세계 최초의 태양광 해수담수화 설비 - IBM & KACST launching solar powered water desalination plant in Saudi arabia

미국의 IBM과 사우디의 수상직속의 독립적 연구기관인 KACST(The King Abdulaziz City of Science and Technology, 1977년 세워졌고 사실상 국왕 직속으로 사우디의 과학기술 정책을 입안하고 조율하는 독립적인 과학기술 연구기관임)이 세계최초로 태양광 해수 담수화 설비를 건설한고 발표했습니다

사우디의 Al-Khafji City에 일 3만톤(30,000 cubic meter)처리 규모로 10만여명에게 깨긋한 물을 공급할수 있게  세워질 이 해수담수화 설비는 IBM이 개발한 nano 기술이 적용된 nanomembrane filtering기술을 이용한 역삼투압 방식을 채택했고 이 해수 담수화 설비에 필요한 전력을 공급 하기 위해서 IBM의 UHCPV(Ultar High Concentrate PV, 1500x) 기술이 적용된 10MW의 태양광 발전 설비를 함께 건설한다고 합니다

이미 사우디는 전세계 최대의 해수담수화 시장으로 전세계 해수 담수화 설비의 18%를 가지고 있고 이들 설비는 모두 두가지종류의 기술로 역삼투압 방식이나 열적방식으로 해수를 담수화 하는 기술로 에너지 소비량이 많아서 해수담수화 비용이 "USD0.7-1.50/cubic meter"정도 든다고 합니다

이러한 비용을 낮추는것이 사우디를 비롯한 물이 부족한 국가들의 당면 과제인데 태양광 발전과 해수 담수화 설비를 결합시켜  

이 목표를 달성하겠다는 계획 입니다

사우디의 경우 2,000KWh/m2/year 의 아주 풍부한 일사량을 자랑하고 여기에 이번에 IBM이 개발한 UHPVC는 1,500x(태양빛을 1500배로 집광) 집광기술로 기존의 CPV에 비해(500x or 1,000x) 아주 높은 수준의 집광기술로 이정도의 집광시 발생하는 과열 문제를 IBM의 Microprocessor Cooling Technology를 이용해 이른바 Liquid Metal Thermal Interface 해결했다고 합니다 

CPV system에서 태양광 집적도가 500배를 넘을 경우 효과적인 냉각system이 필요한데 IBM의 이 liquid metal thermal interface 냉각 system의 경우 2–5 mm²C/W thermal resistance를 가지며, 이기술을 적용한 triple junction CPV 태양전지의 경우 75W/cm x cm 의고출력을 얻을수 있다고 합니다

이첫번째 해수담수화 설비는 대용량 해수 담수화설비를 위한 첫번째 단계인 Pilot Plant 성격이고 두번째 단계로는 앞으로 100만명에게 깨끗한 물을 공급할수있는 하루 처리용량 30만톤 짜리 설비를 추가로 건설할 계획이며 두번째 단계의 대용량 설비가 성공 한다면 세번째로는 여러지역으로 설비를 확장 한다는 계획 입니다  

이런한 설비를 통한 생산비용 절감으로 전세계 약 40개국 12억 인구가 격고 있는 물부족 사태에  해결책이 될수 있을것이라는 IBM의 견해 입니다만 쉽지않은 문제일듯 합니다, 중동의 오일달라가 넘쳐나는 나라가 아닌다음에는 이정도의 투자를 하기가 쉽지 않을테고 외국자본을 들여서 건설 한다고해도 소비자가 그 물값을 지불할수 없는 극빈국인 경우가 대부분 이니까요.......

IBM은 이번에 적용한 CPV기술 말고도 태양광 관련해서 박막 태양전지 기술들을 연구하고 있는데요 직접적인 참여는 부인하면서 관계사등을 통한 기술이전등의 방법으로 간접적인 방식으로 참여를 계속할 예정인듯 보입니다