2. 1 새로운 물산업, 스마트워터그리드
2 SWG 연구단 출범
3 연구 추진 방향
4 맺음말
<2/39> 건설기술혁신사업
2
4. Water Grid 지능화
1. 새로운 물산업, 스마트워터그리드
추가 수원 확보 대체 수자원 활용, 맞춤형 용수 공급 체계
시설 확장 효율적 분배
단순형 및 집중형 물공급 체계 지역특성을 감안한 분산형 물공급체계
단일 처리 시스템 연계 또는 맞춤형 처리 시스템
누수 등 물손실 과다 실시간 정보 획득 및 관리를 통한 효율성 개선
생산과 수송에너지 과다 지능형 공급 체계
개별 처리 또는 공정 관련 산업 위주 IT 기술 등을 활용한 융합 물 산업 구조로
재편
<4/39> 건설기술혁신사업
6. Water Grid 지능화
1. 새로운 물산업, 스마트워터그리드
- 히말라야의 빙하 소멸
- 중국 인구 25%에 영향
5도 상승 - 해양 산성화 가속, 해양 생태계 변화
- 해수면 상승으로 작은 섬들과 뉴욕, 도쿄 등의 도시 수장
- 30~50%의 물 감소
4도 상승 - 아프리카에서 최대 8,000만 명 말라리아로 사망
- 해안지역 인구 최대 3억 명 홍수 피해
- 유럽에서 10년마다 심각한 가뭄 (10억 ~ 40억 명 물 부족)
- 기근 피해자 5억 5,000만 명 증가
3도 상승 - 최대 300만 명이 영양실조 사망
- 최대 50%의 생물 멸종 가능성, 아마존 밀림 파괴 시작
- 남아프리카와 지중해에서 물 공급량 20~30% 감소
2도 상승 - 열대지역 농작물 크게 감소 (아프리카는 5~10%)
- 아프리카인 최대 6,000만 명 말라리아에 노출
- 안데스 산맥의 작은 빙하 녹음 (5,000만명 물 부족)
- 매년 30만 명, 기후관련 질병으로 사망
1도 상승 - 영구 동토층 녹아 러시아와 캐나다의 건물 및 도로 손상
- 10%의 생물 멸종 위기
<6/39> 건설기술혁신사업
8. Water Grid 지능화
1. 새로운 물산업, 스마트워터그리드
Bae et al. (2008) Potential changes in Korean water resources estimated by high-resolution
배덕효 등 (2007) A2 시나리오에 따른 국내 수자원의 변동성 전망, 한국수자원학회논문집
<8/39> 건설기술혁신사업
12. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
주관부처 : 국토해양부 연구사업명 : 건설기술혁신사업
공모기관 : 한국건설교통기술평가원 주관연구기관 : 인천대학교
연구목표 : 첨단 정보통신기술(ICT)을 이용하여 고효율의 차세대 물관리
인프라 시스템 구축
연구비 : 4년간 317억 원 (정부 출연금 227.8억 원)
연구기간 : 2012년 7월 26일 – 2016년 7월 25일 (4년)
<12/39> 건설기술혁신사업
13. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
연구단은 물관리 기관, 대기업, 대학교, 연구소, 중/소기업,
해외기관으로 구성
연구단 구성은 2차에 걸쳐 완성되며, 1차년도 (2012년)에 5개
세세부과제(기확정), 2차년도 (2013년)에 5개 세세부과제 연
구진 확정
1차년도 참여기관
지자체 : 인천광역시, 전라북도(새만금), 상주시 등
대기업 : 삼성물산, 포스코건설, 제일모직 등
공기업 연구소 : 한국농어촌공사, K-water(한국수자원공사)
대학교 : 인천대, 고려대, 충북대, 부산대 등
중소기업 : 헥코리아, 수로텍, 레오테크 등
연구소 : 한국전자통신연구원, 한국계면공학연구소 등
해외 (선진국) : 프랑스, 호주, 덴마크 등
해외 (적용대상국) : 인도네시아, 필리핀, 중국 등
<13/39> 건설기술혁신사업
15. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
총 317억 원 (정부출연금 228억 원)규모
<15/39> 건설기술혁신사업
16. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
연구내용의 구성
수자원 수자원 Micro 테스트 지역의 실시간 지능형 ICT기반 수자원 모델링/
연속활용 최적 활 워터 베드 물부족 물수급 물수급 AMI 모니터링 시뮬레이
을 위한 용및분 그리드 구축을 위험 자동화 정보 네트워크 및 관리 션 기반
신도시 배를 위 파이럿 위한 평가 설계 및 통합관리 구축 및 를 위한 최적
Micro 한 플랫폼 Smart 시스템 운영 기술 개 물정보 고기능 의사결정
그리드 신도시 구축 및 Water 개발 기술 개 발 서비스 센서 및 시스템
최적 수 멀티 안정화 Grid 발 개발 스마트 개발
처리 조 워터루프 기술개발 규모별 다기능
합공정 시스템 요소기술 계측기
및 개발 현장적용 개발
워터루프 설계기술
연계기술 개발
개발
<16/39> 건설기술혁신사업
18. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
기후변화에 따른 국내 물 수급 영향 평가
통합모델링 프레임워크 기반의 시스템
구축으로 모델 확장성 및 연계 기능 확대
생활용수, 공업용수에 한정되지 않고,
농촌용수를 모두 포함하는 물부족 관리 통합
포털시스템 개발
하천유역 내 특정 지역 또는 도시의 수요량 및 공급
수원을 활용하여 생활용수, 공업용수 및 농업용수의
물 부족을 평가하고 물 부족을 해소하기 위한 공급과
수요관리 대책을 평가할 수 있는 시스템 개발
<18/39> 건설기술혁신사업
19. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
신도시 유입수 특성에 따른 최적 공정 결정을 위한 신도시 수자원 워터루프 연계 시스템 설계/운영 프로그램
모니터링 기술 및 최적 혼합을 위한 스마트 의사결정
개발
기술
도시 수자원 최적 배분/공급기술 표준 설계 기준
신도시 내 요구수질 달성을 위한 조합공정 개발 및
최적화 워터루프 설계/제어/운영 현장적용 및 평가
수질특성에 따른 Blending(조합) 기술
<19/39> 건설기술혁신사업
20. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
스마트미터/센서의 네트워크 구축기술 개발
SWG기술 실증을 위한 테스트 베드 구상
분산형 물관리 소프트웨어 플랫폼 기술 개발
검증이 필요한 각 단위기술별 핵심구성 요소 도출
계측기기 간의 통신 프로토콜 및 표준화 기술 개발
경제성을 고려한 SWG기술의 최적조합 및 분야별
기본설계 Billing 시스템 구축을 위한 보안기술 개발
SWG 테스트베드 분야별 실시설계 물정보 공유 네트워크 서비스 기술 개발
<20/39> 건설기술혁신사업
21. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
신도시 Micro 그리드 운영 관리 시스템의 지능화 실시간 물수급 자동화 설계기술
Micro 워터그리드 최적설계, 구축 및 시운전 기술개발 다단계 저류시설을 이용한 지천의 물 확보 및 운영기술
Micro 워터그리드 운영 및 유지/관리 플랫폼 구축기술개발 원격자동제어를 활용한 물관리 효율화 기술
<21/39> 건설기술혁신사업
22. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
첨단 취수량 계측 기반 기술개발 다기능 스마트 계측기 기술 개발
지능형 실시간 물 정보의 관리 및 제공 현장적용 자립형 센서기술 개발
지능형 물 수급 정보 통합관리시스템 개발 수자원 통합센서 개발
<22/39> 건설기술혁신사업
23. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어 개발
최적 Pricing 결정기술 개발
Power grid연계 저에너지 운영기술 개발
워터그리드 안정성 확보 기술 개발
<23/39> 건설기술혁신사업
24. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
도시 수자원 자립율 30% 향상
지역 간 1인당 유효수자원 편차 30% 감소
0.5kgCO2/㎥급 능동수자원 확보
전과정 모니터링 및 신뢰성 90%이상
문제해결시간 50% 단축 및 발생빈도 50%
감소
유용수자원의 1%(3억㎥) 비상 활용
수자원 운영 에너지 10% 절감
수자원 유효이용효율 10% 증가
시설 유지관리비용 20% 감소
<24/39> 건설기술혁신사업
25. Water Grid 지능화
2. SWG 연구단 출범
신도시 적용 : 새만금, 청라 신도시 등
물부족 도시 적용 : 상주시, 제주시
국내 전지역 적용을 위한 시범 지역 적용 후
전국확산을 위한 교두보 확보
필리핀 Aurora Pacific ECOzone(APECO) 지역
필리핀 북동부 Aurora주 Casiguran지역, 4.96㎢
규모
24개의 작은 마을로 구성
APECO 상수도 공급체계 : 인근 4개지구에서 공급
받는 실정
스마트워터그리드 물수급 기술에 의해 상수 공급
체계 지원 가능
APECO와의 지역 기술교류 협정체결(완료)
<25/39> 건설기술혁신사업
29. Water Grid 지능화
3. 발전방향
기본 방침
본 사업은 각종 국가 DB 및 지자체 정보와 기 개발된 IT 및 물관리 요소기술 또는 시스템은 최대한 활용
- 보완되어야 할 요소 및 시스템의 개발과 기존 시스템의 정확도 향상
- 고효율, 저비용의 통합시스템을 구축하여 스마트한 물관리 통합 시스템 상품으로 개발
- 국내 뿐만 아니라 개발도상국에 적합한 시스템 상품 개발
따라서, 기본전략은 2C(상품화 및 상호협력) 및 2S(스마트한 R/D 관리, 시스템의 통합)를
기본모토로 발전 전략 수립
- 2C Commercialization, Collaboration, 2S Smart R&D, System of Systems
상품화를 위하여는 발주처(인천광역시, 한국농어촌공사 등), 설계 및 시공회사(도화,
삼성물산, 포스코건설) 및 핵심기술 개발회사(제일모직, 수로텍, 핵코리아 등), 기술제공
연구기관(인천대, 전자통신 연구소 등)을 중심으로 연구단 구성(1단계)
본 개발시스템은 국내 적용 강화 및 해외 수출을 위하여 해외선진연구소(니스대학교,
EuroAqua, 호주 eWater) 및 해외 발주처(태국, 인도네시아, 중국) 등과 MOU를 이미
완료하였음
연구 추진중 연구성과를 실증할 수 있는 여러 형태의 테스트 베드를 확보, 살아 있는 연구
추진
- 새만금(신도시), 상주시(물부족 도시),<29/39>
인천광역시(SWG 시범도시)
건설기술혁신사업
30. Water Grid 지능화
3. 발전방향
국내 협약
<인천광역시 MOU - 체결완료> <경상북도 상주시 MOU – 다음주 완료>
<30/39> 건설기술혁신사업
31. Water Grid 지능화
3. 발전방향
해외 MOU – 아시아 지역
<필리핀 APECO 지역> <중국 북경공업대 및 북경시 농업국> <인도네시아 반둥시>
<31/39> 건설기술혁신사업
32. Water Grid 지능화
3. 발전방향
해외 MOU – 호주 및 유럽
<호주 eWater> <유럽 Aqua 네트워크> <유럽 Aqua 네트워크 소개
<32/39> 건설기술혁신사업
33. Water Grid 지능화
3. 발전방향
테스트베드는 국내와 해외(ADB연계, 삼성물산 및 포스코건설 주축)로 구분하여 추진
각 TF팀 당 세부책임자 임명과 지원조직 운용
T.F 팀장: 정무부시장
인천광역시 SWG TF팀(공촌배수구역)
S -인천대 김진한 교수- T.F 부팀장: 환경녹지국장
W 상수도사업본부장
G 전라북도 SWG TF팀(새만금 지역) 수 하 개 상 경 인
-서남대 박상우 교수- 질 수 발 수 제 천 S
보 과 계 도 자 환
전 장 획 사 유 경 W
연 하 과 업 구 공 G
구 K-water 광역 TF팀(국가 광역수자원) 천 장 본 역 단
과 부 청 연
단 -부산대 추태호 교수- 장 급 환 구 연
수 경 개 구
부 녹 발
장 지 팀 단
상주시 SWG TF팀(상주 물비전 달성) 과 장
-을지대 채수권 교수- 장
<33/39> 건설기술혁신사업
36. Water Grid 지능화
3. 발전방향
정기적 연구결과 확인 및 연계성 검토(Ⅰ)
매월 2, 4주 목요일마다 연구책임자(연구원 포함) 회의 실시 및 논의
- 2주차 : 2, 3 세부과제
- 4주차 : 1 세부과제
시스템 개발팀의 합동근무 및 선진시스템과의 호환성 강화
- 통합시스템 개발 및 연계를 위한 로드맵 작성과 합동근무를 통한 개발 방향 공유(인천대
미래관)
- 덴마크의 DHI 사 등 선진 소프트웨어 개발주체와 합동으로 개발도상국 적용시스템 개발
- 한국형 개발 시스템의 선진국 소프트웨어 호환성 강화
SWG 포럼 및 교육을 통한 기술전파 및 홍보강화
- 2013년부터 정기적 포럼 개최
- 분야별 SWG 기술 교육 강화
<36/39> 건설기술혁신사업
37. Water Grid 지능화
3. 발전방향
정기적 연구결과 확인 및 연계성 검토(Ⅱ)
연구내실화를 위한 총괄 및 자문위원회 운영
- 총괄위원회(운영 기획 및 평가)
- 평가위원회(평가실시)
- 자문위원회 : 원로 자문위원회, 분야별 자문위원회(수자원, 상하수도, ICT, 표준화)
개발결과의 국내 및 국제 표준화 달성
- 표준화 자문위원회 역할 강화
- EU Aqua 네트워크와 연계강화 및 SWG 분과 운영
세계 물시장 내 역할강화 및 국제화
- 제7회 세계물포럼(2015년 대구∙경북 개최)의 과학기술 과정(Science & Technology
Process) 내 SWG 주제 선정 및 참여 강화 예정
- 2013년 부터 정기적 SWG 성과 발표회 개최 예정
<37/39> 건설기술혁신사업