장 규모는 약 996조원으로 추정 2024년까지 연평균 3.4% 대의 성장을 기록할 것으로 전망
현재, 국내 기업의 해외 물산업 진출은 미진한 상태
신재생에너지, 에너지 효율성, 전력망 및 관련 시설 구축 필요 탄소중립을 위한 에너지 전환을 위해서는 130조 달러 규모 투자 필요 전망
에너지 전환을 위한 수력 발전용량은 현재대비 2030년 50%, 2050년 60% 증가 전망
에너지 전환에 따른 물-에너지 시장 확대
물산업 진흥 및 국가 발전을 위한 통합물관리 기술력을 제고하고 체계적인 전략 수립 필요
물산업관련 R&D 활동 여부
아니오 (83.7%) 예 (16.3%)
Source : Global Renewables Outlook(IRENA, 2020)
Source : 물산업통계조사보고서(환경부, 2020) 재구성
기후변화와 물관리
물관리 패러다임의 미래 방향 설정
국내 주요 정책 및 계획은 당시의 시대상과 경제 사회 여건을 반영
Source : 물관리 정책 120년사 일부 참조
변화하는 시대와 다가오는 미래 여건에 부합하는 통합물관리 체계 완성 필요
기후변화와 물관리
경제 개발기
1990s 1980s
1970s
1960s 2000s 2010s 2020s ~ Future
경제 성장기 선진국 진입기 선진국 정착기
경제 및 산업성장 중화학 공업 육성 인구∙도시 집중 용수∙에너지 수요 급증
대재난(홍수∙가뭄) 발생 하천환경과 수질오염 생태계보전 대책 NGO 댐개발 반대
기후변화와 대응 태풍(루사∙매미) 내습 하천수질 오염 심화 NGO 개발 반대 운동 심화
환경과 자원문제 심화
지식기반 사회 진전, 글로벌화 인구구조의 변화
과학기술 융합 가속화
수자원종합개발10개년계획 수자원장기종합개발계획(2차)
4대강유역종합개발계획 수자원장기종합계획(3차)
수자원장기종합계획(3-1차)
수자원장기종합계획(4차) 수자원장기종합계획(4-1차)
수자원장기종합계획(4-2차)
▪1960s : 경제계획전략부문으로의 수자원 사업 계획
▪1970s : 다목적댐 건설, 하천개수 등 수계의 일관된 개발
▪1980s : 치수방재시설, 국민생활향상, 산업기반조성
▪1990s : 수자원의 합리적인 개발과 효율적인 이용·관리
▪2000s : 삶의 질 향상을 위한 친수성,친환경 하천사업
▪2010s : 지속가능한 수자원, 기후변화 적응형 수자원 관리 태동
▪2018~: 물관리일원화, 통합물관리 시대 진입
물환경관리기본계획(1차)
제1차 국가물관리기본계획(20-40)
통합물관리 체계 완성
기후위기
Post COVID-19 빅데이터 탄소중립
저성장 시설 노후화
물-에너지 시장
스마트 인프라
물관리 패러다임 변화
수자원장기종합계획(4-3차)
물환경관리기본계획(2차) 물산업
육성방안 물산업
육성전략 스마트물산업 육성 전략 물산업육성
5개년계획
물관리기술및물산업진흥 기본계획
대 전제조건: 국민 모두가 공감하는 지금보다 나은 물관리
통합물관리 실천전략 수립
미래 지향적인 기후변화 대비 국가물관리기본계획 수립 (법령 및 계획 정비)
물관련 기존시설 재평가 및 합리적 조정(시설관리운영) 각 기관에 산재해 있는 물관련 정보의 통합운영(정보화) 국내 물산업 육성 및 해외진출 교두보 마련(산업화)
수량·수질의 통합관리 물공급 관리에서 물수요관리 중심
하천중심에서 유역중심의 물관리 Top-down에서 Bottom-up 방식의 협치 통합물관리의 핵심
유역조사 수문조사 기본계획
국토종합계획
수자원장기종합계획
유역종합 치수계획
댐건설 장기계획
수도정비 기본계획
지하수관리 기본계획
하천기본 계획
기후변화 시대의 통합물관리
통합물관리의 전제조건과 실천전략
No-Regret: 기후변화 대응을 위한 후회없는 방안 불확실성(Uncertainty)에 대한 명확한 개념 정립 이전 방식보다 복잡하지만다양한 가능성에 대비 과거의 경험으로 대응
할 수 있는 위험
위기가 올 때까지 모름 충격 진정 후 회복 가능 위기의 발생은 알지만시기는 모름
비가역적 충격으로 인해 인류 문명의 회복이 어려움
기후변화 시대의 물관리 패러다임 전환 : 탄력적 물관리 (Resilience)
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
제언1. 통합물관리 발전을 위한 정부의 역할 (법령 및 계획 정비)
물통합정책관(1.4조)
- 노후 상수도, 지방상수도, 광역상수도 등
- 하수관로, 하수처리장, 폐수처리 등
- 댐 운영관리, 댐 안정성, 치수능력증대 등
시설관리 운영 법령
계획
정보화 산업화
통합물관리 실천전략
합리 적 예산 계획
실천 전략 실행 통합물관리
실천전략 실행 부서
통합물관리 실천과제 실행 부서 마련
2022년 환경부 예산
물환경정책관(2.3조) 수자원정책관(0.4조)
산업 진흥을 위한 체계 수립 통합물관리를 위한 관계와 위상 정립
위원회의 기능 및 국가물관리계획의 실효성 확보
국가물관리위원회의 기능 및 역할 정립
낙동강 취수원 다변화 등 신규 사업 발굴 및 실행 통합형 물관리 사업, 탄소중립, 친환경 친수 사업 등 수자원 엔지니어링 산업 진출 기반 필요
통합물관리 정책의 국민 체감 정도 제고
국가 물관리의 제도적 기반의 보완 및 권한 확대 장관
2차관
1차관 환경
규제청 기후변화, 물
관리 등 대기, 바이오, 자원 등 수자원 환경부
관리 규제
환경 규제 전담
산업 발전 역량 강화
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
제언2. 수자원분야 탄소중립 목표 이행 : 리모델링 (시설관리운영)
관측 일 강우자료
미래확률강우량 산정 및 분석 A 2 시나리오 13개
G C Ms 일강우량 생산 ( 상세화과정 ) 강우빈도해석 확률강우량 산정 변 화 율 고려
강우빈도해석 확률강우량 산정
과 거 기 간 시
나 리 오
A2 Scenario Daily Rainfall
S0 S1 S2 S3
△X
₁ △X₂ △X₃
Past- ObservationRainfall
Past- Prob. Rainfall(P.P.R)
100 Yr. Freq.
28Yr.
120Yr.
S0 S1 S2 S3
Prob. Rainfall Increment Prob.
Rainfall (100 Yr. Freq.)
Future Prob.
Rainfall
(100 Yr. Freq.)S1 S2 S3
C riterion Yr.
S1 S2 S3
③ = ① × ②3 2 1
△X₁△X₂ △X₃
P .P.RP .P.RP .P.R
× 13 GCMs Observation
S 0 S 0 S 0
확률홍수량 산정 및 분석
설계 홍수위 산정 및 분석
유출해석
(Clark + MC)
범람해석
(HEC-RAS + GIS)
PMP
제내지 조도계수
PMF 산정
Case 분석 간소화 + 정량화
수정 PMF 산정방법 제안
Clark, Clark + MC 방법 적용
0 5000 10000 15000 20000 25000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Time(hr) Q (m3 /s)
Tc Tc, K, n , K, n 변화변화
modQP, PMF ? QP, PMF
국내외 PMF 산정사례 조사
제방월류– 지체저류 효과 규명
✓목표홍수량
✓설계홍수량
기존 댐 역할의 재평가와 최신화
과거 댐 개발은 미계측 지역 대상 수행 + 장기간 여건 변화 실측자료(저수율, 저수량, 유입량 등)분석 기반 수량 확보 재평가
유역의 용수 배분 계획의 검토
재 평 가 절 차
물공급의 효율성 제고 (Metaverse) 공급원 확보로 물공급 과정상 에너지 절약
탄소중립 목표 실현 기여 [섬진강댐] 건설 이전과 이후 역할
변화→ 유역내 댐 및 하천 연계 달라진 댐 역할에 따른 안정적 용수 공급 체계 수립
기존 용수 공급 및 수요 현황과 앞으로의 유역 여건 변화 반영 필요
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
제언3. 하천관리 일원화와 과제 (시설관리운영)
주요 지방하천의 국가하천 승격과 국가적 차원의 재정비 하천 관리를 위한 협력과 연계
하천의 유역 단위 통합관리 추진
<2020년 섬진강댐 하류 피해 및 당시 댐 운영 현황>
-국가하천의 수위 영향을 받는 지방하천 구간은
국가하천의 범주로 고려하여 정부가 일괄적으로 정비 필요 - 홍수 시 피해영향이 큰댐 직하류 등은국가하천 승격 필요
국가 하천 (정부)
제방보강필요구간 14.08%
제방신설필요구간 4.51%
제방정비완료구간 81.41%
지방 하천 (지자체)
제방신설필요구간 26.24%
제방정비완료구간
48.07%
제방보강필요구간 25.69%
Source : 한국하천일람 (국토교통부,2020)
국가 및 지방하천 관리 수준의 큰 편차 존재
지방하천에 대한 전반적 검토 필요
댐-하천의 연속성 및 연계성 고려한 유역 홍수 대응
하천의 부문별 관리에서 유역별 관리 방안 수립 하천관리를 위한 정부 지원 확대 및 수준 제고
원활한 하천관리를 위한 정부 및 지자체 간 협력
유역의 수량·수질·수생태 부문 연계한 통합관리 실천
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
제언4. 첨단 IT 기반 물관리 기술의 개발과 활용 (정보화)
인공지능 기반 물관리 기술 개발 디지털 트윈 기술 활용 제안
측정과 저장 분석과 응용 진단과 지원
모니터링
“물정보의 통합 : From Cloud to Human”
“기관별 · 부처별 산재한 물관련 정보”
수자원 발생 물정보 축적 생산과 가공 공급과 서비스
강수
지표수·지하수
생태계 유지 댐·보·저수지
가용 수자원
정보의 가공 소비자 서비스 제공
용수 및 제품 공급 재화 생산
관측Data
학습Data
인공지능 예측정보
머신러닝
딥러닝 구축
학습 입력
예측
전문가시스템
결정
트리 SVM
ANFIS…
…
CNN RNN…
국내·외 인공지능 기반 물관리 기술 개발 가속화
학습된 모형을 통해 즉각적·고해상도 예측 정보 생산 가능
국내 물정보 통합 관리 체계 구축
IT기술 발전에 따른 Digital Water 시대의 도래 : 통합물관리 기술 발전과 역량 제고를 위한 기회
12 3 4 56 7 8 9101112
0 100 200 300 400
10yr Ave Rainfall 2008 Rainfall
500 1000 1500 2000 2500 2008년 가뭄
Precipitation
서 울 강 북
강 동 서 초 관 악 구 로
은 평 0 1000 2000
0 1000 2000
0 1000 2000
0 1000 2000 0
1000 2000
0 1000 2000
0 1000 2000
물관리 정책의 의사결정 지원 기술 개발 필요 (싱가포르) Virtual Singapore 프로젝트
도시의 다양한 환경에 대한 영향 모의와 정책 반영
Virtual
Singapore(2021)
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
제언5. 국내 기업의 해외 물산업 진출 지원 (산업화) 국내 기업의 해외 시장 진출 활성화를 위한 프레임워크
국내 기업의 해외 시장 진출에 있어 국제적인 기준에 맞는 기술, 데이터 제공 및
관련 전문가 육성 해외 물산업 기술 플랫폼
해외기술데이터생산 해외기술데이터제공
해외물산업기술지원 해외기술데이터분석
해외물산업기술교육 해외물산업인력공급
물산업해외 데이터허브
해외 Insight물산업
제공
물산업해외 전문인력 양성
국내 기업의 해외 시장 진출 활성화를 위해 국내와 다른 행정 환경 적응 지원
(입찰, 계약, 금융, 법률 등)
입찰정보제공 우수기업지원
교육훈련 시장조사
투자및금융지원 네트워크구축
물산업해외 발굴
사업발주 사업발주
행정지원 발주처
플랫폼기술 행정
플랫폼
기술지원 물기업
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
해외 물산업 데이터 허브 구축
해외 물산업 데이터 허브
• 아시아, 아프리카, 중남미 128개국 자료 제공
• 강수량, 기상, 수문, 유역, 일반 현황, 수자원 분석, 북한 상세 33종 자료 제공
• 자료 조회, 도시, 기초통계치 분석 가능
• Ascii, tif, csv, shp 형태 총 70만 MB, 130억 건의 자료다운로드 서비스
• 연구대상 범위 전 지구로 확대 • 응용 데이터 자체 생산 및 제공
Hydropower
• AR6 기후변화 시나리오 구축
• 준 실시간 데이터 생산 및 제공 시스템 구축
미래 통합물관리 개선을 위한 제언
활용방안 일례 : 해외 수력 개발 가능지역 분석
구
분 국가
포장수력 (GWh /year)
수력 발전 비중 (%)
1인당 GDP (US $) 1 중국 6,083,000 14.8 6,807 2 인도 2,638,000 12.4 1,499 3 러시아 2,295,000 15.7 14,612 4 브라질 2,280,000 80.6 11,208 5 인도네시아 2,147,000 6.8 3,475 6 캐나다 2,067,312 59 51,958 7 미국 2,040,000 7.4 53,143 8 페루 1,577,000 55 6,660
9 콩고민주
공화국 1,397,000 99.6 454 10 콜롬비아 1,000,000 79.1 7,826
11 네팔 732,840 99.9 694
12 베네수엘라 731,374 68.5 14,415
13 일본 717,600 8 38,492
14 에티오피아 650,000 0.2 498 15 노르웨이 600,000 95.2 100,819
16 그린란드 550,000 - -
17 타지키스탄 527,000 98.8 1,037 18 파키스탄 475,000 29.9 1,299
19 이란 448,000 5 4,763
20 터키 433,000 22.8 10,946
· · ·
62 한국 51,777 0.9 25,977 출처: http://www.worldbank.org/
국가별 포장수력 현황
해외 수력발전의 개발 가능지역 파악 원거리 전력공급의 개선 및 극복 입지타당성 분석을 위한 기초 D/B 구축
및 활용기술 개발 국제개발기금의 자금조달 능력 확보
지역 맞춤형 토탈 솔루션 제공 세계 3대 포장수력 개발 가능지역
Congo, Dem. Rep.
Ethiopia
India
Indonesia Iran
Afghanistan PakistanNepal
Bhutan Myanmar Vietnam
Laos Tajikistan Kazakhstan
Kyrgyzstan Uzbekistan
Cambodia
Gabon
South Africa Zambia
Iraq
Madagascar Colombia
Peru Brazil
Argentina Bolivia
Paraguay Guyana Venezuela
Ecuador
Mozambique Cameroon
* 전력 공급지와 수요지의 거리는약 258~1,895km 티벳고원 중심
나일 및 콩고강 상류지역 아마존 및
파라나강 중심
해외 수력 시장 진출 대응 전략
