누출·폭발부터 수소취화까지 위험요소 총망라…국·영문 동시 공개
친환경 선박 안전기준 마련 지원…산업계 실무 활용 기대
한국기계연구원과 한국선급이 수소연료 추진선박의 주요 위험요소와 안전 저감 방안을 종합적으로 정리한 기술보고서를 공동 발간하며 친환경 선박 시대의 안전기준 마련에 나섰다.
한국기계연구원(원장 류석현)은 가상공학플랫폼연구본부 신뢰성연구센터가 한국선급과 공동으로 '수소연료 추진선박의 안전성 검토' 연구보고서 발간에 핵심 연구기관으로 참여했다고 밝혔다.
이번 보고서는 수소연료 추진선박의 안전 고려사항과 국제 규정, 위험 저감 방안을 체계적으로 정리한 종합 기술문서로, 국문과 영문판이 동시에 발간됐으며 한국선급 홈페이지를 통해 누구나 열람하고 내려받을 수 있다.
기계연 신뢰성연구센터 김용진 센터장 연구팀과 한국선급 박준성 파트장이 공동으로 수행한 이번 보고서에는 해상 수소시스템 개요를 비롯해 수소 사고 사례 분석, 주요 위험요소와 저감 방안, 국제 안전기준 등이 폭넓게 담겼다.
수소는 운항 과정에서 탄소를 배출하지 않는 친환경 연료로 국제해사기구(IMO)의 탈탄소 정책에 대응할 차세대 선박 연료로 주목받고 있다. 메탄올 등 친환경 연료 생산의 원료로도 활용되는 만큼 향후 수소 기반 연료공급망 확대도 기대되고 있다.
다만 수소는 선박에서 압축가스 또는 영하 253℃의 액체수소 형태로 저장·운송해야 하는 데다, 누출 시 점화 가능 범위가 넓고 최소 점화에너지가 매우 낮아 기존 LNG 등 탄화수소 연료와는 다른 안전기준이 요구된다.
보고서는 유럽연합 공동연구센터(JRC)의 수소사고 데이터베이스(HIAD 2.1)를 분석해 등록된 954건의 사고 가운데 약 66%가 화재 또는 폭발로 이어졌다는 점을 소개하며 수소연료 선박의 안전관리 중요성을 강조했다.
아울러 ▲수소 누출 및 확산 ▲화재·폭발 ▲폭연·폭굉 전이 ▲제트 화재 ▲극저온 위험 ▲수소취화(Hydrogen Embrittlement) 등 주요 위험요인을 다층적으로 분석하고 LNG 연료선박 국제기준(IGF Code)과 비교해 수소연료 추진선박의 고유한 안전 요구사항을 제시했다.
특히 보고서는 올해 5월 IMO 해사안전위원회(MSC 111)에서 최종 승인된 수소연료 추진선박 임시 안전지침을 반영해 작성됐다. 수소의 물리·화학적 특성과 함께 실제 설계 및 운용 과정에서 적용 가능한 누출 최소화 기술, 환기·불활성화 및 진공시스템, 재료 호환성, 위험구역 설정, 가스·화재 탐지 및 진압 시스템 등 구체적인 위험 저감 방안도 포함해 현장 활용성을 높였다.
기계연은 이번 보고서가 IMO 국제 안전지침 승인 시점과 맞물려 발간된 만큼 수소운송선과 수소연료 추진선박 개발이 확대되는 국내외 산업 현장에서 실무 지침으로 폭넓게 활용될 것으로 기대하고 있다.
김용진 기계연 신뢰성연구센터장은 "이번 보고서는 수소연료 추진선박의 위험요소와 안전 저감 방안을 체계적으로 정리한 기술문서"라며 "기계연이 축적한 초저온 및 수소취화 시험평가 기술과 액체수소 저장용 소재 적합성 평가 경험이 보고서의 신뢰성과 실효성을 높였다"고 말했다.
이어 "앞으로도 친환경 선박용 소재 적합성 평가와 안전기준 정립을 통해 국내 조선·해운산업의 친환경 선박 기술 경쟁력 확보를 적극 지원하겠다"고 밝혔다.
한편 이번 연구는 해양수산부의 '선박용 수소 저장용기 및 연료공급시스템 안전기준 개발사업' 지원을 받아 수행됐다. 기계연은 이 사업을 통해 국내 최초로 영하 253℃ 초저온 수소취화 시험평가 인프라를 구축하고 선박용 액체수소 저장용 소재 선정 가이드도 마련한 바 있다.
