바다의 정수기, 선박평형수 처리 시스템(BWMS)

선박평형수란?

 선박평형수(ballaster water)란 선박 운항 때 배의 무게중심을 유지하기 위해 배 밑바닥 혹은 좌우에 설치된 탱크에 채워넣는 바닷물을 말한다. 화물을 선적하면 싣고 있던 바닷물을 내버리고, 화물을 내리면 다시 바닷물을 집어넣어 선박의 무게중심을 잡는다. 이를 통해 선박의 좌우균형을 맞추어 무게중심을 잡을 수 있다. 사람의 중추기관의 역할과 동일하다고 보면 된다. 물론 이런 선박평형수가 아무런 문제없이 바다에 배출이 되면 모르겠지만 선박평형수는 각종 생태계 교란과 수질 환경오염을 일으키는 주요 원인이다.

[그림 1. 선박평형수 유입 배출 모식도]

 출처: IMO

①하역시: 평형수 주입(각종 유해수중생물 유입),

②하역완료시: 평형수 주입완료,

③적하시: 평형수 배출(유해수중생물도 함께 배출)

④(평형수 배출완료)

 선박은 각종 화물을 싣고 대륙과 대륙을 이동하는 경우가 대다수이며, 각 대륙마다의 바다 생태계는 다른 미생물과 수생물로 구성이 되어있다. 이러한 다른 출신의 생물들이 평형수를 통해 다른 생태계를 교란하고 있다. 현재 다른 국가와 무역을 하게 되면 철저한 위생 검증과 각종 방화벽을 통해 다른 나라의 균이 침투하지 못하도록 하고 있는 실정이다. 하지만 바다에서의 경우 무역거래에 비해 제한된 규제가 존재하는 실정이다.

[그림 2. 선박평형수에 유입, 배출이 되는 주요 해양수중생물10종]

시계방향으로 북아메리카 해파리, 북태평양 불가사리, 얼룩무늬담지,   

아시아다시마, 유럽녹게, 망둥어, 독성조류:(적조,홍조,녹조), 게, 물벼룩, 콜레라 

  출처: KTM

 특히 바닷물 속에 유해성 플랑크톤이나 박테리아 등이 포함돼 있어, 주변 해역의 토착 생태계를 교란시키는 등 해양오염을 일으키는 원인으로 꼽히고 있다. 연간 100억 톤의 평형수가 전세계를 이동하며 오염된 바닷물을 배출하고 있으며 위의 해양생물 뿐아니라 3천여 종의 해양생물 및 박테리아가 이동하며 외래종의 유입으로 토종 생물들은 생존경쟁을 펼쳐야 하는 실정이다.

이러한 요인으로 생물의 다양성은 물론이고 수생물의 먹이사슬에 있어서도 피해가 불가피하다. 가장 중요한 문제는 이런 박테리아가 사람에게 해를 끼칠 수 있기 때문이다. 어느 세균이 바다를 통해 옮겨올지 모르기 때문이다. 하물며 콜레라뿐만 아니라 동물에게도 해가 될 수 있는 바이러스들을 옮겨올 수 있기 때문에 평형수의 문제는 생각보다 심각하다.

[사진 1. 선박 스크류에 붙은 얼룩무늬담지]

 출처: ksoutdoors 

 선박의 평형수(밸러스트수) 이동에 따른 해양생태계 파괴와 교란을 방지하기 위해 선박 평형수에 포함된 유해 수상생물과 병원균을 제거, 무해화 또는 그 유입이나 배출을 방지하기 위한 장치나 설비를 말한다. 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 유해 수생 생물과 병원균의 이동으로 발생하는 환경, 인간건강, 재산 및 자원에 대한 위험 방지 및 최소화의 필요성을 위해 2004년 선박평형수관리협약(International Convention for the Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments)를 채택하여 BWMS의 장착을 의무화 하였다.

선박평형수 처리 설비(BWMS, Ballast Water Management System)는 어떻게 평형수를 정화할까?

 BWMS는 선박평형수 안의 수중생물과 미생물 등을 제거 또는 살균처리를 하는 기술로, 타 지역으로부터 외래종 유입을 차단하는 기술이다. 처리방식에는 바닷물을 배에 유·출입 되는 시점에 처리하는 ‘관로처리방식’과 주입 후 항해 중에 처리하는 ‘탱크처리방식’이 있으며 대부분 관로처리방식을 채택하고 있다.

[사진 2. 선박 평형수의 살균처리과정]

출처: 한국경제신문 한경닷컴

 살균방식은 크게 전기분해, 오존분사, 자외선투사(UV), 화학약품처리 방식이 있으며 여러 방법이 혼합되어 사용되기도 한다. 전기분해는 배관에 정류기를 통해 저전압 고전류(최대 15V, 3,000A)를 전극에 공급하고 그 사이로 평형수를 통과시키는 방식으로 직접소독을 통하면 전극 간 전위차에 의해 세포가 붕괴되어 소독이 되며, 간접소독을 하면 전기분해 시 순간적으로 발생되는 소독물질이 세포를 파괴하는 방식이다. 또한 염소성분이 물속에 일정시간 잔류하게 되어 미생물 발생을 억제하는 역할을 하게 된다. 소금물을 전기분해 하는 경우에는 차아염이온(OCl⁻), 과산화수소수(H2O2) 등이 생성된다. 

선박 평형수 처리설비 시스템의 구조는 아래 그림과 같다.

[그림 3. 선박평형수 처리설비 시스템 구조(전기분해법)]

출처: TECHCROSS

1. PDE (Power Distributor Equipment): ECS의 모든 구성품에 전력을 공급하고, 전력 상황을 모니터링하는 장비이다. 선박의 밸러스트 탱크 용량에 따라 적절한 제품을 선택 혹은 조합하여 설치가 가능하다.

 

2. ANU (Auto Neutralization Unit) : 처리된 선박평형수를 배출할 때, 잔존 TRO 농도를 중화시키는 장비이다. 차아염소산은 시간이 지나면 자동적으로 농도가 낮아져 희석이 되지만, 희석되기 전에 바다로 배출될 경우 해양 환경에 영향을 미칠 수 있어 중화과정이 필요하다. 이때 ANU를 통해 선박평형수를 중화시켜 배출하게 된다. 따라서 ANU는 디밸러스팅 시에만 작동되어 TSU에 측정결과를 통해, 선박평형수를 중화시켜준다.

 

3. TSU (TRO Sensor unit) 밸러스팅 및 디밸러스팅 시 TRO 농도를 체크하는 장비이다. 선박평형수를 소독할 때 차아염소산은 최대 10ppm을 유지하게 된다. 소독 후에, 차아염소산이 일정 농도 이상으로 배출될 경우 해양 환경에 영향을 끼칠 수 있어 중화과정을 거치게 된다. 이때 TSU는 TRO농도를 체크하여 일정 농도 이상으로 배출되지 않도록 측정된 TRO 농도를 CPC로 전달하는 역할을 한다.

4.ECU(Electro Chamber Unit): 선박평형수가 실질적으로 처리되는 장소인 ECU에서는 직접식 전기분해 방식을 통해 발생시킨 산화제 성분으로 선박평형수 내 해양 미생물들을 살균을 하게 된다.

앞으로의 전망

시장규모는 2010년부터 2014년까지 누적 시장규모는 총 2.6조원이다. 이 중 한국 기업들의 수주액은 1조 4,425억원으로 시장점유율 55%, 세계1위를 차지하고 있다. 앞으로 2024년까지 모든 선박에 BWMS가 설치되어야 하기 때문에 앞으로 선박평형수 처리설비시스템시장은 앞으로 40조 규모의 블루오션이 될 전망이다. 우리가 살고 있는 환경도 중요하지만 우리의 자원인 바다 또한 환경이 중요하다고 생각한다. 지금 당장은 오염시켜도 눈에 보이지 않지만, 오염된 바다는 서서히 우리에게 살과 피부로 느껴질 것이라 생각한다.

 

 

참고문헌

1. IBK경제연구소 - 국내 선박평형수 처리장치 시장의 현황과 전망

2. techcross 홈페이지

3. 월간 해양한국 - 선박평형수 처리장치 개발현황

4. 쉬퍼스 저널(shippers journal) - 선박 이제는 정수기가 필요하다

R.E.F 11기 백승일