현재 연간 바다로 들어오는 플라스틱 쓰레기만 해도 수백만 톤에 이르며, 이는 해양 생태계는 물론 인간의 삶까지 위협하는 수준에 이르렀습니다. 여기에 기후 변화 위기까지 사람들의 생활에 위협이 되고 있습니다. 기후 변화로 해수면이 올라간 만큼 해양쓰레기가 우리 삶에 미치는 영향이 크다고 할 수 있습니다. 이에 따라 다양한 해양 쓰레기 수거 기술이 개발되고 있으며, 기술의 발전 속도 역시 빨라지고 있습니다. 이 글에서는 해양 쓰레기 수거 기술을 4가지(수작업, 고정형, 이동형, 드론 기반)로 나누고, 각 기술의 수거 속도, 비용 구조, 정화율을 구체적으로 비교해 봅니다. 이를 통해 해양 정화에 가장 적합한 기술 선택에 도움이 되는 정보를 제공하고자 합니다.
1. 해양 쓰레기 수거 기술의 유형별 특성과 원리
현재 해양에서 사용되는 해양 쓰레기 수거 기술은 크게 네 가지로 나뉩니다. 첫 번째는 수작업 방식으로, 인력과 간단한 도구를 이용해 직접 쓰레기를 수거하는 방법입니다. 이 방식은 접근성이 뛰어나고 기술 장벽이 없지만, 인건비와 체력 부담이 커서 대규모 해양 청소에는 한계가 있습니다. 이미 오래전부터 사용해온 방법입니다.
두 번째는 고정형으로 운용되는 수거 장치입니다. 대표적으로 Seabin 같은 장비가 있으며, 항구, 요트 마리나, 수면이 비교적 안정된 지역에 설치됩니다. 고정형 수거장치는 전기 모터를 통해 수면의 쓰레기를 흡입하여 내부 필터에 포획하는 방식으로 작동합니다. 지속적으로 작동이 가능하고 유지비도 적지만 커버 범위가 한정되어 있다는 단점이 있습니다.
세 번째는 이동형으로 운용되는 수거 로봇입니다. 이 장치는 AI, GPS, 자율 항해 기능이 탑재되어 사람이 탑승하지 않아도 넓은 해역을 스스로 탐지하고 청소할 수 있습니다. 대표적인 사례로는 Clearbot(홍콩), WasteShark(네덜란드), Jellyfishbot(프랑스) 등이 있습니다. 이 장비는 해양 쓰레기뿐 아니라 유류, 해조류 등도 감지하고 수거할 수 있어 활용성이 높습니다.
네 번째는 드론 기반의 기술입니다. 항공 드론은 주로 해양 쓰레기 밀집 지역을 탐지하는 데 활용되며, 수상 드론은 소형 쓰레기 수거에 직접 투입되기도 합니다. 최근에는 AI 기반 영상 인식 기능이 결합되어 해양 쓰레기 분포도 예측이 가능해졌습니다. 그러나 직접적인 수거량은 제한적이므로 보조 기술로 분류됩니다.
2. 속도, 정화율, 지속 가능성 비교
기술별 수거 속도와 정화율은 현장 적용 시 가장 중요한 비교 요소입니다. 수작업 방식은 숙련자 기준 시간당 약 10~30kg 정도의 수거가 가능하며, 좁은 지역에서는 높은 효율을 보입니다. 하지만 넓은 바다에서는 반복성과 지속성이 떨어지고, 인력 피로도와 날씨에 크게 영향을 받습니다.
고정형 장치는 하루 약 1~2kg의 쓰레기를 수거하며, 설치만 되어 있으면 별도의 인력이 필요하지 않습니다. 특히 Seabin은 정박 중인 선박 아래에 설치하여 해양 쓰레기를 무인으로 수거할 수 있는 장점이 있으며, 24시간 작동이 가능해 누적 수거 효율이 뛰어납니다.
이동형 로봇은 성능에 따라 하루 50~150kg 이상의 쓰레기 수거가 가능하며, 일부 장비는 수거량뿐만 아니라 수거 경로, 쓰레기 종류, 온도 변화 등 다양한 데이터를 기록해 분석까지 가능합니다. AI와 자율 주행 기술이 발전하면서, 탐지 정확도와 정화율이 계속 향상되고 있는 추세입니다.
드론은 직접 수거 속도는 낮지만, 탐색 면에서는 최고 효율을 자랑합니다. 위성 기반 위치 정보와 연계된 드론은 하루 수십 제곱킬로미터 이상의 바다를 감시할 수 있으며, 수거 우선 지역을 빠르게 설정해 다른 장비의 작업 효율을 크게 높여줍니다.
3. 도입 비용과 유지관리 효율 분석
해양 정화 기술의 현실적 선택에서 가장 중요하게 고려되는 것이 바로 비용입니다. 수작업 방식은 장비 구입 비용이 거의 들지 않지만, 지속적인 인건비와 운영 관리 인프라가 필요하며, 대규모 작업에는 오히려 더 많은 비용이 발생할 수 있습니다. 또한 노동 강도와 작업자 안전 문제도 고려해야 합니다.
고정형 장치는 비교적 저렴한 설치 비용(대당 수백만 원 내외)과 낮은 유지비용으로 중소형 항구나 마리나에서 적합하게 쓰이고 있습니다. 필터 교체나 전기 모터 점검만으로 유지 관리가 가능하기 때문에, 예산이 적은 지역에서도 운영이 가능합니다.
이동형 수거 로봇은 초기 구입 비용이 수천만 원에서 수억 원까지 다양하지만, 장기적으로는 인건비를 줄이고, 반복 작업을 자동화함으로써 총 운영비용을 낮출 수 있습니다. 특히 친환경 에너지를 활용하는 장비는 에너지 비용까지 절감 가능합니다.
드론은 초기에 수백만 원 수준의 장비로 시작할 수 있으며, 모듈형 확장이 가능하다는 장점이 있습니다. 그러나 해상 기후에 따른 고장 위험, 배터리 교체 및 수리 비용 등으로 인해 유지비는 중간 이상 수준이 될 수 있습니다. 드론 운용에는 전문 인력 교육도 필요하며, 특히 국가별 항공법을 고려한 운용이 필요합니다.
4. 기술별 비교표 및 선택 전략
아래는 주요 해양 쓰레기 수거 기술을 성능 항목별로 정리한 비교표입니다.
| 기술 | 수거 속도 | 도입 비용 | 유지비 | 정화율 | 적합 환경 |
|---|---|---|---|---|---|
| 수작업 | 10~30kg/시간 | 낮음 | 높음 | 중간 | 좁은 해안, 섬, 교육 활동 |
| 고정형 장치 | 1~2kg/일 | 중간 | 낮음 | 중간~높음 | 항만, 요트 정박지 |
| 이동형 로봇 | 50~150kg/일 | 높음 | 중간 | 높음 | 강 하구, 대형 해양구역 |
| 드론 | 탐지 중심 | 중간 | 중간~높음 | 낮음 | 광역 탐색, 전략 설정 |
결론적으로 어떤 기술이 가장 효율적인지는 단일 장비의 성능만으로 결정되지 않습니다. 작업 지역의 특성, 예산, 인력 확보 여부, 운영 인프라 등에 따라 기술을 조합해 사용하는 것이 가장 효과적인 방식입니다. 드론으로 쓰레기 밀집 구역을 탐지하고, 로봇이 수거하며, 고정형 장치로 지속 정화하고, 사람의 손길로 마지막 정리를 하는 구조가 현재 가장 이상적인 모델로 평가받고 있습니다. 해양 쓰레기 문제는 복잡하지만, 기술을 잘 조합하면 충분히 실질적인 개선 효과를 낼 수 있습니다.