[포스코퓨처엠 & 경북대학] 지역사회와 해양생태계를 위해 해파리 개체 수를 감소시킬 해파리 폴립 제거 장치
최근 해파리에 대한 피해기사들이 쏟아지고 있습니다. 해파리는 해양 수산부가 지정한 유해 해양 생물 18종 중 5종이 매우 큰 피해를 줍니다. 특히 해파리 쏘임 사고는 작년 대비 5.6배 증가 하였으며, 연간 어업 손실액은 2,290억원이었습니다. 또한 작년 원자력 발전소 피해액은 총 580억원이었고 해양 생태계를 교란시키는 등 다방면에서 많은 피해를 가져오고 있습니다.
2011년, 3곳에 불과했던 해파리 주의 경보 해역이 2024년에 들어서는 11곳으로 확대되는 유례 없는 사태가 발생하기도 했습니다. 수온 상승으로인해 해파리 개체수는 앞으로도 폭발적으로 증가할 것임으로 피해 역시 증가할 것입니다.
따라서 저희는 해파리를 효과적으로 줄일 수 있는 방법을 고안해냈습니다. 먼저 이해의 편의를 위해 해파리의 생애주기를 살펴보겠습니다. 해파리는 ‘유생 → 폴립 → 작은 해파리인 에피라 → 성체’로 성장합니다. 해파리 제거를 위해서는 크게 ‘폴립’을 제거하느냐, ‘성체’를 제거하느냐로 나눌 수 있었습니다. 이중 해파리 개체 수를 효과적으로 줄일 수 있는 방법은 폴립 제거와 성체 제거 중 폴립을 제거하는 것이었습니다.
폴립은 해파리 공장으로도 불리며, 자가 증식을 통해 1마리당 5000마리의 해파리를 생산해냅니다. 따라서 저희는 ‘폴립 제거’에 집중하였습니다.
현재 진행 중인 폴립 제거 사업은 1년에 1~2회 단발적으로 진행되고 있었습니다. 따라서 폭발적으로 증가하는 폴립을 제거하기에 역부족이었습니다. 이를 보완하기 위해 저희는 지속적인 폴립 제거를 위한 해결책으로 자동화 장치인 포부기를 개발했습니다. 포부기의 외형은 해파리의 포식자인 바다거북에서 착안했습니다.
포부기는 친환경 재생 에너지인 ‘태양광’으로 움직이며 ESS에 저장하여 지속적으로 작동할 수 있습니다. 연구에 따르면 폴립은 ‘부유’ ‘인공’ 구조물의 아래쪽에 가장 많이 부착되었습니다. 또한 폴립은 약한 빛에 반응합니다. 따라서 포부기 아래 원기둥형 구조물을 부착하고 LED 조명을 조절해 다른 곳에 붙을 폴립들이 포부기에 부착되도록 폴립이 유도합니다. 포부기의 구조는 다음과 같습니다.상단부에 태양광 패널이 놓여 있으며, 내부에는 이를 저장할 수 있는 ESS전지가 삽입되어 있습니다. 이는 LED 조명을 밝히고, 포부기 아래 원기둥형 구조물에 설치된 스크래퍼를 가동하는데 사용됩니다.
폴립은 벽에서 떨어지기만 해도 생존하지 못하기 때문에, 보시는 것과 같이 유도된 폴립은 360도 회전식 스크래퍼를 통해 제거됩니다. 저희는 포부기 제작의 실현 가능성을 조사하기 위해서 여러 스타트업들과 연락을 취해보았는데요. 그중 스타트업 ‘오든’이라는 곳을 알게 되었습니다. 오든측에 직접 자문을 구한 결과, 오든이 보유한 IoT스마트부표제작기술과 제품 커스터마이징 기능을 통해, 포부기 실제 제작 및 적용 가능하다는 답변을 얻어 실현가능성을 높였습니다.
포부기는 앱을 통해 편하게 관리할 수 있습니다.어플리케이션을 통해 원격으로도 폴립 제거가 가능하고, 배터리 잔량과 부품의 교체시기를 쉽게 알 수 있습니다. 따라서 기존 폴립 제거 사업 담당자의 간헐적인 모니터링을 통해 별도의 인력을 필요로 하는 것을 방지하였습니다. 저희는 포부기의 귀여운 외형이 시민들에게 호감을 얻을 수 있다고 생각했습니다. 그때 생각난 것이 석촌 호수의 러버덕이었습니다. 러버덕을 보러 많은 사람들이 석촌 호수에 방문한 것에서 착안하여 포부기 또한 포항의 관광 자원으로 활용할 수 있도록 하여 포스코퓨처엠의 사회공헌사업을 자연스럽게 대중에게 확산시킬 수 있도록 하였습니다.
포부기의 제작 예산은 약 340만원으로 책정되었습니다. 유사 지역의 연간 1회 폴립 제거 예산인 1억으로 29개의 포부기를 제작할 수 있어 비용 효율성이 높습니다. 작은 부품들까지 팀원들과 조사하며 최대한 자세한 예산을 집계하려 노력했습니다.
포부기의 전국 확대에 앞서 저희는 포항 청림 해변을 시범 사업지로 선정하였습니다. 해파리 폴립 제거 사업은 서남해안 중심으로 진행되고 있어 동해안은 제거 사업의 사각지대에 놓여있었습니다. 그중 포항은 동해안 해파리 수매 사업 규모액의 70%를 차지할 만큼 해파리 피해가 큽니다. 또한 청림 해변은 포스코퓨처엠의 반려해변으로 기존 사업과의 시너지를 낼 수 있습니다. 추가적으로 이동성을 높이기 위해 기존 바다숲 프로젝트와의 시너지를 위해 바다숲 프로젝트에 사용된 슬래그로 포부기의 닻을 제작하였습니다. 슬래그의 알칼리화 작용을 통한 추가적인 해양 환경 개선을 기대할 수도 있을 것 입니다.
따라서 포부기는 경제적, 사회적, 환경적으로 긍정적인 효과를 낼 수 있을 것입니다. 제거 사업 구역에서는 1㎡(제곱미터) 당 적어도 10,000(일만)개체 이상의 폴립이 관측되는데요. 포부기의 면적은 12.56㎡(십이 점 오육 제곱미터)로 1년에 최소한 1,256,000(백이십오만육천)개체가 부착될 것으로 추산됩니다. 청림해변과 환경이 유사한 평택항이 인력을 사용해 500만 마리의 개체를 제거하였으니, 포부기는 인력의 25%를 대체할 것으로 예상되며 이는 연간 2500만원을 절감할 수 있게 됩니다.
종합적인 기대효과를 설명하자면, 먼저 경제적 효과입니다. 폴립 제거는 해파리 성체 제거 대비 50배 이상 경제적입니다. 사회적으로는 해파리로 인한 피해를 감소시키고 협력 공급망을 구축하며 ESG 이미지를 제고합니다. 환경적으로는 폴립을 제거하여 생물 다양성을 2.3배 높이는 등 긍정적인 효과를 가져 올 것입니다.
포스코퓨처엠이 포부기를 통해 더 나은 지역사회와 해양생태계를 만들어 나갈 것을 기대해봅니다.
