[D:로그인] 손에 잡히는 수소 경제…전주기 안전관리 인프라 구축 [수소안전]

새정부 '친환경에너지 대전환' 국정과제 설정…수소에너지 생태계 조성 박차

수소용품검사인증센터·수소제품시험평가센터·액화수소검사지원센터 구축

가스안전공사 본사 전경.ⓒ데일리안 DB

이재명 정부는 '친환경에너지 대전환'을 주요 국정과제로 설정하며 수소에너지 생태계 구축에 박차를 가하고 있다. 국가 차원의 수소경제 로드맵은 수소차, 연료전지, 액화수소 산업 등의 전략 육성을 통해 산업 전반의 탈탄소화를 이끌겠다는 의지를 반영한다. 글로벌 기업들도 속속 RE100(재생에너지 100%) 캠페인에 참여하면서 친환경 에너지 공급이 기업의 경쟁력을 결정짓는 시대가 도래했다.

딜로이트에 따르면 2050년 청정수소 시장 규모는 1조4000억 달러에 이를 것으로 전망된다. 이러한 고성장 산업에서 무엇보다 중요한 요소는 '안전'이다. 수소는 무색무취로 누출 감지가 어렵고 사고의 위험도 있어 철저한 관리가 필수다. 수소산업의 성패는 곧 안전관리 수준에 달려있다고 해도 과언이 아니다.

이에 한국가스안전공사는 지난 2020년 7월 수소 안전관리 전담 기관으로 지정됐다. 국내 수소 안전관리 전담 기관으로서 시험·인증·실증 전 과정을 책임지며 정부의 청정수소 생태계 조성 방안, 세계 1등 수소 산업육성 전략 등 정책 방향에 대응하고 수소경제의 안정적인 정착과 산업육성을 위해 노력하고 있다.

전주기는 생산, 유통, 사용, 저장 등 모든 것을 일컫는다. 가스안전공사는 수소에너지를 안전하게 이용할 수 있는 기반을 마련하기 위해 전주기에 걸친 안전관리와 관련 산업의 성장을 지원하기 위해 수소 전주기 인프라를 구축하고 있다.

한국가스안전공사 수소용품검사인증센터에서 직원들이 시험을 진행하고 있다.ⓒ가스안전공사

수소 안전 생산 위한 인프라 '수소용품검사인증센터'

우선 수소의 안전한 생산을 위한 인프라로는 '수소용품검사인증센터'가 있다. '수소용품검사인증센터'는 지난해 6월, 전북 완주군에 준공한 시설로 '수소법'에 따라 추진되는 수소용품의 법정검사를 수행하는 국내 최초의 수소용품 검사기관이다. 수소 관련 초도 양산 설비의 안전성 검증과 수출기업 지원을 통해 산업 경쟁력을 뒷받침하고 있다.

수소용품 4종은 '수소법' 제2조 제8호에 따라 수전해설비, 수소추출설비, 고정형 연료전지와 이동형 연료전지이다. 용품들은 가스안전공사의 법정검사에 합격해야만 국내 유통과 사용이 가능하다.

수소용품검사인증센터는 연료전지 실험실 등 총 16개의 시험실을 갖추어 73종 148점에 대한 검사가 가능하며 최대 12m(40ft) 크기의 수소용품까지 검사가 가능한 시설이다.

또한, SZU, TUV Nord 등과 업무협약을 맺고 기업지원세미나를 개최하는 등 국내 수소용품 제조사들의 해외수출을 위한 인증비용과 시간 절약에 도움을 주고 있다.

한국가스안전공사 수소제품시험평가센터 전경.ⓒ데일리안 배군득 기자

수소차 시대 필수 시험 설비 '수소제품시험평가센터'

실생활과 밀접한 수소의 활용으로 대표적인 것은 자동차가 있으며 특히 버스와 트럭에서 그 효용성이 두드러진다. 국내 대기업의 수소트럭은 현재 스위스, 독일, 사우디아라비아 등 10여국에서 운행 중이다. 스위스에 도입한 수소트럭의 경우 2024년 6월에 누적 주행거리 1000만㎞를 돌파하는 등 전기차 대비 장거리, 연속 운송에 적합함을 입증했다.

또한 미국 캘리포니아에서는 'NorCAL ZERO 프로젝트'를 시행하며 수소전지 트럭을 항만·물류 현장에 투입해 2028년까지 디젤 트럭 대비 약 2만4000t의 탄소 감축 효과를 기대하고 있다.

이에 가스안전공사가 2024년 3월 개소한 '수소제품시험평가센터'는 수소 버스를 포함한 상용차의 내압용기 시험과 충전소 부품에 대한 성능 평가를 수행하고 있다.

특히 대형 상용차용 대용량·고압용기 시험을 위한 5000bar급 초고압 파열시험장비, -40℃와 85℃의 시험환경을 구현할 수 있는 극한온도 반복시험장비, 최대 1000bar까지 가압할 수 있는 수소가스반복시험장비 등을 갖췄다. 충전소용 밸브 KS인증시험을 포함한 18종의 안전 인증 시험 설비도 운용 중이다.

특히 대용량 수소용기는 내용적이 커 반복 시험과 투과성 시험에 시간이 많이 소요돼 장비 구축에 어려운 점이 있었으며 국내 시험시설이 없어 국외 시험기관에 의뢰하고 있었다. 하지만 가스안전공사가 구축한 설비를 통해 기존 대비 약 60% 수준으로 시험비용을 절감해 국내기업에서 제품 개발을 위한 시간과 비용을 아끼는데 도움을 주고 있다.

개소 후 약 1년 6개월 동안 6개사의 수소부품에 대한 시험을 지원하고 2025년에는 국내 자동차 제조사와 협업으로 수소자동차용 가스부품 안전성 검증사업을 수행했다. 지난 7월 센터는 KOLAS 국가공인시험기관에 선정됐으며 수소자동차용 내압용기 분야는 국내 최초의 성과로 수소차 보급에 필수적인 안전 확보와 제품 신뢰성 향상에 기여하고 있다.

한국가스안전공사 수소제품시험평가센터 내에 위치한 시험 설비.ⓒ데일리안 배군득 기자

극저온 환경 저장·운용 안정성 확보 기지 '액화수소검사지원센터'

또한 에너지를 이용하는데 빠질 수 없는 것이 바로 저장시설이다. 현재 수소를 저장과 운송할 때에는 기체를 고압으로 압축해 저장탱크에 보관하고 있다. 이는 저장량의 한계, 압력용기의 경제성 등의 문제가 발생해 수요가 급증할 경우 적절한 대응을 하기 어렵다.

반면 수소를 -253℃로 냉각할 경우 액체가 되면서 부피가 800분의 1으로 감소하게 되고 1회 운송량은 기존에 비해 10배 수준으로 더욱 많은 에너지의 저장·운반이 가능해져 대형 선박·항공·산업용 보일러 등 다양한 사업에 활용할 수 있다.

현재 국내에서 사용되고 있는 극저온 설비와 제품은 -196℃인 액화질소를 사용해 검사와 인증이 이루어지고 있다. 하지만 액화질소보다 액화수소의 온도가 -253℃로 더 낮고 가스의 밀도도 작은 특성을 보이기 때문에 실제 액화수소를 사용하는 검사와 인증을 통해 안전성을 확보할 필요가 있다.

가스안전공사는 이러한 극저온 환경의 저장과 운용의 안정성 확보를 위해 '액화수소검사지원센터'를 건립하고 있다. 민간이 적극 추진 중인 대규모 액화수소 플랜트 구축 계획에 대응하고 -253℃의 극저온에서 설비, 제품의 검사와 인증을 담당하기 위해 2025년 11월 완공을 목표로 충북 음성에 구축 중이다.

센터가 건립되면 국내 액화수소 충전소에서 운용되고 있는 최대 크기인 4t급의 액화수소용 저장탱크와 이송용 탱크 트레일러, 그리고 액화수소용 초저온 용기에 대한 진공단열 성능(NER)을 액화수소 또는 액화질소를 통해 시험할 수 있게 된다.

추후에는 법정검사 이외에도 KOLAS인정기관 자격을 획득해 국제공인성적서를 발행하는 것을 목표로 하고 있다. 가스안전공사는 센터의 안정적인 구축으로 액화수소 저장탱크류, 제품류에 대한 국내 제조기업의 기술력 향상과 더불어 해외시장에서의 우위를 선점할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

가스안전공사는 관계자는 "미래 신사업인 수소경제의 청사진은 산업의 발전과 함께 안전이 확보돼야만 더욱 뚜렷해질 수 있다"며 "공사는 세계 1등 수소산업 육성을 달성하기 위하여, 산업의 발전에 발맞춘 수소 전주기 인프라 구축과 산업 육성에 효과적인 안전관리 및 기업지원에 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

한국가스안전공사 수소제품시험평가센터 내에 위치한 시험 설비.ⓒ데일리안 배군득 기자