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융합연구리뷰
ISSN : 2465-8456

도시 물 관리 시스템 국내외 적용사례 및 시사점, 폐열 에너지를 전기로 변환하는 열전발전기술

도시 물 관리 시스템 국내외 적용사례 및 시사점, 폐열 에너지를 전기로 변환하는 열전발전기술

2018_융합연구리뷰_8월호.pdf(9.81MB) 발간일 : 2018-08-07 저자 : 이호선, 김기현

도시 물 관리 시스템 국내외 적용사례 및 시사점

최근 4차 산업혁명의 핵심기술인 빅데이터 기반 ICT 기술을 접목하여 실시간으로 정보를 수집하고 처리하는 통합 물 관리 시스템을 개발하여 운영 중에 있다. 또한 지난 20여 년 간 국토부와 환경부 등에서 분담해 온 물 관리 업무가 20185물 관리 일원화 3이 통과되면서 일부 업무를 제외한 나머지 업무가 환경부로 통합화되었다. 이렇듯 물 관리 통합에 대한 기술적, 정책적 관심이 뜨겁다.

이에, 본 호 1부에서는 도시 물 관리의 개념과 국내 및 해외 활용 사례를 살펴보고자 한다. 또한, 물 관리 시스템 관련 기술 및 정책 동향을 살펴보고 이를 기반으로 우리나라 시스템의 한계 및 시사점을 도출하고자 한다. 도시 물 관리는 기능적으로 물 공급, 물 환경, 물 재해 문제로 구분된다. 국내외 물 공급 측면에서는 ICT 기술 기반의 지능화된 물 관리 기술인 Smart Water Grid에 대한 다양한 시도들이 이루어져 왔다. 또 물 환경 측면에서는 수질 측정 및 관리 시스템 개발, 물 재해 측면에서는 홍수 및 가뭄 관련 정보를 분석하고 대응하는데 필요한 시스템 개발이 이루어지고 있다. 각 분류별로 다양한 활용 사례가 존재하지만 기후변화, 도시개발, 인구이동 등의 이슈에 따른 체계적인 물 관리 시스템 구축을 위해서는 분야별 전문기관에 의한 지속적인 정보의 생산과 연계가 이루어져야 한다.

본 호를 통해 도시 물 관리의 분류 별 기술 동향을 살펴보고 향후에 우리나라가 물 관리 일원화와 기술개발을 이뤄내어 수자원의 효율적인 배분과 관리체계를 구축하기를 기대해 본다.

 

폐열 에너지를 전기로 변환하는 열전발전기술

기후변화로 인해 전 세계적으로 폭우와 폭염과 같은 이상기후가 나타나고 있다. 이에 대응하기 위해 세계 각국에서는 온실가스 배출 감축을 위한 정책적인 노력을 기울이고 있다. 주요 에너지원인 화석연료는 매장량에 한계가 있으며 온난화에 큰 영향을 미치고 있어 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 대체 에너지로 주목받았던 태양광과 풍력 등의 재생에너지원의 경우 환경적 영향으로 인한 불안정한 공급과 신뢰성에 대한 이슈가 있어 최근에는 버려지는 에너지를 재활용해 전력을 생산하는 열전발전기술이 대안으로 주목받고 있다. 열전발전기술은 열원이 존재하는 경우 24시간 발전이 가능하며 구동부가 불필요해 구조가 간단하고 유지보수가 편리하다.

이에 본 호 2부에서는 열전발전기술과 열전발전 시장 및 기술 동향에 대해 알아보고자 한다. 열전발전기술의 근간인 열전효과는 온도 차이로 전류가 유도되는 제백효과와 전기에너지가 열에너지로 변환되는 펠티어효과로 분류된다. 열전발전기술의 핵심 부품은 열전소자로 우주항공 분야, 자동차, 산업 현장 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 기술개발은 열전소자의 특성을 가늠하는 지표인 무차원 성능지수 값을 높이기 위한 연구들이 열전소자 특성의 주요 인자인 열전재료별로 이루어지고 있다. 하지만 대부분의 열전소재는 독성 원소들을 활용하고 있어 상용화를 위한 기술 확보에 적극적인 지원이 필요하다.

본 호로 열전발전기술의 이해와 대체 에너지로서의 가능성을 재고할 수 있기를 기대해 본다.