가성비 벽에 막힌 ‘서해안 미세먼지 차단벽’ 실험

입력 : ㅣ 수정 : 2018-07-15 17:59

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기술 있어도 실현까지 산 넘어 산
과학기술연, 고압분사·대형송풍
모의실험 땐 저감효율 18~65%
월드컵 분수대 실험 땐 10% 로 뚝
해안선 확대 하면 설치비 수조원
투자 대비 효과 낮아 실행 못 옮겨
미세먼지 차단벽의 모델이 된 서울 영등포구 선유도공원의 ‘월드컵 분수대’. 서울신문 DB
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▲ 미세먼지 차단벽의 모델이 된 서울 영등포구 선유도공원의 ‘월드컵 분수대’. 서울신문 DB

국책연구기관이 서해안에 대규모 ‘미세먼지 차단벽’을 만드는 아이디어를 내 관심을 모은다. 중국발(發) 미세먼지를 막을 수 있는 획기적인 방안으로 모의실험까지 진행했지만 비용 대비 효과가 낮은 것으로 나와 결국 실행에 옮기진 못했다.
한국에너지기술연구원 연구팀이 모의실험용으로 만든 미세물입자 분사장치. 국가과학기술연구회 제공

▲ 한국에너지기술연구원 연구팀이 모의실험용으로 만든 미세물입자 분사장치. 국가과학기술연구회 제공

15일 국가과학기술연구회에 따르면 미세먼지 집진기술 전문가인 박현설 한국에너지기술연구원 박사팀은 올 초 ‘중국발 미세먼지 차단벽 구축기술 개발’이라는 제목의 보고서를 제출했다. 미세먼지 차단벽은 대형 고압분사기(워터젯)로 바닷물을 쏘아 올리거나 바닷물을 작은 구멍으로 통과시켜 미세물입자로 만든 다음 대형 송풍기로 밀어올려 인공 구름을 만드는 방식이다. 연구팀은 높이 20m짜리 긴 막대기 모양의 모의실험 기구를 만들어 미세먼지 제거 효과를 분석한 결과 먼지 저감효율이 18~65%로 나타났다.

연구팀은 이런 연구결과를 바탕으로 서울 영등포구 선유도공원의 ‘월드컵 분수대’를 미세먼지 차단장치로 설정하고 분석을 시작했다. 월드컵 분수대에는 소요 전력이 1.1㎿인 물펌프 3개가 설치됐고 분당 31t의 물을 높이 200m까지 분사한다. 건설 비용은 78억원이었다. 분석 결과 가로 200m, 세로 200m의 면적에 수분이 공급돼 높이 200m 아래를 통과하는 기류에 포함된 미세먼지 92%를 줄일 수 있다는 결론을 얻었다.

연구팀은 서해안에 월드컵 분수대와 같은 대형 고압분사기를 설치하는 방식으로 계획을 구체화했다. 그러나 30㎞ 길이의 해안선에 분사기 150기를 설치하면 PM10(지름 10㎛ 이하의 미세먼지) 기준으로 서울지역 미세먼지 10%가량을 줄이는 것으로 예측됐다. 미세물입자를 대형 송풍기로 밀어올리는 방식도 50m 높이의 구조물을 사용해도 저감 효과가 7%에 그쳤다.

더 큰 문제는 비용이었다. 고압분사기 방식은 1조 8000억원, 미세물입자 송풍 방식은 2조 3000억원의 막대한 시설비가 들어갈 것으로 분석됐다. 필요 전력은 각각 330㎿, 750㎿였다. 330㎿는 중형 화력발전소 1기가 생산하는 전력량과 맞먹는다.

연구팀은 비용 대비 효과를 인정받으려면 시설비는 1500억원 이하, PM10 저감효과는 30% 이상이어야 한다고 봤다. 연구팀은 “미세먼지 저감 효과 대비 비용이 너무 많이 들어 연구를 계속 진행하는 게 바람직하지 않다는 결론에 이르렀다”면서도 “미세먼지 차단벽 기술은 환경안보 차원에서 반드시 필요한 기술이어서 향후 혁신적인 기술 방안을 확보했을 때 언제든지 재개할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

이번 연구를 통해 외부에서 한반도로 유입되는 미세먼지의 68%는 중국발 미세먼지인 것으로 나타났다.

특히 고도 2000m에서는 외부 유입 미세먼지의 75%가 중국발 미세먼지였다. 서울은 외부 미세먼지 중 중국 영향이 70%, 북한은 11%였다. 광주도 중국발 미세먼지 비율이 69%나 됐다. 대체로 한반도 서쪽 지역이 중국의 영향을 많이 받았다. 부산은 중국발 미세먼지 비율이 57%로 가장 낮았다. 그러나 일본발 미세먼지가 29%로 일본 영향을 가장 많이 받는 것으로 분석됐다.

정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr
2018-07-16 12면
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