해마다 대한민국 땅의 3분2의 가까운 60ha가 사막으로 변해가는 등 전 세계적으로 물부족난이 심각한 수준이다.

UN은 전 세계적으로 물 부족 국가 20개국을 선정했는데 우리나라도 그 중에서 하나에 속해 향후 물부족 현상을 해결하기 위한 방안마련이 시급한 실정이다. 우리나라가 물부족 국가로 선정된 것은 기후와 지형적 영향이 크다.

우선 연간 강수량의 3분의 2가 여름에 집중적으로 내리는 한편 하천의 깊이가 얕아 물을 많이 담아 두지 못하기 때문이다.

물부족 해결의 대안 ‘해수 담수화’

이처럼 물은 인간을 포함해 생명체가 살아가는데 없어서는 안 될 존재다. 지구의 70%가 물로 차지하고 있는데 왜 물부족 현상이 발생할까? 누구나 한번쯤 궁금해 볼만한 문제다.

이유는 이렇다. 지구상에 존재하는 물의 97.5%는 바다이고 나머지 2.5%만 민물이다.

그나마 민물의 70% 가량은 남극 대륙이나 그린란드의 만년설 등에 있는 빙하이고 나머지도 대부분 땅 속에 있거나 우리가 사용할 수 없는 형태로 존재하고 있다.

우리가 이용할 수 있는 민물은 지구상에 있는 전체 물 중에서 고작 0.007% 밖에 안 되며 그나마 세계 각 나라에 골고루 분포돼 있지 않고 일부 지역 또는 특정국가에 몰려 있다.

상황이 이렇다 보니 사람들은 물부족 현상을 극복하기 위해 바닷물에 눈을 돌리기 시작했다.

바닷물은 3.5%의 소금기(염분)를 포함하고 있는데 염분은 0.05%까지 낮추면 물을 마실수 있는 것으로 알려져 있다.

이처럼 바닷물의 염분을 낮춰 민물로 바꾸는 것을 ‘담수화’라고 한다. 실제 사막이 많은 지중동지역 등 일부 나라에서는 이미 바닷물을 담수화해서 식수나 생활용수로 사용하고 있다.

바닷물을 담수화하는 대표적인 방법은 바닷물을 끓여 소금기만 남기고 수분은 증발하는 원리를 이용한 것을 들 수 있다.

현재 중동 등에서 가동되고 있는 담수화 시설의 80%가 이 방법을 사용하고 있다.

또 다른 방법은 가정에서 사용하는 정수기 필터처럼 물은 통과시키지만 물에 녹아 있는 각종 물질등은 통과시키지 않는 특수한 막을 이용해 소금기를 걸러내는 방법이다. 바닷물을 얼려서 수분의 결정이 생기는 것을 이용해 물고 염분을 분리해 내는 방법도 간혹 사용하고 있다.

어떤 방법이든 바닷물을 민물로 바꾸는데는 열이나 전기 등 상당히 많은 에너지를 필요로 한다. 열이나 전기 에너지를 만들려면 석유, 석탄, 천연가스 등 화석연료를 사용해야 한다.

현재 전 세계에서 바닷물을 민물로 바꾸는 시설에 화력발전소 2000만KW에 해당하는 화석연료가 사용되고 있다는 것으로 추정된다.

하지만 화석연료들은 매장량이 한정돼 있다는 이유로 갈수록 바닥을 드러내고 있는데다 지구 온난화로 인한 환경문제까지 겹쳐 마음대로 쓰기가 갈수록 어려워지고 있다.

원자력을 이용한 해수 담수화 연구개발 활발

이 같은 문제를 해결하기 위해 원자력을 이용해 바닷물을 민물로 바꾸려는 연구가 진행되고 있다. 원자로의 핵분열 연쇄반응에서 얻은 뜨거운 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 대신 바닷물을 끓여서 민물로 바꾸는 방법이다.

원자력을 이용한 바닷물 담수화 연구는 국제원자력기구(IAEA)를 중심으로 1990년대부터 시작됐다. 이 방법은 기술적으로나 경제적으로 상당히 전망이 밝은 것으로 연구결과 나왔다.

지금도 우리나라를 포함한 세계 여러나라 과학자들이 원자력을 이용해 민물을 대량으로 만들려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

바닷물을 민물로 바꾸기 위해서는 기존 원자력발전소에 설치된 원자로보다 크기가 작은 중소형 원자로를 사용해야 한다.

우리나라는 1997년부터 원자력발전소에서 전기를 만들어 내는 대형 원자로를 개량해 전기도 일부 생산하면서 바닷물을 민물로 바꿀 수 있는 다목적 중소형 원자로 ‘스마트(SMART)’를 개발하고 있다.

스마트는 원자로 1개로 하루에 전기 9만KW를 생산하면서 4만톤의 바닷물을 민물로 바꿀 수 있는 다목적 원자로다.

이 정도면 인구 10만명 정도인 도시에 전기와 물을 동시에 공급할 수 있는 규모로 이 스마트가 성공적으로 개발되면 인도네시아 같은 섬나라와 중동, 아프리카 국가들의 물 부족 문제를 해결해 줄 것으로 기대를 모으고 있다.

이에 따라 우리나라 뿐만 아니라 많은 나라들이 원자력을 이용한 바닷물의 담수화 기술을 개발하는데 몰두하고 있다.

우선 모로코는 중국이 개발중인 소형 원자로에서 하루 8000톤의 마실 물을 만들어 내는 시설 도입을 검토하고 있으며 중국은 산동반도의 다롄(大連)에 하루 15만톤의 바닷물을 민물로 바꾸는 원자로의 건설을 계획하고 있다.

러시아도 바다의 얼음을 깨는 쇄빙선용으로 개발한 소형 원자로를 개조해 바닷물을 민물로 바꾸는 플랜트를 구상하고 있다.

원자력연 관계자는 “물 부족현상을 해결해 줄 구원투수로 전 세계가 원자력에 주목하고 있다”면서 “값싼 전기를 제공하고 있는 원자력이 이젠 인류의 물 부족 문제를 해결해 줄 희망이 되고 있다”고 말했다.