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[한국광해관리공단]광해방지사업 첨병…
세계 최고 기술력 확보 추진한다
광산배수 자연정화기술 등 5대 분야 선진국보다 우수
광해기술연구소설립…현장맞춤 실용화 기술개발 추진
이진수 기자  |  1004@energydaily.co.kr
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승인 2016.05.16  16:28:07
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[에너지데일리 이진수 기자] 한국광해관리공단은 지난 2006년 출범이후 광해방지사업의 효율적인 수행을 지원하기위한 광해방지기술 개발에 적극 나서고 있다.특히 한국광해관리공단은 현장맞춤 실용화 기술개발을 통해 효율적인 광해방지사업 추진을 광해기술연구소를 설립하고 광해방지 선도기술 개발 및 친환경 광산개발을 추진하는 한편 해외 광해관리시장에서 국제적 경쟁우위를 확보하기 위해 노력하고 있다.이 같은 연구노력결과 광해관리공단 광해기술연구소의 기술력은 미국, 독일, 영국 등 선진국 대비해 2006년 약 63%에서 2014년 기준 약 86%로 크게 향상됐다. 특히 광산배수 자연정화기술, 지반침하 자동화 계측기술, 토양개량 및 안정화기술, 광물찌꺼기 무해화기술, 3차원 광산GIS 구축 및 활용기술 등 5대 분야기술들은 선진국과 거의 동등하거나 더 우수한 것으로 평가받고 있다.한국광해관리공단 광해기술연구소 심연식 소장으로부터 5대 분야별 광해방지사업, 기술개발 현황, 전략 등에 대해 알아봤다.

   
 

▲중장기 광해방지기술개발 전략 수립

광산은 일반광산과 석탄광산으로 구분된다. 일반광산은 금, 은, 동, 연, 아연, 중석, 몰리브덴, 철, 망간 등의 금속광산과 석면, 활석, 사문석, 납석, 흑연, 장석, 규석, 고령토, 규조토, 석회석, 규사, 형석, 운모 등의 비금속광산으로 구분된다.

전국적으로 보면 일반광산 4,996개(금속광산 2,166개, 비금속광산 2,830개), 석탄광산 400개로 총 5,396개의 개발광산이 조사됐다.

5396개 광산 중 광해발생 가능광산은 일반광산 3409개(금속광산 1694개, 비금속광산 1715개), 석탄광산 321개로 확인돼 개발광산 대비 약 69%의 광산에서 광해가 발생될 가능성이 있는 것으로 나타났다.

이에 따라 한국광해관리공단은 현장맞춤 실용화 기술개발을 통해 효율적인 광해방지사업을 추진하고 있다.

특히 글로벌 무대에서 광해방지사업을 효율적으로 시행하기 위해서는 이를 뒷받침하는 광해관리 기술지식이 축적돼야 한다.

따라서 광해관리공단은 선도기술 개발로 친환경 광산개발 및 해외 광해관리시장에서 국제적 경쟁우위를 확보하기 위해 노력하고 있다.

이를 위해 광해관리공단은 광해방지기본계획에 따라 2007년부터 매 5년마다 중장기 광해방지기술개발 전략을 수립하여 체계적이고 종합적인 기술개발사업을 수행하고 있다.

‘1단계 중장기 광해방지기술개발전략(2007~2011)’을 바탕으로 수질, 토양, 광물찌꺼기, 지반침하 등 기술분야별로 본격적으로 다양한 원천기술 개발에 착수했다. 이어 ‘2단계 중장기 광해방지기술개발 전략(2012~2016)’에 따라 지속적으로 기술 개발 및 실용화에 노력하고 있다.

▲ 광산배수 자연정화기술

   
 
자연정화기술은 광산배수 특성에 따라 박테리아, 중력, 석회석 등 천연재료를 이용해 친환경적이고 경제적으로 정화하는 기술로 운영 유지비용을 최소화한 광산배수 정화공법이다.

자연정화기술의 고효율화와 적용성 확대를 위해 핵심 공정인 생물반응기, 알칼리공급조 등의 최적 구조를 개발하고 공정을 다양화해 수질특성에 적합한 효율적인 공정 배열 및 장기적인 유지관리 방안을 마련했다.

현재 광산배수 정화사업에 대부분 적용하고 있으며, 특히 유량이 많은 현장 등 현장 특성에 따라서 화학정화기술과 자연정화기술이 융합된 semi-active 기술을 적용하고 있다. 또한 국내 광산배수 자연정화사업 노하우를 바탕으로 말레이시아, 태국 등의 해외시장에서 기술협력 사업을 수행 중에 있다.

▲ 지반침하 자동화 계측기술

광범위하게 산재된 지반침하 위험지역을 효율적으로 계측하기 위해 광섬유 계측시스템, 미소진동 계측시스템, 지표수 및 지하수 유동 모니터링 시스템 등을 적용한 자동 계측기술이 개발돼 이를 ICT기술과 융합한 무선 네트워크 기반 지반침하 모니터링 시스템으로 활용되고 있다.

특히 미소진동계측 시스템은 지하 갱도의 낙반 발생 등 미세한 침하징후를 감지할 수 있으며, 광섬유 계측시스템은 광섬유 케이블 자체를 센서로 이용해 지반변위 및 온도를 측정할 수 있게 한 기술로서 광범위한 지역의 지반침하를 효율적으로 계측이 가능하다.

이러한 지반침하 계측기술에 ICT 기술(CDMA, 모바일 네트워크 등)을 접목한 원격 통합계측관리 분석시스템을 개발해 계측시스템의 원격제어 및 실시간데이터 분석·관리가 가능하다. 무극광산, 청양광산, 양지리광산 등 광산 지반안정성 계측조사사업에 적용하고 있을 뿐만 아니라 산사태 발생이나 교각, 빌딩 및 댐의 붕괴 등 재난방지 분야 등에도 적용 확대가 기대된다.

▲ 토양개량 및 안정화기술

광산지역의 중금속(비소, 카드뮴 등)으로 오염된 토양(농경지)을 오염특성에 따라 적합한 안정화제를 이용해 중금속의 이동성을 저감시키면서 작물재배 농경지로써의 기능을 유지하도록 하는 토양복원공법이다.

농경지의 오염특성에 따라 적절한 안정화제로써 비소 및 중금속의 이동성을 저감 혹은 불용화시키는 안정화공법과 안정화제 처리 후에 비오염토를 복토하는 개량법을 접목한 기술이다.

모든 토양복원사업에 적용되고 있으며, 농경지뿐만 아니라 중금속으로 오염된 산업단지, 제련소, 사격장 등의 부지에 적용이 가능하다. 공단에서는 안정화 공법 확립하는 한편 오염물질을 선별 처리할 수 있는 기술개발도 추진하고 있다.

▲ 광물찌꺼기 무해화기술

   
 
기존에는 광물찌꺼기를 단순 매립하는 차폐매립공법을 적용해 왔으나 최근 환경 문제에 대한 국민의 인식이 높아지면서, 2차 오염 우려 없이 유해 중금속을 근원적으로 제거하기 위한 기술이 개발되고 있다. 광물찌꺼기에 존재하는 유해중금속을 분리, 제거하고 남는 무해물을 골재나 토건재료로 재활용할 수 있다.

광물찌꺼기에 존재하는 유해중금속을 물리적 선별 및 화학적, 생물학적 처리방법으로 분리, 제거해 대부분의 광물찌꺼기를 무해화하는 기술은 무해화공정 중에 부가적으로 유용광물 회수도 가능한 기술로 해외에서도 많은 주목을 받고 있다.

현재 국내 광물찌꺼기처리사업에 대한 적용 뿐 아니라 키르기스스탄, 콜롬비아 등 해외에서도 광산개발에 따라 필연적으로 발생하는 광물찌꺼기를 무해화하기 위한 기술에 대해 주목받고 있다.

▲ 3차원 광산GIS 구축 및 활용기술

   
 
광산 및 광해관련 정보를 3차원 GIS로 체계적으로 구축하고 관련 기술을 개발해 광해방지사업의 효과적인 지원을 하고 있다.

광해 및 광산도면 정보에 대한 검색, 조회, 출력기능 등 기본적인 기능은 물론이며, 3차원 GIS분석을 통한 의사결정지원과 같은 고급기능 역시 활용 가능하다. 특히 갱내도를 3차원으로 구축하는 기술은 국내는 물론 해외(유럽)에서도 특허를 출원해 그 기술력을 인정받고 있다.

또한 광산 주변 갱도의 단면분석 및 3차원 갱도에 위치정보 분석을 통하여 지반침하 위험도 분석, 수질오염물 이동분석 등 광해방지사업 추진에 활용 가능할 뿐 아니라 터널, 도로설계 등 SOC 사업 추진 시 참고자료로 활용되고 있다.

광해관리공단은 GIS기반 광해방지사업 설계지원기술 개발 등 ICT 융합 신기술 개발을 추진중이다. 특히 이 같은 광해방지 분야별 핵심기술을 중심으로 자립기술역량을 강화하고 현장맞춤형 실용화기술개발을 중점 추진하는 한편 광해관리기술의 국가표준(KS)과 국제표준(ISO) 제정을 추진하고 있다.

이를 통해 광해방지사업의 효율성을 극대화시키고 해외 광해시장에서 글로벌 경쟁력을 제고한다는 전략이다. 이와 관련 2014년에는 그간 기술개발사업 성과 및 사업노하우를 바탕으로 광해분야 최초로 국가표준(KS) 3건이 제정됐다.

■인터뷰
광해기술연구소 심연식 소장
“광해방지선진화 핵심은 5대 분야 실용화기술개발”
   
 
“사전예방안전관리 기술육성? 광해관련 지식 축적”

 “광해방지 선진화를 위한 광해방지기술개발 전략의 핵심은 광해방지 5대 분야 실용화기술에 대한 지속적인 개발이다”

광해기술연구소 심연식 소장은 이같이 강조하며 “5대 분야 이외에도 앞으로 중점적으로 고려해야 할 부분은 국가적으로 주요이슈가 되고 있는 국민안전을 위한 종합재난관리기술”이라고 설명했다. 또한 향후 10년을 내다보는 관점에서 기술의 새로운 수요를 대비해야 한다고 밝혔다.

심소장은 또 광해로 인한 피해 발생을 방지하기 위해서는 무엇보다 광해방지기술개발이 중요하다고 강조했다.

심소장의 설명에 따르면 최근 미얀마 북부에서 발생한 폐광된 옥광산 붕괴사고로 가옥 50여채 이상이 파괴되고, 100여명 이상이 사망했다. 브라질에서도 제르마누 철광산의 2개 댐이 무너져 최소 7명이 사망하고 12명이 실종됐다.

또한 캐나다 Mount Polley 구리(금)광산의 광물찌꺼기 적치장 붕괴로 중금속이 포함된 폐수 1000만m3 및 슬러리 450만m3 (셀레늄, 비소 등)이 호수 및 강으로 범람하는 사고도 발생했다. 이 사고는 캐나다 역사상 가장 큰 환경 재앙 중 하나로 지적되고 있다.

심 소장은 “광해방지사업이 완료됐다고 해서, 재난으로부터 안전하다고 볼 수 없다”며 “국민 안전과 직결되는 광해부분은 지속적으로 예측, 사전예방 안전관리 기술을 육성해야 할 것”이라고 주문했다.

그는 “이러한 기술은 광해방지 5대 분야 ICT 융합 기술을 기반으로 할 것”이며 “현장 상황을 더욱 신속 정확하게 파악할 수 있는 드론을 활용하는 실용기술 개발도 필요할 것”이라고 밝혔다.

심 소장은 기술개발 전략에 있어서 중요 요소로서 장래의 새로운 수요인 북한지역의 광해문제를 꼽았다. 헌법상으로도 우리의 국토에 해당하는 북한지역의 광해문제를 남의 일로만 치부할 수는 없기 때문이다.

심 소장에 따르면 북한 석탄생산량은 현재에도 남한의 최고 생산량인 1986년 2425억3000만톤보다 많은 2660만만톤(2012년 기준) 이상의 석탄을 채탄하는 등 광업활동이 활성화돼 있다. 노천채굴 작업을 적용할 경우에는 훨씬 더 많은 폐석이 생성 될 것으로 추정된다. 또한 심각한 광해를 유발하는 금속광산 광물찌꺼기 발생량은 20억톤이 넘을 것으로 추정된다.

개발과정에서 심각한 환경문제를 발생시키는 IT산업 필수재료인 희토류의 경우 북한 매장량이 2000만톤 이상에 달하고 있다. 따라서 현대 인류의 필수 금속을 생산하기 위해서는 광해방지기술이 전제돼야 한다는 게 심소장의 지적이다.

심소장은 “희토류 매장량이 충분히 확보되더라도 생산을 위해서는 오염저감 기술이 필수적”이라며 “이러한 기술은 단기간에 개발되지 않기에 장기적인 기술개발전략으로 접근해야 한다”고 제시했다.

그는 또 “광해관리공단에서는 관련 산학전문기관과 함께 오는 2018년까지 3개년 동안 ‘희유금속 광물의 회수 소재화 및 오염저감 기술 실증화’사업을 추진 중”이라며 “희토류는 현세대뿐만 아니라 차세대 첨단기술에서도 필수 재료인 만큼 장기적으로 꾸준한 기술개발 투자가 필요하다”고 덧붙였다.

심 소장은 “장기적인 안목에서 한반도의 완성도 높은 광해방지사업추진을 위해서는 기술개발사업에 지속적인 투자확대가 필요한 시점”이라며 장기적이고 지속적인 투자를 통한 광해관련 지식재산 축적을 거듭 강조했다.  

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