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2023. May VOL. 662
2023. May VOL. 662
K-water는 초순수 기술 개발과 적용 가능한 인프라 구축, 산·학·연 협력 네트워크 등을 바탕으로 초순수 국산화를 선도하고 있다.
일명 ‘반도체의 생명수’라고 불리는 초순수(Ultra Pure Water)가 첨단 산업의 핵심 소재로 주목받고 있다. 초순수는 순수한 물 이외에는 함유물이 없는 상태(총유기탄소 1ppb 이하, 10억 분의 1 등)를 유지하는 물을 말하는데, 초순수를 생산하기 위해서는 최고난도의 수처리 기술이 필요하다. 특히 초기 투자 비용이 많고, 수요기업의 높은 진입장벽으로 인해 그동안 일부 선진국에서만 초순수의 생산기술을 보유하고 있었다.
우리나라 산업은 2020년 기준 반도체가 수출 1위를 차지하고 있을 만큼 국가 경제에서 큰 비중을 차지하고 있다. 초순수 생산기술의 해외 의존도가 높은 우리나라는 반도체 산업의 경쟁력을 지키기 위해 초순수 국산화를 통해 안정적으로 공급하는 게 무엇보다 중요해졌다.
이에 정부는 지난 2022년 「국가첨단전략산업법」을 시행해 반도체 등 첨단전략산업 육성 지원의 법적 기반을 마련했다. 환경부는 올해 3대 녹색 신산업 중 하나로 ‘물산업’을 선정해, 오는 2025년까지 초순수용 소재·부품·장비 관련 기술과 생산 플랜트의 설계·시공·운영 기술을 국산화해 국가의 새로운 성장동력으로 창출하고, 반도체의 용수 공급 안정을 통한 경쟁력을 확보할 계획이다.
이처럼 국가 차원에서 물산업 경쟁력 강화가 추진되는 가운데 K-water도 초순수 국산화 기술 개발을 위해 선도적인 역할을 수행하고 있다. K-water는 지난 2011년부터 중소기업 등과 협력, 2013년에 자체적으로 반도체용 초순수 생산 파일럿플랜트를 구축해 실증화 기술을 연구해왔다. 운영 결과, 이온교환수지의 파과점을 예측해 초순수를 안정적으로 생산하고 약품 사용량을 절감할 수 있는 기술을 보유하는 등 4건의 특허를 출원했다. 또한 초순수 플랜트의 단위 공정별 생산 수질 및 운영비를 실시간으로 예측할 수 있는 운영 프로그램을 구축했으며, 순수급 수질을 생산해 수요기업에 공급하는 사업에도 참여하고 있다.
이와 함께 K-water는 초순수 기술 자립, 전문가 양성, 국내산업 및 기술 육성 등 다양한 분야에서 초순수 생산기술 국산화를 위해 노력하고 있다.
초순수 실증플랜트 내부
K-water는 ‘환경부 고순도 공업용수 국산화 기술 개발사업’ 가운데 ‘고순도 공업용수 설계-시공-운영 통합 국산화 기술 개발사업’의 최종 연구기관으로 선정되면서 민관 협력으로 초순수 국산화의 적용 가능한 인프라를 구축하고 있다.
지난 2021년 11월, K-water는 환경부, 한국환경산업기술원과 함께 SK실트론(경상북도 구미시 소재) 내 ‘고순도 공업용수(초순수) 실증플랜트’를 착공한 것도 이 때문이다. 이 실증플랜트는 초순수 생산의 핵심장치 3종(탈기막, 자외선-산화장치, 이온교환수지)을 개발해 하루 2,400톤의 초순수 생산을 목표로 외산 장비를 활용하는 1단계와 국산 장비를 사용하는 2단계로 구분해 추진 중이다.
1단계 시설은 지난해 11월 준공했으며, 12월부터 시운전을 진행해 하루 1,200톤의 초순수 생산 준비를 마쳤다. 올해 2단계 실증플랜트를 준공한 후 2025년 이내 고순도 공업용수의 설계-시공-운영 전 과정 통합 기술 개발을 통해 초순수 국산화를 추진할 예정이다.
또한 K-water는 초순수 실증플랜트에 첨단기술과 접목한 디지털 트윈 운영 체계를 도입할 계획이며, 1단계 초순수 실증플랜트 시운전을 위해 기술도서를 제작하는 등 초순수 국산화 기술 개발을 위해 노력하고 있다.
초순수 실증플랜트 내부
K-water는 초순수 산업을 육성하기 위해 여러 가지 사업을 추진하고 있다. 지난 2021년부터 민관 협력이 가능한 유·무형 플랫폼 ‘초순수 플랫폼센터’를 정책화하고, 지난해부터 기본구상에 들어간 가운데 오는 2030년까지 구축을 완료할 계획이다.
초순수 플랫폼센터는 소재·부품·장비 성능 가늠터, 초순수 분석센터, 성능인증센터, 초순수 플랜트, 인재기술개발센터, 폐수 재이용 기술센터 등이 모여있는 곳으로, 국내 초순수 기술 자립을 위한 허브 기능을 수행할 예정이다.
또한 반도체, 연료전지, 바이오 등 첨단 산업의 발전과 초순수 산업 시장 육성을 위한 원동력 확보를 선도해 초순수 기술 국산화를 위한 인프라 및 초순수 산업 생태계를 마련할 전망이다.
지난해 4월, K-water는 삼성전자와 국내 초순수 활성화를 위한 협약을 체결했으며, △초순수 등 국내 물산업 활성화 △물재이용을 통한 효율적인 수자원 활용 △용수 공급을 위한 상생협력 등을 통해 물을 기반으로 한 ESG 실천에 앞장설 것을 협의했다.
이밖에도 K-water는 국내 유수의 대학 및 초순수 전문기업과 협력해 국내 최초 초순수 교육교재 개발을 완료했으며, 개발된 교재는 초순수 전문가 양성을 위해 활용되고 있다.
이처럼 K-water는 기술 국산화, 산업 생태계 조성, 전문기업·인재 양성 등 초순수 생산 자립은 물론 초순수 국산화를 리딩하는 선두주자로서 대한민국이 초순수 시장에서 우위를 선점할 수 있도록 노력을 기울일 계획이다.
반도체 생산 과정
초순수 플랫폼센터 구축(안)
초순수 실증플랜트 외부
