[에너지신문] 수소경제 활성화를 위해 가장 시급한 것은 수소공급가격을 보다 저렴하게 해야 하고, 이를 위해서는 생산비용 못지 않게 운송비용을 낮추는 데 있다.
운송 비용을 낮추기 위한 핵심장비가 바로 ‘튜브트레일러’이다. 튜브트레일러의 1회 수소운반량을 늘리고 운송횟수를 줄인다면 운송비용을 낮출 수 있다.
국내 수소운송은 주로 200bar 이하의 수소 전용 튜브트레일러를 이용해 운송하고 있다.
이는 1회 운송시 최대 320~350Kg의 수소를 운송할 수 있어 가장 현실적인 방법으로 활용되고 있다. 현재 400기 이상 수소 튜브트레일러가 수소충전소 중심으로 운영되고 있다.
수소 튜브트레일러는 대량의 수소를 저장해 전국 곳곳을 운행하는 ‘혈관’ 역할을 하는 만큼 운송 중 안전성 확보와 관리의 중요성이 강조되고 있다.
하지만 현재 수소 튜브트레일러는 피견인차량으로 수소가스에 대한 안전대책은 오발진방지자치, 안전밸브, 긴급차단밸브 등 3가지에 불과한데다 별도의 모니터링 시스템이 부재하고, 운전자가 스스로 안전관리를 하고 있어 ‘사고 사각지대’에 있다는 지적이다.
이에 강원테크노파크 에너지센터에서는 수소트레일러 안전장치 모니터링 실증사업을 진행, 수소 튜브트레일러 사고 발생 미연 방지를 위한 방안 모색에 나섰다.
본지는 강원테크노파크 에너지센터 실증 현장을 찾아 진행사항을 들여다봤다.
증가하는 수소 트레일러 사고…안전관리 필요하다
2021년 12월 28일 당진·영덕 고속도로 대전방향 유성터널 인근에서 190bar의 수소 325kg 을 실은 수소 튜브트레일러에서 화재 사고가 발생했다.
당시 소방당국과 언론 등을 종합해 보면 이 사고는 차량의 브레이크 과열로 타이어 화재가 발생, 이를 통한 수소용기 과열로, 압력이 높아져 안전밸브가 적시에 작동,
용기 내 수소를 약 30분간 강제 배출됐고, 배출된 수소에 불이 옮겨붙으면서 10~20m의 수소 화염이 생겼다. 이 사고로 튜브트레일러는 크게 파손됐지만, 인명 피해는 없었다.
해외에서도 여러 번 발생한 것으로 조사됐다. 2019년 미국 캘리포니아 주 산타클라라에 위치한 러셀 가 1700번지 에어프로덕츠 트랜스필 시설에서 수소를 운송하는
트레일러에 충전 중이던 수소가스가 누출돼 폭발과 화재가 발생, 2명의 부상자와 주변 차량 파손이 발생했다.
또한 미국 오클라호마 고속도로에서 수소 튜브트레일러와 픽업트럭 충돌사고가 발생, 수소저장용기 폭발로 인해 1명이 사망하고 반경 0.5마일 이내에 대피 권고를 받았다.
이렇듯 앞서 소개한 사고를 포함해 수소 트레일러 사고 발생 건수 및 피해는 더욱 증가하는 추세다. 때문에 수소운반차량의 철저한 정비 필요성과 관리·감독을 강화해야 한다는 점을 분명히 보여주고 있다.
이에 강원테크노파크는 수소 트레일러의 안전 모니터링 실증 사업으로, 중요 안전장치 관련 센서를 부착, 모니터링하는 실증사업을을 진행하고 있다.
강원테크노파크 관계자는 “현재 튜브트레일러에 대한 운전 전‧후 안전점검은 전문기관의 교육을 수료했거나 관련 자격증을 보유한 운송기사의 개인적 관리 능력에 전적으로 의지하고 있다”며 “별도의 모니터링 시스템이 부재해 안전관리가 불가능한 상황”이라고 설명했다.
이번 실증사업은 수소 튜브트레일러의 충전-운송-활용 시 가장 우려되는 요인들을 모니터링한다는 계획이다.
우선 충전‧출하시 오발진방지장치에 대한 모니터링이다.
현재 튜브트레일러 운전자의 점검에 의해 관리되고 있다. 이에 △튜브트레일러 충전 및 운송시 트렉터와의 공압 연결부위 탈탁 여부 △랜딩기어 상승시 고정여부
△고압 튜브의 탈착 및 안전보호 장치 점검 여부 등 각 주요 부위에 센서를 부착, 안전 모니터링 시스템을 구축할 계획이다.
또한 트랙터-트레일러 분리 후 트레일러의 거치 및 전도방지를 위한 랜딩기어가 운행 중 떨어져 지면에 박힐 경우 대형사고가 발생할 수 있는 전복사고의 위험이 있어,
안전을 위한 랜딩기어 모니터링 센서도 부착한다.
아울러 주행 중 수소가스 누출을 막기 위한 가스감지센서를 부착한다. 튜브트레일러가 충전소(출하장)에 있을 경우 충전소(출하장) 가스감지센서를 통해 안전성을 확보할 수 있으나 주행 중 수소가스가 누출될 경우 가스감지센서가 없어 극도로 위험하다.
모니터링 프로그램을 제작한 ㈜GE 관계자는 “수소 튜브트레일러 사고는 가끔 발생하지만, 충분히 사전에 방지할 수 있는 유형이 많다. GE에서는 삼척교동에서 운행중에 있는 튜브트레일러에 안전 모니터링시스템을 적용, 현재 플랫폼에 수소 튜브트레일러의 안전관련 사항에 대해 모니터링을 하고 있다”며 이번 안전 모니터링 시스템으로 국민들의 불안감은 완전히 해소될 것으로 전망했다.
실시간 안전 모니터링으로 사고 원인 분석 기여
현재 강원테크노파크는 현재 관리 중인 수소 튜브트레일러 3대(강원TP 소유 1대, 강원도 소유 2대)에 안전모니터링 시스템을 부착, △피견인차 결합 △에어·전력 케이블 결합 △렌딩기어 고정 △오발진방지장치 작동 현황 △가스감지 등에 대한 안전 관리 시스템을 실증하고 있다. 이를 통해 수소 인프라 모니터링 시스템의 플랫폼 운영 실증 및 설비 진동센서를 통한 고장 감시 등을 실증한다는 계획이다.
관계자는 “이번 실증사업은 수소 생산시설 및 충전소, 튜브트레일러 등 인프라 전반에 대한 안전센서 연동 IoT 기반의 모니터링 플랫폼 구축, 실증사업으로.
특히 수소 튜브트레일러의 안전감지 시스템은 전기식, 기계식 센서와 많은 윤활유 기반에 사 용될 수 있는 적정 센서를 선정해 위치, 방폭, 통신을 통합 고려해 개발했다”고 설명했다.
강원테크노파크는 이번 사업을 통해 삼척 오분동 수소충전소, 삼척 교동 수소생산시설, 삼척 교동 수소버스충전소 3개소에 IoT 안전관리 시스템을 구축, 설비 운전 모니터링과 고장 시 원인분석을 실시하고 있다.
또한 수소 튜브트레일러로 통해 수소를 운반하며, 킹핀(kingpin) 결합상태, 트레일러 서포트레그(support leg) 상태, 수소감지, 튜브트레일러 위치 확인 등 안전모니터링 시스템으로 안전불감증을 해소한다는 계획이다.
아울러 각 수소충전소 및 생산시설에는 IoT 안전관리 시스템과 데이터를 임시저장‧변환‧발송 할 수 있는 ‘엣지서버’를 구축할 예정이다. 이 엣지서버에서 전달되는 데이터를
저장할 원격 서버 및 모니터링 시스템 제어실은 향후 강원테크노파크 에너지센터에 구축한다는 계획이다.
강원테크노파크는 이번 모니터링 시스템이 원활하게 구동되면, 모니터링 플랫폼을 통해 수소생산시설 및 충전시설의 수소누출, 안전센서 작동 현황 등을 일반시민에게 공개,
수소안전 불감증 해소에 도움이 될 것이라 판단하고 있다.
또한 생산시설, 충전소 운영자에게 실시간 안전 데이터와 고장 시 신속 알림 등으로 효율적 시설 운영 지첨을 마련해준다.
아울러 실증기간동안 축적된 데이터 분석을 통해 사고 원인을 분석, 맞춤형 해결책 모색에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.
*출처: 수소 트레일러, 폭발 대신 ‘안전’을 싣는다 < 기획 < 심층보도 < 기사본문 - 에너지신문
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