이미지 크게보기 경기 화성시 소재 화성정수장 근무자들이 24일 중앙조정실에서 ‘인공지능(AI) 플랫폼’의 분석을 토대로 정수 작업이 이뤄지는지 확인하고 있다.

■ AI·빅데이터 융합된 화성정수장

혼화응집·소독·침전 8개 공정
모두 AI가 주도… 이상 감지도

“근무자 분석 땐 차이 있었지만
AI공정은 더 균등하게 이뤄져”

AI정수장·스마트 관망관리 등
水公, 3대 초격차 경쟁력 강화

화성 = 글·사진 정철순 기자 csjeong1101@munhwa.com

24일 찾은 경기 화성시 소재 ‘화성정수장’은 사람의 통제보다 인공지능(AI)의 분석에 따라 움직이고 있었다. 정수장의 컨트롤타워인 ‘중앙조정실’ 정면엔 좌우로 두 개의 대형 화면이 자리했다. 왼쪽에는 실시간으로 ‘AI 플랫폼’이 분석한 약품 주입과 여과 처리 과정이 표시됐고 오른쪽에는 이를 반영하는 ‘운영 시스템’이 표시됐다. ‘평시 근무자와 AI 통합 근무’를 자율화 1단계로 보는데 정수장 운영의 핵심은 AI가 맡고 근무자는 보조 역할로 보였다. AI 정수장은 댐에서 정수장으로 물이 들어온 시점부터 탁도·수온·PH·전기전도도 등의 수질 분석과 이를 기반으로 약품 투입, 여과지 투입 등 정수 작업은 물론 정수장 안전 등 제반시설 일체를 AI가 맡는다. 이날 찾은 약품주입동에서도 사람은 보이지 않고 AI가 분석한 대로 소독제가 자동으로 주입되고 있었다. 정수장 관계자는 “과거 근무자가 분석할 때는 똑같은 분석 지표를 보더라도 주입량에 차이가 있을 수 있었지만, AI의 약품 공정은 더 균등하게 이뤄진다”고 설명했다.

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◇AI·빅데이터 융합된 정수장 = 이날 화성정수장에선 경기 하남시 팔당호 하류에서 끌어온 물을 착수·약품투입·혼화응집·소독·침전 등 8개 공정으로 나눠 정수하고 있었다. 이 과정은 모두 AI 주도로 움직였다. 모든 공장마다 현장에는 사람 대신 AI 분석을 토대로 기계가 대신했고, CCTV를 통한 이상 상황 감지도 AI가 맡는다.

화성정수장은 △자율운영 △에너지 관리 △예지보전 △영상안전 등 4가지 핵심기술을 통해 기존 인적 관리 중심에서 AI와 근무자 융합으로 운영된다. 한국수자원공사에 따르면 자율운영을 통해 원수 유입부터 정수 공급까지 이상수질을 감지해 응집제·보조제 등 정수 약품 주입량 등을 조절·운영한다. AI를 통한 에너지 관리가 가능해 시간대별 물 수요량을 예측하고 실시간 전력량을 분석해 가동에 필요한 가압펌프 용량을 정하는 등 전력 낭비를 최소화한다. 또 실시간 정수장 설비의 이상징후를 감지·진단해 예방 정비할 수 있도록 의사결정을 지원하고 기존 CCTV에 AI 영상분석·경보 기술을 접목해 화재와 연기 등 10개 유해요인을 판별하면서 근로자 위험을 차단한다. 한국수자원공사 관계자는 “2020년부터 기후변화 불확실성에 대응하는 안정적 수돗물 생산·공급체계 구축과 에너지 가격상승에도 국민 요금부담 최소화를 위해 만들어졌다”고 설명했다.

정수장 자율운영은 AI 도입 범위에 따라 결정된다. 1단계는 ‘초기 자율운영’으로 평시에는 근무자와 AI 융합으로 운영되고 ‘이상’ ‘위기’ 상황에서는 근무자만 운영에 투입된다. 2단계인 ‘고도 자율운영’은 설비장애 발생·수수패턴 변동·설비교체 등 ‘이상’ 상황까지 AI와 근무자 융합으로 운영되고, 3단계인 ‘완전 자율운영’은 사고·재해 등 ‘위기’ 상황까지 근무자와 AI 융합으로 운영된다. 한국수자원공사는 2024년 12월 기준 화성정수장을 포함해 전국 43개 광역상수도 정수장에 1단계 초기 자율운영 적용을 완료했다. 한국수자원공사 측은 “지속 발전하는 AI와 최신 정보통신기술(ICT)을 접목해 2030년 ‘완전 자율운영’이 가능한 정수장 실현을 목표로 ‘AI 정수장 추진전략’을 수립하고 향후 생성형 AI 시스템으로 고도화할 예정”이라고 밝혔다.

◇AI와 기후변화 시대에서 커지는 물 산업 = 최근 세계 경제·기술의 화두가 AI라는 데 큰 이견이 없다. 이에 더해 기후변화 시대에 물 산업의 중요성은 더 커지고 있다. 지난 1월 세계경제포럼(WEF)이 발표한 ‘세계위험보고서 2025’에 따르면, 향후 10년 동안 가장 치명적인 지구촌 리스크로 ‘극한 기상현상’을 꼽았으며, 영국의 시장조사 분석기관 글로벌워터인텔리전스(GWI)는 지난해 보고서를 통해 10년 동안 기후변화로 인한 손실추정액 중 69%가 물 관련 사안일 것으로 전망했다. GWI 조사에 따르면 2013년 기준 세계 물 시장 규모는 1351조 원인데 이는 매년 3%씩 성장해 오는 2027년까지 약 1376조 원으로 확대될 것으로 추정된다. 한국의 물 산업 규모는 50조 원 정도며 관련 수출액은 2조 원 수준이다.

물 공급의 불확실성이 커지는 상황에서 국민에게 공급되는 물뿐 아니라 세계 각국이 육성하려는 반도체·배터리 등 첨단산업은 안정적 용수공급이 필수적이다. 특히 기후변화에 의한 이상 수질 감지 및 정수 공정 관리, 에너지 사용량 최적관리 등을 위해선 물 산업에 AI 기술이 접목되는 흐름으로 변화할 것이란 전망이 크다. 지난해 1월 WEF에서 세계 최초의 AI 정수장으로 ‘글로벌 등대상’을 수상한 화성정수장 또한 기존 자율화 정수장이 단위공정 자동화 및 오류감지가 주기능인 반면 전체 공정에 AI를 적용해 혁신성을 인정받았다. 세계 각국의 물 산업 진출이 활발한 가운데 사우디아라비아가 제2의 도시 제다시를 디지털트윈 도시로 탈바꿈하며 돌발 홍수 등을 관리할 파트너로 한국 기업을 선택하는 등 국내 기업의 경쟁력도 크다.

한국수자원공사는 3대 초격차 기술인 △물관리 디지털트윈 △AI 정수장 △스마트 관망관리(SWNM) 등으로 물 산업 경쟁력을 강화하겠다는 입장이다. 윤석대 한국수자원공사 사장은 “기후위기가 심화되며 물은 국가 경제의 핵심 자원이 됐으며, 이를 관리하는 첨단기술이 국가 경쟁력을 좌우하는 시대가 되었다”면서 “수자원공사는 AI 정수장 등 초격차 물관리 기술로 글로벌 시장을 선도하며 기술패권을 확보하고, 이를 바탕으로 신성장동력을 육성해 대한민국 산업의 역동성을 높여 나가겠다”고 말했다.