고압 수소 압축ㆍ저장 및 수소연료전지 발전설비의 지상–지하 입체화 배치 개념도 / 사진:건설연 제공

[대한경제=장진우 기자] 한국건설기술연구원(원장 박선규, 이하 건설연)은 도심 내 수소 생산 및 충전시설의 고압설비를 지하 방호공간에 배치하고 지상 운영시설과 연계하는 ‘지상-지하 입체화 방호구조 안전성 설계기술’을 개발했다고 6일 밝혔다.

건설연은 경기도 평택 테스트베드에서 현장 실증을 추진하고, 향후 도심형 수소시설의 안전한 구축과 실용화를 지원할 계획이다.

기술의 핵심은 기존 수소시설 지하화 기술을 바탕으로 누출 감지부터 사고 차단, 환기, 폭발 피해 저감, 실시간 안전관리까지 하나의 체계로 연계했다는 점이다. 수소 압축 등을 위한 주요 고압설비를 지하에 배치해 도심의 제한된 부지를 효율적으로 활용하고, 사고 발생 시 피해를 최소화할 수 있도록 설계했다.

연구를 이끈 수소인프라센터 연구팀(황인주 팀장)은 구체적으로 사고 예방, 피해 저감, 실시간 대응의 3단계 안전 체계를 구축했다. 수소가 누출되면 센서가 조기 감지를 통해 자동으로 밸브를 차단하고, 설비를 정지시키며 강제 환기를 진행한다. 사고가 발생하더라도 지하구조물과 방호시설이 폭발의 충격과 확산을 줄이고, 폭발 압력을 안전한 방향으로 배출해 주변 피해를 최소화하는 시스템이다.

설계안의 안전성은 대규모 수치해석과 수소 누출ㆍ화재ㆍ폭발 실험을 통해 검증했다. 그 결과, 폭발 압력 저감 및 방호기술을 적용하면 구조물 파괴와 파편 발생 등에 따른 시설 종합위험도를 절반 이상 줄일 수 있는 것으로 확인됐다.

연구팀은 테스트베드를 추가 운영하며 계절별 온ㆍ습도 변화에 따른 수소 누출 및 환기 성능, 구조물 진동, 유지관리 접근성 등을 종합적으로 검증하고 실제 운전 데이터를 확보한다는 방침이다. 실증 결과는 규제 샌드박스 안전기준과 국가건설기준 마련을 위한 기초자료로 활용될 예정이다.

박선규 원장은 “도심형 수소시설의 안전성과 공간 효율을 동시에 확보하는 기술은 수소버스와 상용차 보급 확대 및 친환경 교통 체계 전환을 뒷받침하는 핵심 기반”이라며 “현장 실증과 제도화를 통해 국민이 안심할 수 있는 수소 도시 인프라를 구현하겠다”고 말했다.

장진우 기자 camel@

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