[에너지데일리 조남준 기자] 정부에서는 지난 1월 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고, 수소경제 사회로 변화를 선언했다. 깨끗한 대체 에너지 수요가 급증하는 만큼 새로운 에너지를 활용한 경제 패러다임 변화를 추구하는 로드맵은 앞으로 우리 사회 모습을 결정짓는 중요한 밑바탕이 될 것으로 기대되고 있다. 이에 발맞춰 한국가스안전공사(사장 김형근)도 수소경제 시대를 대비한 안전 확보를 위해 수소충전소용 초고압(87MPa급) 복합재 압력용기 제작기술 개발지원 및 관련 안전기준을 제정해 수소충전소 인프라 확대를 위한 토대를 마련하는 등 꾸준한 준비를 이어가고 있다. 특히 가스안전공사는 국내 수소산업 생태계 조성을 위해 안전성과 경제성을 동시에 확보하는 규제 합리화를 추진하고 있다.

■수소 안전관리 기준 실증 연구 수행

한국가스안전공사는 규제 합리화와 관련된 대표적인 사업으로 융복합수소충전소, 패키지형 수소충전소에 대한 안전관리 기준 실증 연구를 수행 중이다.

지난 2015년에는 수소차 보급 활성화의 필수 요소인 수소충전소 확대를 위해, 기존 주유소와 가스충전소 부지에 수소충전소를 설치할 수 있도록 기준연구를 실시했다. 또한 수소충전소용 초고압(87MPa급)복합재 압력용기 제작기술 개발지원 및 관련 안전기준을 제정해 수소충전소 인프라 확대를 위한 토대도 마련했다.

가스안전공사에 따르면 현재 수소충전소에 필수적으로 사용되는 수소저장 압력용기는 일본 및 미국 등에서 전량 수입에 의존하고 있다.  더구나 초고압 수소가스를 저장하는데 적합한 복합재용기용 국내 기준이 미비해 수소충전소 인프라를 확대하는데 큰 걸림돌로 작용했다.

이에 따라 가스안전공사는 지난 2014년부터 ㈜엔케이, 가천대학교, 자동차부품연구원 등과 함께 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원으로부터 수소충전소용 초고압 복합재 수소저장압력용기 개발 과제를 수탁 받아 연구를 진행해왔다.   

3년에 걸친 연구 결과, 현재 수소충전소용 87MPa급 복합재 수소저장압력용기 설계 및 제작 기술 개발을 통해 시제품 제작에 성공했다. 수소충전소용 TYPE3(Type 3: 금속라이너+ 전체 복합재 섬유) 용기는 내부에 알루미늄(AL6061 T6) 소재를 적용한 라이너를 가지고 탄소 복합재 섬유를 보강해 내부 가스투과가 없는 금속라이너를 적용함으로써 초고압 저장 및 무게 경감도 가능하다.

이에 공사는 용기의 파열검사와 내압팽창시험, 수압반복시험 등을 통해 여러 차례 안전성을 확인하고 외국 규정을 분석해 국내안전기준인 KGS AC118(압축수소가스용 복합재료 압력용기 제조의 시설?기술?검사 기준)을 제정했다.  

그 결과 기존에 전량 수입에 의존했던 수소저장압력용기를 국산화해 수소충전소 건립비용을 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 효율적인 수소가스의 이송 및 충전을 통해 수소전기차 이용자들의 편리성을 확보하고, 향후 수소충전소 인프라 보급이 원활하게 이루어질 것으로 기대되고 있다.

아울러 2016년 ‘융복합 및 패키지형 충전소 특례기준’을 제정·고시하고, 지금까지 9건의 안전기준을 제정했다.

■ 해외 기관과 수소 안전 인프라 구축 맞손

수소충전소 부품 국산화를 위한 연구도 추진 중이다. 현재 40% 수준인 수소충전소 부품의 국산화율을 높여 수소충전소 구축비용을 절감하기 위해서다.

수소가스를 대량으로 운송하기 위해 현재 충전량 보다 2배 이상 많은 양을 충전할 수 있는 초고압 경량 복합재료 튜브트레일러용 용기를 개발해 지난 2월말 관련 Code를 제정했으며, 수소충전소의 핵심부품이라 할 수 있는 압축기와 밸브 개발에도 참여하고 있다.

현재 해외에서 개발된 위험성 평가 소프트웨어를 사용하고 있는데 미국의 샌디아연구소와 공동으로 수소충전소 위험성평가를 위한 소프트웨어 국산화 개발을 추진하고 있다.

또한 지난해 8월 베를린에서 독일연방물질연구소(BAM)와 수소 인프라 구축을 위한 기술교류 협정도 체결했다.
BAM는 독일 경제기술부 소속으로 위험물 기술과학 분야에서 세계 최고 권위를 자랑한다.

BAM에서는 화재·폭발분야 위험물 안전검사 및 인증, 화학기술 안전연구, 세계적 안전기준 개발 등의 업무를 수행하고 있다.

이에 가스안전공사는 2015년 BAM과 에너지안전실증연구센터 화재폭발 기반시험 설비 구축을 위한 기술협정을 체결한 바 있다. 공사는 이번 협정을 통해 앞으로 BAM과 액화수소 생산 플랜트와 이송용 탱크로리, 충전소 등과 관련한 안전기준 및 규정을 만들고, 실증시험 기술 교류를 확대할 계획이다.

또한 액화수소 밸류체인에 관한 국제표준화를 선도하고, 수소연료차량 안전 성능기준 개정을 추진할 방침이다.

김형근 가스안전공사 사장은 “국내 첨단 가스산업의 발전과 국민의 가스안전확보를 위해 국제협력은 필수”라며 "앞으로도 해외선진연구기관과 공동연구를 추진하고, 기술교류를 통해 한국의 가스안전관리 기술 선진화를 꾀하겠다”고 말했다.

■수소 안전 시험·인증 장비 및 전문 인력 확보

가스안전공사는 초고압 및 초저온 분야의 시험·인증 장비 및 인프라 구축 노하우와 시험인증 전문 인력을 많이 확보하고 있다. 특히 가스안전공사는 친환경 수소전기차용 복합재 용기(Type 4) 제조기술을 확보하고 있다.

또한 초고압 제품(수소, CNG자동차용 및 충전소용 부품) 화재폭발·실증 시험을 실시할 수 있는 세계 4번째로 설립된 에너지안전실증연구센터(이하 에안센터)도 운영하고 있다.

에안센터는 국내 수소관련 제품 기업에게 기술개발과 시험인증 지원을 통해 기업의 경제적 부담 감소와 경쟁력 제고에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.

특히 에안센터는 정부의 친환경정책 기조에 발맞춰, 수소자동차 및 수소충전소 보급 확대를 위한 시험인프라 구축을 비롯해 기술지원 체계 확립을 통해 수소산업 발전을 선도하고, 글로벌 경쟁력 확보를 통한 세계 최고의 실증시험·연구 전문기관으로의 도약을 준비 중이다.

먼저, 지난 3년간 진행된 수소자동차 용기 및 부품 시험용 초고압 인프라 구축사업이 올해 완료된다.

그동안 에안센터에서는 수소, CNG 등 초고압분야 용기·부품관련 실증시험 및 인증을 위하여 2017년부터 2019년까지 3년동안 약 80억을 투입, 시험인프라를 구축해 왔다.

올해 안에 시험인프라가 구축되면 수소차 용기 및 부품관련 핵심시험(15종) 가능은 물론, 700bar 이상의 초고압 인프라를 갖추게 되면서 국내에서는 처음으로 수소충전소 분야 공인 시험·검사기관(KOLAS) 인정도 추진될 것으로 기대된다.

KS 시험·검사를 수행하기 위해서는 KOLAS 인정이 필수적이나 현재 국내에 수소충전소 부품 관련 KOLAS 인정을 받은 곳은 전무하다.

올해 에안센터의 초고압 시험인증, 실증시험 인프라 구축이 완료되면 국내 최대 규모의 실증시험센터를 기반으로 우리나라의 초고압 시험·실증분야의 기술경쟁력도 한층 높아질 것으로 기대된다.

■수소에너지 안전관리 로드맵 수립 운영

가스안전공사는 수소경제 시대 안전 확보를 위한 작업에도 이미 착수했다.

가스안전공사 자체적으로 지난 2017년부터 수소에너지 안전관리 로드맵을 수립해 운영하며, 생산·제조, 저장·이송, 충전·사용, 융합·응용 4가지 분야에서 45가지 세부과제를 발굴해 수행 중이다.

또한 2018년 수소충전소 시설기준에 대한 상세한 기준해설서를 지역본부·지사 및 지자체 담당 공무원에게 배포하고, 현장 검사원에 교육을 실시하는 등 검사 역량 강화에도 노력하고 있다.

특히, 올해는 수소경제 활성화 로드맵 등 정부의 속도감 있는 정책 시행을 적극 지원하고, 수소경제 안전관리 책임기관으로서의 역할을 다하기 위해 수소경제 안전관리 체계 확립, 현장 안전관리 강화, 수소경제 기술 선도 등 4개 분야 21개 과제를 발굴해 지난 3월 ‘KGS 수소경제 안전관리 종합대책’을 수립해 전사적으로 시행하고 있다.

가스안전공사 김형근 사장은 “수소경제 시대는 다가오고 있는 미래인 만큼, 안전관리 제도와 기준, 현장 인력 양성 등을 통해 안전한 수소경제 시대를 이끌어가겠다”며  “앞으로고 추가적인 연구와 인증취득을 통해 가스안전공사가 주도적으로 안전한 수소충전소 보급에 기여하겠다”고 밝혔다.
 

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