[과학]건설연, 수소 시설 지하화 설계 기술 개발…지상대비 면적·위험도 줄여

한국건설기술연구원(원장 김병석)은 수소도시 기반시설 지하화가 가능한 설계기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

현재 수소경제 활성화 로드맵, 제1차 수소경제 이행 기본계획에 따라 수소 공급시설 확충이 필요한 상황이다. 수소는 가연범위가 넓어 수소 공급시설도 폭발 위험성을 내재하고 있다. 시설 안전성 및 수용성 확보가 우선 해결돼야 한다.

이에 건설연 수소인프라클러스터 연구팀(팀장 황인주 선임연구위원)은 수소 저장시설 지하화에 필요한 지상-지하 입체화 방호구조 안전성 설계기술을 개발했다.

개발 기술은 지하 깊이 조건에 따라 방호구조 두께가 다르도록 적정 기본하중 설계를 할 수 있게 했다. 또 폭발 사고에 견딜 수 있는 방호재료를 적용하고 재료 특성을 설계에 반영했다.

기술 장점은 안전성 확보와 공간 절약에 있다. 지하에 설치할 경우 지상 개비 30% 이상 공간을 절약할 수 있다. 또 안전 설계로 시설 종합 위험도를 50% 이상 줄일 수 있다. 이는 구조물 파편에 따른 인명피해 등 피해 규모를 절반 가까이 줄일 수 있음을 의미한다.

연구진은 또 수소 누출 시 긴급 배출하는 환기제어시스템을 적용했다. 더불어 폭발압력을 70% 이상 낮출 수 있는 폭발 방산구 최적화 설계를 적용했다.

폭발 방산구는 낮은 폭발압력에도 쉽게 부서져 구조물 내부 압력이 밖으로 방출될 수 있도록 설계한 문, 창문, 패널 등을 말한다. 만약 폭발 방산구가 없다면 구조물 내부 압력이 급속도로 상승해 구조물 자체는 물론이고 내부 설비 등이 크게 손상된다.

개발 설계기술은 2026년까지 2단계 사업을 통해 현장 시범 적용 예정이며 현재 실용화 추진 단계에 있다.

김병석 원장은 “지하공간은 그 자체로 방호기능을 가지며 안전성을 획기적으로 개선할 수 있다”며 “수소 저장시설 지하화 설계기술 개발로 주민 수용성이 대폭 개선될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 성과는 과학기술정보통신부 지원과 건설연 주요사업 '수소도시 기반시설의 안전 및 수용성 확보기술 개발(2022~2024)' 과제를 통해 개발됐다.

김영준기자 kyj85@etnews.com