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Korea Institute of Ocean Science & Technology

무한한 가능성을 위하여 해양심층수연구센터

  • 조회 : 8378
  • 등록일 : 2010-10-14

7번 국도를 타고 통일전망대를 향해 북으로 북으로 올라가다보면 해안가 바로 옆에 어촌 동네와 어울리지 않는 건물이 눈에 띄인다. ‘무언고?’ 하고 길따라 가보면 막다른 도로...

그곳에 우리나라 최초로 해양심층수를 개발한 해양심층수 연구의 메카인 ‘해양심층수연구센터’가 자리잡고 있다. 

  

본래의 연구터전인 대전 해양시스템안전연구소를 떠나 강원도 고성에 자리잡은 연구센터는 2001년에 컨테이너 1동으로 출발하였으나, 현재는 대지 2200평에 행정동을 겸한 연구동 1동과 수산 및 산업화 연구를 위한 실험동 2동, 그리고 아담한 규모의 홍보관을 건설하여 우리나라 해양심층수 연구와 실용화를 견인하고 있다.

‘해양심층수=김현주’라는 공식을 만들어 버린 김현주 센터장, 동해 곳곳의 해양심층수 수질특성을 머리에 그리는 수질분석 전문가 문덕수 책임연구원, 빨대로 해양심층수를 취수하는 취수전문가 정동호 선임연구원이 해양심층수연구센터 초석을 다진 인물들이다.

해양심층수를 생수와 소금, 미네랄과 각종 첨가물로 분리하는 이승원 연수연구원, 열유체 유동을 해석하여 해양심층수로 전기를 생산하는 이호생 연구연구원, 연구원들의 애로사항을 해결하고 행정지원하는 이종순 행정원, 여자 빼곤 모두 고치는 ‘함가이버’ 함용극 기술원, 육지보다 배 위에서 자는 게 더 편하다는 조사전문가 함윤호 연구원, 캐드에서 해수농법까지 능숙능란한 김영석 연구원, 해삼들을 잠못이루게하는 김아리 연구원, 연구원 가운보다 배달원 가운이 더 잘 어울리는 수질분석 전문가 김원태 연구원, 미세한 성분까지 찾아내는 수질전문가 최미연 연구원, 신출내기 정현지 인턴연구원이 불철주야 해양심층수의 산업화 연구에 매진하고 있으며, 최근에는 행정베터랑 심민보 책임기술원까지 가세하여 힘을 보태고 있다.

 

그야말로 해양학에서 해양공학, 식품공학, 기계공학까지 다양한 분야 전문가로 구성되어서, 해양심층수가 융?복합 연구주제라는 것을 그대로 보여준다. 어느 누구 하나도 빠져서는 안 될 귀중한 자원이다.

대양의 축소판이라는 동해는 국내학자는 물론이고 세계적인 해양학자들의 뜨거운 관심을 받아왔지만, 동해를 연구하는 공학자들과 바다를 삶의 터전으로 삶아 생활하는 어부에게는 거칠고 위험하기만 한 ‘먼 바다’였다.

그러나, 김현주 박사는 1999년부터 동해 깊은 바닷속에 꽁꽁 숨겨져 있던 해양심층수를 어떻게 꺼내어서 이용할지를 고민해 왔으며, 마침내 2000년에 ‘해양심층수의 다목적 이용’ 기획연구를 통하여 해양심층수의 무한한 개발 가능성을 확인하고 본격적인 연구에 착수했다

 

하지만, 그 시작은 너무도 초라하고 힘들었다.

인력이 부족하여 김현주 박사와 연구보조원 2인이 한팀이 되어 해양조사와 수질분석까지 1인 3역을 소화해야만 했었다.

그러나 각고의 노력 끝에 우리나라 동해역 중에서 강원도 고성 해역이 수심 200m까지 최단거리임을 확인하고, 고성해역을 중심으로 우리나라 동해 전역에 대한 수질조사 분석결과 , 우리나라 동해역은 3ⅹ10 19 톤의 무한한 양의 청정 해수자원인 ‘해양심층수 자원’이 부존한다는 사실을 학계에 보고하였다.

 

마침내 동해심층수가 새로운 해수자원으로 등장하게 된 것이다. 이후 해양심층수 자원의 산업화를 위해, 다양한 적용 분야를 탐색하고 연구를 시작하였는데, 먹는물 뿐만 아니라 농업, 수산, 음료, 식품, 해양환경 개선 등 여러분야에 활용할 수 있다는 확신을 가지게 되었다. 그러나, 해양심층수의 개발과 이용을 실증하기 위해서는 전문적인 연구시설 확보와 해양심층수의 연속적인 취수가 필수적이었다.

 

 

마침내 2005년 강원도 고성군 죽왕면 해역 인근에 부지 2200평의 ‘해양심층수연구센터’ 건설하고, 수심 300m와 500m로부터 일일 2000톤의 해양심층수를 뽑아 올릴수 있는 취수관 시설을 갖추게 되었다.

바야흐로 본격적인 해양심층수 연구를 진행될 수 있는 기반이 갖추어진 셈이다.

2005년에는 국내 8개 기업(애경, 현대약품 등)과 공동으로 해양심층수를 이용한 제품 개발 연구를 수행하여, 해양심층수가 다양한 산업제품의 원료로 활용될 수 있다는 산업화 가능성을 거듭 확인하였다.

그러나 연구기반이 갖추어지고 연구성과의 우수성이 부각되면서 ‘해저암반수’, ‘해양심청수’, ‘심해수’ 등 위조 해양심층수 제품이 하나둘씩 모습을 드러냄으로써 사회적 문제가 대두될 조짐이 보였다.

이에 따라 센터는 해양심층수 산업의 지속적인 성장발전을 위해 법률 제정의 필요성을 절실히 느낀바, 관계기관 및 전문가 그룹과의 공동연구를 통해 국토해양부가 ‘해양심층수 개발 및 관리에 관한 법률’을 입안하도록 지원하였고, 2008년에 법령이 시행되게 하였다.

현재는 이 법령에 의거하여 공인기관으로부터 검증된 해양심층수를 이용한 제품만이 인증마크를 부착하고 판매하게 함으로써 유사 해양심층수 제품의 생산자체를 원천봉쇄하고 있다.

현재 해양심층수연구센터가 국토해양부로부터 ‘해양심층수 수질검사’공인기관으로 지정받아 해양심층수 제품의 신뢰성을 담보하는 기능을 수행하고 있다.

 



2005년에 해양심층수연구센터가 개소한 이후 현재까지 총 8개 업체/기관이 해양심층수 개발 허가를 받아 관련 사업을 진행하고 있다. 대부분 업체는 먹는 해양심층수 제조업에 집중하고 있으며, 일부 업체는 농축수 등을 이용한 식품첨가재료로 활용하기도 한다.

최근 들어 기후변화 등 지구환경 문제로 인하여 전 세계적으로 ‘식수난’이 심각한 문제로 부상되고 있다. 

해양심층수는 청정하면서도 무한하기 때문에 인류의 물 부족 문제를 해결해 줄 수 있는 대안이 될 수 있다. 비록 현재는 해수담수화에 대한 경제성 때문에 상수공급원으로 활용되지 못하지만, 기술개발을 가속화하여 경제성을 향상시킨다면 해양심층수를 상수도로 공급받을 수 있을 날도 멀지 않을 것으로 기대된다.

센터는 이를 위하여 해수담수화막 개발을 위한 연구를 꾸준히 진행해 왔다. 그 결과로 해수중의 이온성분중 특정 성분을 투과시킬 수 있는 RO-NF(역삼투-나노필트) 복합막을 개발하였으며, 아직 그 연구 결과를 상용화시키기 까지는 여러 단계가 남았지만, 기능성 복합막을 국내 자체기술로 개발하여 상용화하기 위한 기반을 마련하였다는데 그 의미가 아주 크다. 

 

 


해양심층수는 연중 2도 이하의 저온 상태로 안정되게 유지되지만, 요즘 전 세계 바다는 수온상승으로 몸살을 앓고 있다. 동해바다도 예외가 아닌데 한해성 수산 어종인 명태 종자가 없어진지는 오래전 이야기이며, 수산업은 거의 전멸 상태이다.

 

이런 관점에서 해양심층수는 청정성과 저온성을 활용하여 다양한 수산어종을 축양하고 양식하는데 활용할 수 있다. 센터는 안산본원 연구원과 공동으로 한해성 수산어종의 축양, 양식기술 연구에도 착수하여, 뚝지, 강도다리, 대구 등 한해성 고급어종의 배양기술을 개발하는데 성공하였다.

 

현재 해양심층수연구센터 북측 바로 옆에 강원도 해양심층수수산자원연구센터가 건설중인데, 센터의 연구결과가 동해 한해성 수산자원 확충에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

 

한편 동해안의 백화현상도 수산자원이 고갈되는 중요한 원인 중의 하나로 지목되고 있는데, 해양심층수 배출수를 활용한 해조장 조성연구도 활발히 진행되고 있다.

 

해양심층수연구센터에서 취수된 해양심층수는 다양한 목적으로 활용된 후 인근 암반지역으로 배출된다. 이러한 배출수는 고영양염 성분을 포함하고 있기 때문에, 해조류가 성장하는데 비료로 이용될 수 있다.

 

현재까지 연구된 결과에 의하면 해양심층수 배출수 효과로 인하여 실험해역의 해조류가 대조구에 비하여 약 30% 정도 더 생산성이 뛰어난 것으로 조사되었다. 이러한 연구결과가 향후 해양심층수를 이용한 해조장 조성 및 기초생산력 증대 연구로 확대된다면, 이산화탄소 저감 효과라는 부차적인 효과까지 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

 

 

연구센터에서는 2010년도부터 해양심층수의 저온성을 이용하여 전력을 생산하고 냉난방 에너지로 활용하는 ‘해양심층수의 에너지 이용 기술 개발’연구를 착수하였다.

 

화석연료의 고갈 문제로 신재생 에너지 개발이 핫 이슈로 부각되는 시점에서 청정 무한 자원인 해양심층수의 열에너지 연구는 고무적이지 않을 수 없다.

 

연중 2도 이하의 수온을 안정되게 유지하는 해양심층수를 열교환을 통하여 직접 냉방에 활용하기도 하며, 열펌프를 활용하면 건물 냉난방에 모두 적용이 가능하다.

 

센터에서는 해양심층수연구센터 건물에 60RT(약600평) 규모의 해수냉난방 시설 실증실험을 위하여, 핵심 원천기술인 신소재 열교환기 개발, 친환경 고효율 냉매 개발, 탠덤형 열펌프 개발 등을 수행중에 있다.

 

기술개발이 완료될 경우 강릉녹색시범도시에 1000RT 규모의 해수냉난방 시설을 확대적용할 계획이다.

 

해수열 온도차발전은 기화점이 낮은 냉매를 활용하여 표층수 혹은 발전소 배출수를 이용하여 기화시키고, 해양심층수를 이용하여 냉각시키는 사이클을 반복하여 터빈을 구동하여 발전하는 원리이며, 발전효율 75%를 목표로한 고효율 터빈발전기 개발, 친환경 신소재 냉매 개발, 사이클 개선 연구등을 진행중이다. 이 외에도 대용량 취수를 위한 대구경 취수관 설계, 해상형 해양온도차발전 구조물 설계 기술 등에 관한 연구를 통해 해외 해수자원 개발을 위한 기반 연구를 수행중에 있다.

 



신기한 바닷물에서 시작된 연구는 먹는 바닷물로, 이제는 ‘발전’까지 하는 바닷물로 진화하고 있는 해양심층수. 하지만 해양심층수연구센터 직원들은 지금부터가 시작이라는 굳은 의지로 연구실을 들어선다. 한정된 화석원료가 아닌 후손들이 무한하게 사용할 고귀한 자원임을 다시 한번 명심하면서.....

 
2010-10-14 

 

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2021-06-17