| 2차년도 |
- 주관연구기관(성균관대학교):○ 수운영 시스템 운영·유지관리 효율향상 및 고도화를 위한 스마트워터그리드 기술 적용방안 연구 ○ AMI 기반 수운영 시스템 실시간 물수요 정보 정밀분석 기술 개발 - 협동연구기관(인천대학교):○ 소비자 지향형 물정보 양방형 정보 운영·유지관리 지원 플랫폼 설계○ 물수급평가 프로그램을 활용, 다중수원의 가용수량 예측 정보 체계 구축○ 수자원 최적 가용수량 산정 및 활용을 위한 의사결정지원 모듈 설계- 협동연구기관(한국계면공학연구소):○ 에너지 비용 절감, 약품사용량 절감, 유지관리비 절감 등의 동시만족을 위한 다중수원 활용 물 생산 시설 운영의 다기준 최적화 기법 개발○ 용수공급 실증시설의 지능화, 운전 제어, 성능예측 기술 개발- 협동연구기관(이산):○ 개발도상국 지역별 현지조사 및 시장분석을 통한 비즈니스 모델 확보○ 인프라 구축 및 운영관리 현황연구를 통한 기술적용 가능성 및 진입절차 분석○ 국가별 산업, 정책·규제환경, 확보가능 재원검토를 통한 진출전략 수립- 위탁연구기관(국민대학교):○ 대상지역 물 수요 및 수자원 확보 현황분석
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- 주관연구기관(성균관대학교):○ 스마트워터그리드 연구단 선행개발기술의 연계활용을 위한 평가, 선별, 통합 및 이를 통한 패키지 구성방안 도출 - 스마트워터그리드 연구단 선행개발기술 분석？ O&M 고도화를 위하여 활용가능한 기술 선별 ？ 적용대상 기술 우선순위 평가 ？ 적용대상 기술 통합 및 체계화 - 스마트워터그리드 연구단 선행개발기술을 활용한 O&M 패키지 구성방안 도출 ○ 상수도원단위, 용수사용 패턴분석을 위한 통계분석- 용수사용 패턴분석 ？ 상수도 원단위와 실시간 용수사용 패턴 분석 ？ 용수사용 패턴의 유형 그룹화 및 원인규명 - 용수사용 패턴분석에 대한 통계분석 ？ 사용자 정보와 용수사용 패턴과의 상관관계 분석 ○ AMI 기반 실시간 수요기반 물 공급망 운영데이터 수집 - AMI 기반 수운영 시스템 데이터 수집 및 DB화 ？ 기존 인천시 상수도 사업본부 AMI 데이터 수집 ○ 기존 시설 분석 및 개선점 도출 - 기존 AMI 기반 수운영 시스템 운영결과 분석 ？ 데이터 수집율, 정확도, 효율성, 신뢰성 등 평가 ？ AMI 기반 운영 시스템 활용처 (수도사업자) 의견수렴을 위한 설문조사 - 개선점 도출 - 협동연구기관(인천대학교):○ 물부족 위험 평가 시스템의 운영, 유지관리 지원을 위한 수자원 플랫폼 고도화○ 가용수량산정을 위한 의사결정지원 모듈 고도화 설계○ 소비자중심의 SWG 기술 및 서비스 만족도 향상을 위한 양방향 정보연결 기반 사용자 수용성 향상 기술 개발 (APP, SNS 등) ○ 양방향 정보공유 및 사용자 서비스 제고를 위한 정보 서비스 플랫폼 운영 실증화- 협동연구기관(한국계면공학연구소):○ 에너지 비용 절감, 약품사용량 절감, 유지관리비 절감 등의 동시만족을 위한 다중수원 활용 물 생산 시설 운영의 다기준 최적화 기법 개발- 에너지 비용 및 약품 사용량 절감 방안 마련- 유지관리비 절감 방안 마련？ 문헌고찰 및 기초자료 조사？ Water blending에 따른 SWRO 절전 운전 기술 로직 구성○ 용수공급 실증시설의 지능화, 운전제어, 성능예측 기술 개발- 물 생산 시설 공급량 산정 ？ 다중수원 활용 지능형 물 생산시설 공급량 산정기법 개발 및 적용 - 협동연구기관(이산):○ 대상지역 물 수요 및 수자원 확보 현황분석- 용수생산 및 공급체계, 수요처에 대한 공급 상황검토를 통한 물부족 상황 파악 및 필요 수자원량 분석- 개발도상국의 취약한 물관리 시스템, 지역적/계절적 편중으로 불균등한 물의 공급 및 수요 갈등상황 분석○ 인프라 구축현황 분석 및 진입절차 확인- 인프라 구축 및 운영관리 현황 연구를 통한 적용가능한 수자원, 수처리, 정보통신기술 등 스마트워터그리드 기술정보 디렉터리 구축필요- 신규 및 기존 운영되고 있는 인프라 구축현황분석을 통한 시설개선 및 장래 개발될 수 있는 스마트워터그리드시스템 적용을 위한 도입절차 분석필요○ 사업화를 위한 비즈니스 모델 개발- 시장수요 및 기술적용 가능성 분석을 통하여 사업화전략 수립 후 사업의 구체화를 위한 대상지역의 경제성, 정책적 및 사회·환경적 요소 분석- 스마트워터그리드 시스템 구축을 위한 재원확보 방안 및 단계별 투자계획 등을 수립·검토하여 해당 사업의 비용 효과성 및 효율성을 확보할 수 있는 기반 마련 - 이러한 결과를 토대로 물관리기술 해외진출 플랫폼의 구축과 운영전략을 제시하여 물산업 해외진출 발판마련- 위탁연구기관(국민대학교):○ 대상지역 물 수요 및 수자원 확보 현황분석
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 수자원 관리에서 수처리, 관망, 물 수요관리 등 종합적 수자원 서비스 기술 확보 - 장래 수자원 및 물산업의 패러다임에 부합한 설계기술, 기후변화, 유역의 통합 물관리, 물순환 변동이 고려된 표준 설계 기술을 확보하고, 신기술개발에 따른 타기술 분야의 응용 - 다중수원 경제적 선택취수 기법을 활용하면 원수로서 이용될 수원의 다변화를 확보할 수 있으며, 원수의 수질오염 및 공급관로의 사고 대처능력을 확보할 수 있음. - 실시간 다중수원 물 활용 프로그램으로 용수의 공급과정에서 발생하는 가격 상승 및 난점이 해결 될 수 있음. - 해외 물 부족 국가 및 국내 물 부족 지역의 물 문제 해결을 위한 기술경쟁력 향상 - 고도화 공정 운영에 대한 검증 및 평가를 통한 연구자료 축적 - 시스템 고도화를 통한 최적 O&M 기술 확보로 기술적인 문제 발생 빈도를 줄이고, 빠른 문제대응 이 가능 - 다중수원을 활용한 수처리 기술은 국내는 물론 국외에도 개발된 사례가 미비한 선진 기술로 분류 되고 있으며, 특히 고도화 기술은 전세계적으로 연구개발 사례가 전무함.
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제적ㆍ산업적 측면 - 경쟁력 있는 글로벌 물시장 진출 기반 마련과 기술 수출, 수입 대체 효과 - 관련 중소기업 육성 및 중소 규모 건설사 해외진출 기반 마련을 통해 강소기업으로 육성 - 워터루프시스템을 구축한 산업인프라가보됨으로써 산업적 파급효과가 기대되며 이를 활용한 인력과 비용을 절감할 수 있음 - 저에너지, 저비용, 고효율화를 위한 O&M 기술 및 재해에 강한 물 생산 시스템 개발 - 개발 기술의 패키지화를 통한 동남아 및 중동지역 수출 및 수입대체효과 창출 - 안정적인 용수공급에 대한 국민적 편익 증대 등의 파급효과는 비용절감 및 부가가치 창출외에도 국민의 행복감 또는 생활만족도에 대한 효과 발생이 가능 - 기존 수처리 공정의 문제점인 단일 수원의 사용, 단일 목적에 의한 수처리 공정의 단점(저효율, 고비용의 처리 공정)을 극복 - 고도화 및 최적 O&M 기술을 통한 물 생산 비용 절감 - 수용가의 수질 조건을 만족하는 맞춤형 용수 생산을 위한 수처리 조합공정의 설계 및 운영기술을 개발을 통한 수요자의 요구사항에 적합한 수원을 안정적 공급 - 실증시설 고도화 실적을 통하여 향후 사업화 연계를 위한 초석 마련 - 기술이전 및 실용화/사업화를 통한 매출 실적 창출○ 사회적 측면 - 설계, 시공, O&M, 관련 설비 등 각 분야별 기업의 물 분야 Total Solution 제공 능력 제고로 동반 성장 창출 - 수자원의 지역적, 시간적 불균형을 해결할 수 있기 때문에 물수급으로 인한 지역간 갈등을 해결하고 개인 및 국가의 물복지를 달성 - 양방향 정보연결 기반의 정보 공유 및 지능형 정보서비스로 소비자의 알권리를 충족시키고 물 공급의 신뢰도 확보 - 취수에서 수용가까지 감시 및 제어를 통해 용수공급에 대한 선진화와 서비스의 신뢰회복 - 지역내 다중수원을 활용한 도서지역의 상수도 보급으로 상수도 서비스의 지역간 격차 해소 - 지역적·산업적 측면에서 수원 공급의 안정성 확보 및 생산 단가 절감을 통한 국가적인 측면의 국민의 삶의 질 향상 및 국민(소비자)에 대한 상수도 신뢰성 개선
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| 활용방안 |
○ 기술개발에서 사업화로 연결되는 과정에서 가장 필요한 운영관리 기술(O&M)을 고도화함으로써 EPC와 O&M을 결합한 토탈 솔루션을 패키지 형태로 확보함으로써 시장 진입 기반 마련 ○ ICT 기술을 기반으로, 영세한 국내 물산업 기반을 견인할 수 있는 융복합 기술 분야로, 창조경제 구현, 중소기업 육성에 기여 가능○ 국내 지자체에서 운영하고 있는 소규모 및 마을상수도 등 용수공급 인프라 중 노후시설의 개량 및 고도정수처리 시설 도입 사업 등에 활용이 가능하며, 미급수 지역(농촌, 도서지역 등) 생활용수공급 사업으로 신규로 설치되는 소규모 시설로서 활용 가능 ○ 기술수요국 대상 국제협력을 통해 개발도상국 시장진출을 위한 차별화된 접근방법 제시 및 향후 해외 사업화 연계가 가능 ○ 공적개발원조(ODA) 사업 추진시 수원국 요구에 의해 진행되는 상수도 확충 분야에서 소규모 시설로서 적기에 설치가 가능하며, 사전타당성조사(F/S)시에도 연구 성과를 토대로 지속가능한 원조계획 수립 가능○ 소비자 지향형 수운영 시스템 운영·유지관리 지원 플랫폼을 개발하여 수자원 가용량, 물 사용량, 기후변화 정보를 운영자 및 소비자에게 제공이 가능○ 양방향 정보연결을 기반으로 한 지능형 정보 서비스 및 어플리케이션을 개발하여 정보 공유 및 사용자 수용성 제고와 시간대 및 지역별 물 사용량 증감에 따른 물 배분의 효율화가 가능○ 물수급 평가 또는 강우-유출 해석 프로그램이 대규모 유역(중권역 또는 대권역 등) 단위로 해석이 가능하며, 일반적으로 홍수시의 흐름 해석뿐만 아니라 강우시 물의 흐름, 가용수량 산정 등에도 주안점을 두어 이수목적의 가뭄 해석에 활용할 수 있음○ 영종도 및 대청도에 수자원 가용량 분석을 위한 운영방안을 자동화하고, 물배분 공급에 대한 상황을 상시 운영자가 확인하고 관리할 수 있음○ 스마트워터그리드 내 다양한 프로그램 데이터를 모아 하나의 데이터베이스를 이루는 기술을 개발되어 인천시 상수도 사업본부에서 스마트워터그리드 통합 데이터베이스를 운영 및 유지관리 중이며, 운영, 관리에 최적화된 기술이 적용되어 국내 뿐아니라 국외에서도 사업화 될 수 있는 DB 운영 기술력을 확보○ Water blending을 이용한 다중수원 물 생산시설은 국내에서 최초로 개발된 장치로서 물 부족문제가 심각한 도서지역등에 응용범위가 확대될 것으로 기대됨.○ ICT 기술 기반의 운영관리(O&M) 고도화로 영세한 국내 물산업 기반을 견인할 수 있는 융복합 기술 분야로, 창조경제 구현, 중소기업 육성에 기여 가능○ 수자원 자립형 용수공급시스템의 농어촌 지역 보급 가능 - 대도시처럼 인구가 밀집되어 있지 않은 농어촌 지역 등의 경우 관망으로 물을 공급할 경우 경제성이 떨어지므로 지역내 다중수원을 활용한 수처리 시스템으로 물을 공급 - 고도화를 통한 중앙집중형 시설 관리로 용수 생산 비용 절감○ 과학적이고 체계적인 선진 용수공급시스템 운영관리기술 확보로 해외 운영관리시장의 진출 가능 - 개발도상국은 안전한 상수도 서비스 및 전력 서비스에 취약하며, 지속적으로 상수도 보급에 투자 수요가 크므로 지역내 다중수원을 활용한 지능형 수운영 용수공급시스템의 기술 수출이 가능○ 다중수원 활용 물 생산시설 사업화 방안 - 사업화 장애요인 ？ 스마트워터그리드 도입을 위해서는 기존기술 극복, 성능입증, 예산문제 해결 등의 과제가 남아있음. ？ 수자원 인프라의 특성에 맞는 기술 도입전략 필요 - 상기의 장애요인 극복을 통한 도서지역 중소규모 지능형 물 생산시설 보급 및 확대 ？ 도서지역(섬, 산간, 해안지역) 중소규모(약 100톤~300톤) 다중수원(지하수, 지표수, 기수, 해수, 재 이용수 등) 처리시설 운영 기술 활용 ？ (O&M 기술) 처리 공정별 운영비 최소값 산출 및 원격 모니터링 및 의사결정 시스템, 자가진단 및 유사시 대응 프로그램, 무인 자동 운전제어 로직 개발 기술 활용
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