물, 자연 그리고 사람

최근 탄소 배출만큼이나 국제사회의 주요 화두로 떠오른 것 중 하나가 바로 ‘워터리스크’이다. 워터리스크란 급격한 기후변화로 인한 기록적인 폭우, 태풍, 가뭄, 지하수 고갈 등 물 관련 위험을 말한다. 이는 정수장으로 입되는 물의 오염 편차를 만드는 등 국민의 삶과 직결되는 문제로 이어지며, 물관리 여건 변화에 영향을 준다. 안정적으로 수돗물을 생산하고 공급할 수 있도록 수돗물 관리에 대한 새로운 시도가 요구되고 있는 시점이다.
K-water는 디지털 대전환 시대에 발맞춰 4차 산업혁명의 혁신기술을 물관리에 접목했다. 과학적인 물관리를 해 국민이 믿고 마실 수 있는 물 공급체계를 구현하고자 수돗물 생산·공급 전 과정에 인공지능, 디지털 트윈 등 4차 산업혁명 기술을 도입하는 계획을 수립했다. 이것이 바로 AI 정수장이다.
AI 정수장은 빅데이터 기반의 인공지능을 활용해 주요 정수처리공정을 자율운영하고, 에너지 관리, 설비 상태 예측을 기반으로 한 사전 예방장비, 지능형 영상감시 등이 융합된 차세대 기술을 갖춘 것이 특징이다.

예를 들면, 정수장 침전지에서는 물속에 있는 침전물을 분리하고, 부유물을 바닥으로 가라앉히는 작업이 이루어진다. 이때 탁도에 따라 침전물을 주기적으로 배출하는 것이 중요한데, AI 정수장에서는 침전물의 양을 자동으로 추정해 배출 주기를 스스로 결정할 수 있다. 정수를 위해 약품을 투입하는 과정에도 AI 시스템이 활용되는데, 최적의 약품 주입으로 수질을 균일하게 생산할 수 있다. 이처럼 AI 정수장은 갑작스러운 수질 변화나 물관리 여건 변화에도 ‘인적 오류(human error)’를 최소화해 수돗물을 보다 안정적으로 공급할 수 있다.
또한 실시간 전력량 감시·분석·제어를 통해 에너지 사용의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 설비상태를 실시간으로 감시·분석하여 이상 징후를 자율적으로 진단하고, CCTV 영상 분석을 통해 설비 사고 발생을 재빨리 파악해 골든타임을 확보할 수 있게 한다.

K-water는 화성정수장에 AI 기반 운영체계 도입을 시도해 2022년 4월 성공적으로 완료했다. 화성 AI 정수장은 수돗물 생산·공급 과정 전반에 ICT 및 인공지능 기술을 도입해 디지털 전환을 추진한 최초의 광역상수도 시설이다.
AI 정수장은 폭염으로 인한 녹조나 폭우로 한꺼번에 들어온 오염물질을 즉각 감지하여 빠르게 대응하고, 시간대별 물 수요량을 정확하게 예측하여 에너지 낭비를 줄였다. 또한 설비가 고장 나기 전에 이상징후를 미리 감지해 예방 정비를 하면서 수리 비용도 절감시켰다.
이러한 성과를 인정받아 화성 AI 정수장은 전 세계 물관리 시설 중 최초로 글로벌 등대에 선정되었으며, 공공 물 서비스 분야의 최초 사례로서도 그 의미가 크다고 할 수 있다. 더욱이 WEF가 선정한 역대 글로벌 등대 기업 중에서도 가장 선진적이라는 평가까지 받았다.
역대 글로벌 등대 수상 기업들이 AI를 단위 공정 자동화, 오류 감지 정도에만 적용했다면, 화성 AI 정수장은 전 공정에 AI를 적용해 사령탑 역할을 하는 복합 의사결정 모델을 구현했다는 점을 인정받은 것이다.
이번 글로벌 등대 수상으로 대한민국의 물관리 기술의 우수성이 세계적으로 입증되었으며, AI 정수장을 글로벌 브랜드화 할 수 있는 좋은 기회가 될 것이라는 기대가 이어지고 있다. 또한 물 분야에서 세계적으로 초격차 기술을 인정받아 미국, 중국 등 선진국 주도 시장의 판세를 뒤집을 수 있는 가능성이 돋보인다는 평가도 이어진다.

K-water는 세계적으로 인정받은 AI 기반의 정수장 기술을 올해까지 전국 43개 광역정수장에 구축해 수돗물 생산 운영 혁신을 이어갈 계획으로, 이를 통해 매년 약 95억 원의 생산원가가 절감될 것으로 보고 있다. 또한, 국내외 물산업 핵심기술을 선도하기 위해 AI 정수장에 대해 독자적인 ISO 국제표준을 제정하는 것에 착수했다. ISO 국제표준이란 전 세계적으로 두루 쓰는 표준을 만들고 보급하는 것으로 국제표준화기구에서 정한다. 별도 표준이 제정되면 글로벌 AI 정수장 플랫폼 설계와 기술 수준의 표준을 우리나라가 주도하고, AI 정수장 기술의 해외 시장 경쟁력이 보다 강화될 것으로 보고 있다. AI 기술을 도입해 국민이 믿고 마실 수 있는 안정적 물공급 기반을 마련하는 것은 물론, 전 세계 물산업 분야의 디지털 경쟁을 리딩할 K-water의 도전이 기대된다.