“폭발위험 50%↓”…‘수소충전소’ 핵심시설 지하에 만든다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 수소충전소의 고압설비를 지하에 배치해 폭발위험을 크게 낮추고 공간 효율성을 높일 수 있는 기술이 개발됐다.

한국건설기술연구원은 도심 수소 생산·충전시설의 주요 고압설비를 지하 방호공간에 배치하고 지상 운영시설과 연결하는 ‘지상-지하 입체화 방호구조 안전성 설계기술’을 개발했다고 4일 밝혔다.

수소충전소 등 도심형 수소시설은 수소버스와 상용차 보급 확대를 위해 필수적인 기반시설이다. 하지만 고압 수소를 취급하는 특성상 안전성 확보가 중요하고, 도심에서는 충분한 부지를 확보하기 어렵다는 문제가 있다.

이번에 개발한 기술은 수소 압축·저장 등 주요 고압설비를 지하에 배치하는 것이 핵심이다. 기존 수소시설 지하화 기술에 누출 감지와 사고 차단, 환기, 폭발 피해 저감, 실시간 안전관리 기술을 하나의 체계로 결합했다.

연구팀은 특히 ‘사고 예방-피해 저감-실시간 대응’으로 이어지는 3단계 안전체계를 구축했다.

수소가 누출되면 센서가 이를 조기에 감지해 자동으로 밸브를 차단하고 관련 설비를 정지시킨다. 동시에 강제 환기 시스템을 가동해 수소가 시설 내부에 축적되는 것을 막는다.

화재나 폭발 사고가 발생할 경우에는 지반과 지하 구조물, 별도의 방호시설을 활용해 폭발 충격과 파편 확산을 억제한다. 폭발압력도 안전한 방향으로 배출해 주변 시설과 주민에게 미치는 영향을 최소화하도록 설계했다.

연구팀은 대규모 수치해석과 실제 수소 누출·화재·폭발 실험을 통해 안전성을 검증했다. 그 결과 폭발압력 저감 및 방호기술을 적용하면 구조물 파괴와 파편 발생 등을 포함한 시설 종합위험도를 50% 이상 낮출 수 있는 것으로 평가됐다.

건설연은 기술개발을 넘어 실제 현장 적용에도 나섰다. 현재 평택 테스트베드 실시설계와 실증설비 구축을 추진하고 있으며, 시설 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 통합안전관리 플랫폼도 설계하고 있다.

향후 장기 운전을 통해 계절별 온·습도 변화에 따른 수소 누출과 환기 성능, 구조물 진동, 설비 고장, 유지관리 접근성 등을 종합 검증하고 실제 운전데이터를 확보할 계획이다.

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