건설기술연구원, '수소 저장시설 지하화' 설계기술 개발

"지상 설치 보다 면적 30% 축소, 종합위험도 50% 감소"

지하 방호구조 설계를 위한 수소가스 폭발 실험. [사진=한국건설기술연구원]

한국건설기술연구원(건설연)은 수소도시 기반시설의 지하화를 위한 설계기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 

건설분야에서 수소기반시설 구축은 탄소중립 달성을 위한 핵심 영역이다. 이를 위해서는 수소의 생산, 공급, 활용을 담당하는 기반시설의 건설 기술 개발이 필요하다. 특히 수소 인수기지, 수소공급 허브스테이션, 수소 거점기지는 대용량의 수소 공급을 위한 핵심시설이다.

이에 건설연 수소인프라클러스터 연구팀은 수소 저장시설의 지하화에 필요한 '지상·지하 입체화 방호구조 안전성 설계기술'을 개발했다.

개발된 기술은 지하 깊이별 조건에 따라 방호구조 두께가 다르게 적정 기본하중 설계를 할 수 있도록 했다. 또한 폭발 사고에 견딜 수 있는 방호재료를 적용하고 재료의 특성을 설계에 반영했다. 

건설연에 따르면 개발 기술을 지하에 설치할 경우 지상에 비해 30% 이상 공간을 절약할 수 있으며, 안전 설계를 통해 시설의 종합 위험도를 50% 이상 감소시킬 수 있다. 위험도를 50% 이상 감소한다는 것은 구조물 파괴로 발생하는 파편으로 인한 인명피해와 같은 피해 규모를 절반 가까이 줄일 수 있다는 의미다.

연구팀은 안전 설계를 위해 누출 상황 시 수소를 긴급 배출하는 환기제어시스템과 폭발압력을 70% 이상 낮출 수 있는 폭발 방산구(Explosion Venting)의 최적화 설계를 적용했다.

폭발 방산구는 낮은 폭발압력에도 쉽게 부서져 구조물 내부의 압력이 밖으로 방출될 수 있도록 설계되는 문, 창문, 패널 등을 말한다. 만약 폭발 방산구가 없을 경우 구조물 내부에서 폭발이 발생하면, 내부 압력이 급속도로 상승해 구조물 자체는 물론 내부 설비 등이손상을 입게 된다.

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

김병석 한국건설기술연구원장은 "지하공간은 그 자체로 방호기능을 가지며 안전성을 획기적으로 개선할 수 있다"며 "수소 저장시설의 지하화 설계기술 개발을 통해 주민 수용성이 대폭 개선될 것으로 기대된다"고 말했다.