◎ 도서소개

세계 인구 및 물 수요는 급격하게 증가하고 있으나 지구 전체의 수자원양은 거의 변함이 없어서 1인당 사용 가능한 물의 양의 감소 및 물과 관련된 환경피해는 갈수록 가속화 될 것이며, 최근에는 수소가스 및 바이오에탄올 등 대체에너지 생산을 위한 물이용의 증가가 더욱 커질 것으로 전망되고 있어 우리나라와 같이 식량 및 에너지 등을 외국에 크게 의존하고 있는 국가의 경우 물 부족이 더욱 심화될 수 있습니다.
또한, 기후변화로 인해 수자원 수급 불균형과 수질오염 문제가 심화되면서 가용 용수의 양이 줄어들어 앞으로 물 부족 문제가 점점 심화될 것으로 전망되고 있으며, 기후변화로 인한 이러한 물 부족 문제에 선제적으로 대응하기 위해서는 사용한 물을 다시 사용하여 수자원을 확보하는 것이 하나의 해결 방안이 되고 있습니다.
이에 따라 기후변화 및 물 위기에 대한 효과적 대응과 성장동력 발굴 관점에서 스마트 물 관리 시스템 구축과 핵심기술 등 새로운 생태계 조성이 중요하다 할 수 있으며, 물은 지금까지 기능별·시설별, 개별적으로 계획 및 관리하고 있으나 앞으로는 유역단위 유기체로 통합적으로 연계성이 있게 관리되어야 할 것으로 보입니다.
스마트 물 관리 체계에 있어서도 자원의 통합, 분배의 공평, 기능 간 연계 관점의 설계와 지원기술 확보가 중요하며, 정보통신 기술의 발전 등 기존의 확보기술을 통해 기존의 물 관리 체계를 혁신하고 새로운 부가가치 창출을 위한 연구개발이 중요하다 할 수 있겠습니다.
이에 본원에서는 각 연구기관과 국내·외 민간연구소의 자료ㆍ데이터 및 정부의 정책 자료를 분석 정리하여 「스마트 물산업 육성전략과 주요국의 수처리 기술개발 동향」을 발간하게 되었습니다. 본서 1편에서는 기후 및 환경변화에 따른 수자원 현황을 정리하였으며, 2편에서는 물산업의 시장전망과 수처리 기술개발 동향을 수록함으로써 이와 관련된 업체 분들에게 다소나마 유용한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

◎ 목차

제1편 기후변화와 수자원 

제1장 기후변화와 물산업 현황
1. 기후변화와 환경
1) 이상기후 발생 현황
(1) 한반도 기후변화 전망
(2) 기후변화에 따른 수자원 전망
가. 연평균 기온 및 연강수량의 변화 전망
나. 기후변화로 인한 현행 빈도강수량의 변화 전망
(3) 2050년 우리나라 기후변화 영향
(4) 전세계 기후변화 전망
2) 지구 온나화에 따른 영향
(1) 지구온난화의 대표적 징후들
(2) 전지구 평균기온의 지속적 증가
3) 기후변화 협약과 그 영향
(1) 해외 동향
(2) 국내 동향
4) 온실가스 배출현황 및 대응방향
(1) 우리나라 국가 온실가스 배출현황
(2) 기후변화대응을 위한 정부 추진 정책

2. 기후변화 산업과 물 적응산업
1) 기후변화 적응산업과 적응시장
(1) 기후변화 적응산업의 정의와 범위
가. 기후변화 적응산업의 정의
나. 적응산업의 범위
(2) 민간부문의 기후변화 적응에의 참여 필요성
(3) 세계 기후변화 적응산업 시장
가. 세계 기후변화 적응산업 시장
나. 주요 국가의 기후변화 적응산업 시장
다. 우리나라의 기후변화 적응산업 시장
2) 물 관리 부문 적응산업의 발굴과 시장 동향
(1) 물 관리 부문의 기후변화 영향과 적응수요
(2) 물 부문의 기후변화 적응산업
가. 해수담수화 산업
나. 물 재이용 산업
다. 상하수도 산업
라. 스마트워터 그리드
마. 수질모니터링 시스템
바. 비점오염원 저감시설
3) 물 환경 비전
(1) 2030년의 사회ㆍ환경 변화
가. 2030년 세계 전망
나. 경제ㆍ사회 변화
다. 기후변화의 영향
(2) 물 환경 정책의 현재와 미래

제Ⅱ장 환경변화와 수자원 현황

1.물산업의 생태계 현황
1) 환경변화와 물 패러다임
(1) 글로벌 환경 변화와 물 위기
가. 새로운 성장 동력 산업
나. 일정 수준의 물 확보 권고
다. 기후변화에 의한 강우의 편중성 증가와 가용 수자원의 부족
(2) 우리나라 물 문제
(3) 물 관리 패러다임의 변화
가. 물의 포괄적 통합 관리 대상으로 인식
나. 자원 측면의 물관리
다. 물 관리 패러다임 변화
2) 물산업 정책 및 기술 동향
(1) 해외 정책 및 기술 동향
가. 주요 선진국의 통합 물 관리
나. 스마트 물 관리 체계로의 전환
다. 물의 복합성을 고려한 상호보완성 연구
라. 스마트 그리드 기술
(2) 국내 정책 및 기술 동향
(3) 산업 동향 및 기술수준 비교
(4) 시장현황 및 전망
3) 스마트 물 관리 생태계
(1) 스마트 물 관리의 개념
가. 융합기술을 통한 물관리 기술의 혁신과 스마트화
나. 물에 대한 환경과 생태 문제
다. 물 관리 시스템 구추과 핵심기술
라. 스마트 물 관리 체계와 요소 기술
마. 기존 물 관리 체계의 혁신화
(2) 스마트 물 관리 시스템
(3) 주요 고려사항

2. 수자원 현황
1) 세계의 물 현황
(1) 지구의 물 부존량
(2) 지구의 물의 순환
(3) 미래의 물 전망
가. 심각해지고 있는 세계의 물 문제
나. 미래의 물 전망에 대한 예측
(4) 국가별 수자원 현황
가. 1인당 이용 가능한 수자원량 (Renewable Water Resources)
나. 물 빈곤지수(WPI : Water Poverty Index)
(5) 국가별 물 사용량 지표 (물 발자국)
2) 우리나라의 물 현황
(1) 수자원 부존량
(2) 가용수자원량
(3) 강수 및 유출 특성
가. 강수 특성
나. 유출특성 변화
(4) 수자원 이용현황
(5) 장래 물 수급 전망
3) 수도사업의 여건변화 전망
(1) 사회ㆍ문화ㆍ환경 여건 전망
가. 인구 및 가구 구조 변화
나. 생활 문화의 변화
다. 환경 변화
(2) 공공정책의 미래 전망
가. 정부운영 패러다임 변화
나. 복지 수요의 증가와 확대
다. 물 수요관리 활성화
(3) 경제 및 산업분야 미래 전망
가. 거시 경제 및 산업구조 전망
나. 물 산업 전망
(4) 상수도 수요 및 공급 전망
가. 인구 전망
나. 유수율
다. 급수량 원단위
라. 상수도 수요 예측
마. 용수수급 전망
(5) 북한 상수도 여건 및 전망
가. 북한 상수도 여건
나. 통일 이후 전망
4) 환경친화적 수자원 개발과 관리
(1) 환경친화적 댐 건설과 관리
(2) 댐 이용활성화
가. 추진배경
나. 유형분류
다. 추진실적 및 향후계획
(3) 환경친화적 수질개선 시설물 운영
가. 부유물 차단망
나. 물순환시스템(수중폭기설비) 운영
(4) 댐·보 상류지역 생태습지 조성 및 관리 (수생식물 재배지 설치)
가. 설치목적
나. 처리원리
다. 설치현황
(5) 하천 어류보전을 위한 어도 설치 운영
가. 설치목적
나. 설치·운영 현황
5) 수자원을 활용한 신재생에너지
(1) 국내 신재생에너지 현황
가. 발전원별 설비용량 및 발전량 현황
나. 신재생에너지 발전원별 설비용량 및 발전량 현황
(2) 신재생에너지 자원 잠재량
가. 전체 잠재량
나. 국내 수력 잠재량
다. K-water 신재생에너지 현황
(3) 신재생에너지 보급 전망
가. 제2차 에너지기본계획
나. 제4차 신재생에너지 기본계획

제2편 스마트 물산업 

제1장 스마트 물산업과 육성전략
1. 스마트 물 서비스의 개요와 동향
1) 스마트 물 서비스산업과 관리기술
(1) 배경과 기본개념
가. 배경
나. 기본개념
(2) 필요성
가. 수자원 환경변화
나. 도시화 및 메가시티의 건설
다. 물-에너지 연결문제 (Water-Energy Nexus)
라. 고품질의 물 서비스 요구 증대
(3) 스마트 물관리의 기술
가. 국외 스마트 물관리 정보시스템
나. 국내 스마트 물관리 정보시스템
2) 국내ㆍ외 기술현황 및 시장동향
(1) 국외 연구동향 및 사례
가. 미국
나. 호주
다. 유럽
라. 싱가포르
마. 이스라엘
(2) 국내 연구동향 및 사례
(3) 시사점

2. 국내외 물산업 현황 및 전망 분석
1) 국내 물산업의 동향
(1) 국내 주요 동향
가. 물산업 현황
나. 물기업 동향
다. 정책 동향
(2) 국내 물산업 발전 방안
2) 세계 물산업 동향
(1) 세계 물산업 트렌드와 물산업 전략
가. 해외 물시장 규모
나. 세계 물산업 트렌드
다. 선도국가의 물산업 전략
(2) 미국의 물산업 동향
가. 미국의 수자원 관련 정책 및 법령
나. 기업들의 시장진출 현황
(3) 아시아 물산업의 동향
3) 해외 주요 국가 물산업 시설 사례분석
(1) 미국
(2) 싱가포르
(3) 호주
(4) 일본
(5) 중국
4) 물산업 시장 전망
(1) 세계 물 시장 규모와 전망
(2) 물산업 분야별 시장 규모와 전망
가. 부품 및 소재
나. 상수 및 하수시장
다. 담수화시장
라. 산업용시장
마. 물 재이용시장
바. 먹는 샘물시장
(3) 국내 물시장의 현재와 향후 전망(2025년)
(4) 수출유망 품목
가. 파이프
나. 펌프
다. 밸브
라. 막
5) 주요국의 부품ㆍ소재시장 현황과 전망
(1) 중동 지역
가. 사우디아라비아
나. 아랍에미레이트
다. 쿠웨이트
라. 카타르
마. 요르단
바. 터키
사. 오만
(2) 북아프리카 지역
가. 알제리
나. 이집트
다. 리비아
라. 튀니지
(3) 동남아시아 지역
가. 베트남
나. 말레이시아
다. 인도네시아
라. 필리핀

3. 스마트 물산업 육성전략
1) 개요
(1) 추진배경 및 필요성
(2) 글로벌 물시장 동향 및 국내 여건
가. 글로벌 물시장 동향
나. 국내 여건 및 물기업 실태
다. 시사점
2) 물산업 육성전략
(1) 물기업 기술경쟁력 강화 및 해외진출 지원시스템 구축
가. 시장 수요 연계형 R&D 지원
나. 맞춤형 실증인프라 및 성능확인체계 구축
다. 우수기술·제품 사업화 지원 및 수요 창출
라. 현지맞춤형 지원 및 동반지출 활성화
(2) 지속가능한 물이용 기반구축을 위한 물 新시장 창출
가. 물 재이용 활성화를 통한 기술혁신 촉진
나. 스마트 인프라 구축 및 스마트 물관리 기술력 확보
다. 대체수자원 개발 및 수출 전략산업으로 육성
라. 물-엔너지-자원 연계 등 연관산업 육성 및 수출전략화
(3) 물산업 혁신을 위한 제도적 기반 조성
가. 물산업 육성을 위한 제도적 기반 확충
나. 상하수도 운영·관리 효율롸 및 전문성 강화
다. 물산업 전문인력 양성 및 창업 지원
라. 물산업 관련 기술 브랜드화
마. 범정부 물산업 컨트롤타워 구축·운영
3) 기대효과
(1) 총괄
(2) 일자리 창출
4) 추진 계획 및 참고 사항
(1) 추진 계획(기본방침)
가. 물산업 육성 진흥체계
나. 과제별 세부 추진계획 수립 및 이행상황 점검
다. 과제별 추진일정 및 소관부처
(2) 참고 사항
가. 국가 물산업 클러스터 조성사업 개요
나. 상하수도 인프라 투자의 경제적 효과
다. 세계 물시장 규모 및 분야별 성장률
라. 해외 선도국가의 물산업 육성전략
마. 물기업 및 발주처 목소리 (애로ㆍ요구사항)
바. 국내 물시장 규모 및 물기업 현황
사. 그간의 국내 물산업 육성정책
아. 권역별 물산업 랜드마크 구축
자. 물-에너지-자원 연계모델 (Water-Energy Nexus)

제Ⅱ장 수처리 공정기술과 기업동향

1. 수처리 산업의 기술 및 기업 동향
1) 수처리 산업의 개요
(1) 수처리 산업의 구분
(2) 수처리 기술의 중요성
(3) 수처리 기술의 진화
(4) 수처리 기술의 적용 부분 및 현황
가. 적용 부문
나. 적용 현황
2) 주요 수처리 기술 동향
(1) 상ㆍ하수 처리기술
(2) 담수화 기술
3) 세계의 수처리기업 동향
(1) Worrell Water Technologies (미국)
가. 조수 차와 미생물로 생태 정화 시스템 실용화
나. 리빙 머신 물 절약
다. 옥상정원의 리빙 머신
(2) Voltea B.V. (네덜란드)
가. 적은 에너지로 물을 정화
나. Ben&Jerry's 아이스크림 공장의 에너지절감에 기여
다. 네덜란드를 먹여 살릴 혁신기업으로 선정
(3) 웰시 (일본)
가. 잊혀져있던 물, 지하수
나. 지하수 관련 비즈니스 회사
다. 100m 지하수를 5단계로 정수
라. 기존 수도요금에서 34% 절감 가능
마. 재해 현장에 정수시설을 제공하며 사회적 책임도 실천
(4) 암콘 (일본)
가. 나선형 탈수기 방식 개발
나. 기술독자 개발
다. 기업정신
라. 신흥 시장 진출
(5) IED Technologies (이스라엘)
가. 담수기술 개발
나. 이스라엘 정부 프로그램
다. 해외 시장 진출
라. 세계 일류 기업으로 성장
(6) Trojan Technologies (캐나다)
가. UV 수처리 방식
나. 지속적인 R&D 투자와 기술개발
다. 전략적 M&A
라. 사업 확장
(7) Agbar (스페인)
가. 세계적인 수처리 기업
나. Ice Pigging 기술 개발
다. 슬러지 처리기술
라. 상하수도 관리 소프트웨어 개발
마. 전 세계 800여개의 수처리 시설 보유
(8) Cometas (덴마크)
가. 에너지 절약
나. 녹색 산업 강국
다. 해외 시장
(9) WABAG (오스트리아)
가. 막여과 기술 MBR (Membrane Bioreactors)
나. 신흥 시장 공략
(10) 텅위환경보호유한공사 (중국 칭다오)
가. 폐수처리 수요
나. 칭다오 납염폐수처리 전문 시설
다. 오수처리기술 연구 개발
(11) Passavant Impianti (이탈리아)
가. 무기성 폐수 처리 기술
나. 아시아 시장 진출 추진
(12) ItN Nanovation AG (독일)
가. 특수 제작된 CFM 정화시스템 개발
나. 설비 용이
다. 높은 성장 잠재력 보유
라. 효율적인 폐수처리시설의 선도 역할
(13) Kurion (영국)
가. 수자원낭비 방지 장치 개발
나. 도시광산업
다. 미검증 신기술 도입
(14) Phytorestore (브라질)
가. 필터 정원
나. 수처리 시장
(15) Degremont (프랑스)
가. 수처리 기술
나. 해외프로젝트
(16) Hyflux (싱가포르)
가. 수처리 기업
나. 국제인증을 획득한 막여과 제품 개발
다. 국내외 담수화 프로젝트
라. 가정용 수처리 제품개발
마. 해외시장
(17) 샹다환바오 (중국)
가. 물산업 시장
나. BOT방식과 신기술수요 이용
다. 하이테크 오수처리설비시장

2. 분리막 여과 개론
1) 분리막 여과 정의 및 특징
(1) 분리막 여과 정의
가. 장점
나. 단점
(2) 분리막의 특징
가. MF 특징
나. UF 특징
다. NF 특징
라. RO 특징
2) 분리막 공정 운전방식과 분류 방법
(1) 분리막 공정 운전방식
가. 순환여과
나. 전량여과
다. 정유량 여과방식
라. 정압 여과방식
(2) 분리막 분류 방법
가. MF, UF 분류
나. NF, RO 분류
3) 분리막 재질별/형태별 특징
(1) 분리막 재질별 특징
가. PES (Polyethersulfone)
나. PVDF (Polyvinylidene fluoride)
다. PTFE (Polytetrafluoroethylene)
라. PA (Polyamide)
마. CA (Celluloseacetate)
바. PAN (Polyacrylonitrile)
사. PP (Polypropylene)
아. PE (Polyethylene)
자. PS (Polysulfone)
차. PVA (Polyvinylalcohol)
카. Ceramic
(2) 분리막의 형태별 특징
가. 관형막 모듈 (Tubular module)
나. 평막 모듈 (Flat sheet module)
다. 중공사 모듈 (Hollow fiber module)
라. 나권형 모듈 (Spiral wound module)
4) 분리막 소재 분석현황
(1) 산업환경 분석
가. 산업특징 및 구조
나. 경쟁 환경
다. 전후방산업 환경
(2) 시장환경 분석
가. 세계시장
나. 국내시장
(3) 기술환경 분석
가. 기술개발 트렌드
나. 주요업체별 기술개발 동향
다. 기술인프라 현황

3. 역삼투막의 원리와 공정 기술
1) 역삼투막 개요
(1) 역삼투 원리
(2) 역삼투막에 의한 용존염 제거의 기본개념
가. 선택흡착-모세관유동메카니즘
나. 수소결합모델
2) 역삼투막의 이용분야와 모듈
(1) 역삼투막의 이용분야
(2) 역삼투막 모듈의 종류와 특징
가. 역삼투막의 소재
나. 모듈의 종류와 특징
다. 역삼투공정의 설계 및 운전
3) 역삼투막 공정 기술
(1) 역삼투막을 이용한 해수담수화 기술의 현황 및 미래
(2) Forward Osmosis(FO) 막을 이용한 수자원 확보
가. FO막 기술 소개
나. 정삼투막 기술 현황
다. 정삼투 기술의 한계
라. 정삼투 기술의 미래
(3) Pressure retarded osmosis(PRO) 막을 이용한 에너지 생산
가. PRO 기술 소개
나. PRO 기술 현황
다. PRO 기술의 한계
라. PRO 기술의 미래
(4) FO와 PRO막 및 모듈의 개발동향

4. 멤브레인의 기술 개요와 산업 현황
1) 기술 개요
(1) 정의
(2) 멤브레인/분리막의 분류
가. 재질에 의한 분류
나. 구조에 의한 분류
다. 기공크기에 의한 분류
라. 사용용도에 따른 분류
2) 산업 현황과 시장 규모 및 전망
(1) 산업 현황
(2) 시장 규모 및 전망
가. 역삼투막
나. 나노여과막
다. 한외여과막/정밀여과막
라. MBR (Membrane bioreactor)
3) 주요 기술 개발 동향
(1) 정밀여과막 기술
가. 정밀여과의 기술 개요
나. 정밀여과용 세라믹막 소재
다. 정밀여과용 고분자막 소재
(2) 기체분리용 고분자 멤브레인 기술
가. 기체분리막의 원리
나. 기체분리막 소재 개발 동향
다. 기체분리막의 응용 동향
라. 기체분리막 관련 국내외 개발동향
(3) 세라믹 멤브레인 기술
가. 다공성 세라믹 멤브레인
나. 나노 기공 구조제어 기법
다. 세라믹 멤브레인의 응용 기술
라. 세라믹 멤브레인 향후 전망

제Ⅲ장 해수담수화 기술동향과 시장전망

1. 해수담수화 기술 개요와 동향
1) 개요 및 필요성
(1) 개요
(2) 해수담수화 필요성
2) 담수화 기술의 현황
(1) 담수화 기술의 역사
(2) 기존의 담수화 기술
가. 증발법
나. 결정법
다. 역삼투막법
라. 전기투석법 (ED: Electrodialysis method)
(3) 전기흡착식 담수화 기술
3) 차세대 해수담수화 기술 연구
(1) 차세대 해수담수화 기술 종류, 기술현황 및 전망
가. 정삼투(Forward Osmosis) 기술
나. 막증류(Membrane Distillation) 기술
다. PRO(Pressure Retarded Osmosis, 압력지연삼투) 기술
(2) 국내 차세대 해수담수화 기술개발현황 및 동향
가. Forward Osmosis 기술
나. Membrane Distllation 기술
다. Pressure Retarded Osmosis 기술
4) 글로벌 해수담수화 시장현황 및 전망
(1) 시장 현황 및 전망
가. 글로벌 물산업 시장 현황 및 전망
나. 해수담수화 시장 현황 및 전망
(2) 국내 해수담수화 플랜트 현황
(3) 국내외 해수담수화 기술수준
가. 해수담수화 기술수준
나. 해수담수화 생산단가 전망
다. 국내 기업의 기술수준 및 격차
(4) 해수담수화 주요국 진출여건
가. 사우디아라비아
나. 아랍에미리트 (UAE)
다. 쿠웨이트
라. 오만
마. 카타르
바. 이란
사. 이스라엘
아. 알제리
자. 모로코
차. 중국
(5) 해수담수화 추진 시 국내외 문제점
가. 부산 해수담수화 사업 및 논란
나. 미 캘리포니아 해수담수화 주요 반대 사유

2. 국내외 해수담수화 기술비교 분석현황
1) 해수담수화 기술개요
2) 기술 개발현황
(1) 역삼투 공정 해수담수 기술 현황
가. 재래식 트레인 설계
나. 역삼투 공정의 새로운 설계
다. 새로운 신공정
(2) 국내 역삼투방식 기술 개발현황
가. 해수담수화 플랜트 사업단
나. 공정고도화 연구단
다. 정ㆍ역삼투 연구단
라. MD/PRO 연구단
(3) 국내외 연구개발 인프라 분석
가. 국내외 최고 기술보유 업체/(연구)기관 현황
나. 국내 전문기관 현황
3) 연구개발과제 구성 및 추진전략
(1) 기술개발을 위한 전략
가. 해수담수화 기술개발 추세
나. 해수담수화 시장의 기술 변화에 대한 대응전략
(2) 연구개발 과제 구성
가. 기술개발분야 조사 결과
나. 연구과제 수요조사 결과
다. 기술 수준 분석

3. 해수담수화 플랜트 국내외 동향 및 환경 분석
1) 국내외 정책동향
(1) 국내 정책동향 및 추진현황
가. 정책동향
나. 중대규모 해수담수화사업 추진현황
(2) 국외 정책동향
가. 아랍에미레이트 (UAE)
나. 사우디 아라비아 (KSA)
다. 호주 (Australia)
라. 중국 (China)
2) 국내외 시장현황 및 전망
(1) 국내 담수화 시장 현황
가. 예측하지 못하는 기후변화에 따른 수자원 확보의 필요성 급증
나. 대체 수자원 확보 기술 중 해수담수화 기술에 대한 수요 증대
(2) 국외 담수화 시장 현황
가. 국외 해수담수화 플랜트 기술 및 시장 현황
나. 지역별 해수담수화 시장 현황분석
(3) 신재생에너지 융합 해수담수화 플랜트 현황
(4) 해수담수화 시장변화에 따른 국내의 대처
가. 해수담수화 기술 변화에 대한 국내의 대처 및 기술현황
나. 국내 기술개발 수준
다. 국내 기술의 해수담수화 시장에서의 경쟁력
3) 특허 및 기술 동향
(1) 관련 특허 동향 분석
(2) 관련 기술 동향 분석
가. 해수담수화 시장에서의 에너지 저감
나. 경쟁력 강화를 위한 에너지 저감
다. 신재생에너지를 활용한 해수담수화 플랜트 기술 동향