연구개발·시험인증·신뢰성평가 등

글로벌 Top 수준 경쟁력 갖춰

마침내 국내 가스산업 발전과 선제적 가스안전관리를 위한 전초기지가 그 모습을 드러냈다.

이로써 우리나라에도 실증을 통한 가스화재 및 폭발에 의한 사고원인 규명과 초고압·초저온 첨단 제품의 개발을 위한 길이 열리게 됐다.

한국가스안전공사(사장 박기동) 가스안전연구원은 지난 10월 25일 강원도 영월군 주천면에 국내 최초 초고압 화재폭발 연구센터인 ‘에너지안전실증연구센터(이하 에너지안전센터)’를 개소했다.

이날 행사에는 산업통상자원부 이영호 에너지안전과장과 박선규 영월군수를 비롯해 엄승열 영월군의회 의장, 학계, 유관기관, 지자체, 기업체 관계자 등 400여 명이 참석한 가운데 세계 최고 수준의 시설을 갖춘 에너지안전센터가 처음 공개됐다.

이날 가스안전공사 박기동 사장은 “에너지안전센터는 각종 실증실험을 토대로 한 가스안전 기준 제정으로 우리나라의 기준이 세계 가스안전의 기준이 될 수 있는 발판을 마련했다는 상징적 의미를 갖는다”며 “앞으로 초고압·초저온 가스와 관련된 제품을 연구개발하고 신뢰성평가, 시험인증을 동시에 수행함으로써 글로벌 TOP 수준의 실증실험연구소로 발돋움해 나가겠다”고 포부를 밝혔다.

지난 2011년 산업통상자원부 국책과제로 선정돼 6년간의 노력 끝에 완공된 에너지안전센터는 총 사업비 305억원을 투입해 부지면적 66,200㎡, 건축연면적 4,340㎡에 연소시험동을 비롯해 본관동, 초고압시험동, 초저온시험동, 기초물성시험동, 시험기자재보관동, 야외시험동 등 첨단 연구시설 9개동을 갖춘 아사아 2번째, 세계 네 번째 초고압·초저온 첨단제품 R&D 기지로 총 86종 165점의 장비와 설비를 구축해 초고압·초저온 장비 개발을 비롯해 화재폭발 등 가스산업 발전을 위한 전초기지 역할을 수행하게 된다.

에너지안전센터가 본격 가동되면 국내에서는 처음으로 CNG용기와 수소용기 등 초고압용기에 대한 파열시험은 물론 LNG, 초저온용기, 반도체용 부품 등의 연구개발이 가능하게 되며 초고압초저온 첨단제품의 신뢰성 평가 및 테스트베드 역할의 업무가 가능케 된다. 또한 실증을 통해 가스화재 및 폭발 원인을 분석하고 재발방지 대책 마련을 위한 객관적인 데이터를 확보는 물론 가스안전과 관련된 각종 기술 기준 제·개정 시에도 실험을 통한 과학적 근거를 마련하는 등 가스안전 확보를 위한 교두보를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

이와 함께 지구 온난화에 대비해 에너지 패러다임을 신재생에너지로 전환하는 흐름에 맞춰 가스안전 산업 활성화를 위한 대규모 인프라를 구축했다는 점에서도 의미가 큰 것으로 평가된다. 실제로 에너지안전센터에서 신재생에너지로 분류되는 수소·CNG 등 미래에너지와 관련된 안전성 실험과 성능 인정시험도 가능해지면서 국내 기업의 관련 산업 발전에 토대가 마련될 것으로 예상된다. 특히 그동안 신재생에너지 제품의 수출을 위해 해외 전문시험기관의 성능인정서를 받아야 했지만 제품 수출을 위한 성능인증이 국내에서 가능해져 국내 기업의 경쟁력(시간 단축 및 비용 절감)도 한층 높아질 전망이다.

한편 향후 고압가스 분야 시너지 효과를 제고하기 위해 시험소를 경기도 시흥에서 에너지안전실증연구센터로 확대·이전하는 방호인증센터가 완공되면 건축면적은 4,716㎡, 연면적은 5,876㎡로 늘어난다.

가스안전연구원은 본사에서 운영 중인 고압기기시험평가센터의 장비 13종의 시험가능 용량을 확대

해 센터로 이전하고 120MPa급 가스공급설비와 20㎿급 실내화재폭발시험설비 등 4종의 장비를 추가 확보해 첫 단계의 사업을 수행할 계획이다. 이어 단계적으로 장비·설비 확충에 나서 2017년부터 2019년까지 3년간 80억원의 예산을 추가 투입해 수소·CNG 자동차 및 충전소 용기 및 부품 전체에 대한 시험설비를 완비할 예정이다.

총 9개동으로 구성…기능중심 배치

본관동과 연소동 등 총 9개동으로 구성된 에너지안전센터는 연구개발, 시험인증, 신뢰성평가를 목적으로 각각의 시험동은 기능중심으로 배치됐다.

우선 연소시험동은 수소연료전지자동차, 천연가스 차량에 들어가는 고압 용기에 대한 화염시험, 총격시험, 소형·대형 안전밸브 화염 시험을 통해 가스와 관련한 용기 및 부품의 안전성 평가를 수행하게 된다. 외벽은 약 1m 두께로 대형 화재폭발 시에도 소음이나 진동이 밖으로 새나가지 않도록 특수 재질로 설계됐다. 또한 국내 최대 규모의 돔구조로 건립돼 가스사고 재현, 용기화염시험, 대용량 밸브류 화염시험이 가능하다. 특히 세계 최대 실내화재시험 인프라(20㎿급)를 갖추고 TNT 50㎏ 폭압을 기준으로 설계됐으며 이를 통해 국내는 물론 해외 모든 가스용품에 대한 화염시험이 가능해 해외시험기관과의 경쟁에서 우위가 예상된다.

이와 함께 국내외 초고압시험인증과 신뢰성평가를 담당할 초고압시험동에서는 물과 질소를 이용한 초고압용기, 부품류에 대한 시험인증과 연구가 실시되며 국내 유일의 가연성가스용기(부품)시험동에서는 수소와 CNG 등 가연성 가스를 사용해 용기와 부품에 대한 시험이 진행된다. 용기의 경우 수압반복·파열·가스반복시험 등 15개 항목을 시험할 수 있으며 부품의 경우 가스반복·가스리크·진동시험 등 11개 항목을 시험할 수 있다. 수압으로 최대 4,000bar, 기압으로 최대 1,100bar까지 시험할 수 있는 설비가 갖춰진다. 특히 고압을 견뎌야 하는 수소용기를 감안해 최대 수소공급압력이 1,200bar까지 가능한 것이 특징이다.

또한 국내외 초고압·저온 규격에서 요구하는 재료물성시험을 수행할 기초물성시험동은 가스제품, 시설에 사용되는 재료에 대한 시험·연구(인장·복합재·내화염 등)가 진행된다.

아울러 초저온분야 시험인증 및 연구개발과 함께 초저온제품의 법정검사를 담당할 초저온용기부품시험동은 액화헬륨을 사용해 최저 -269℃정도의 초저온 환경을 조성, 용기의 단열 및 진공 성능평가와 밸브류 성능평가, 몸체 기밀시험 등이 이뤄진다.

뿐만 아니라 시료와 장비, 전동지게차 등을 별도로 보관할 수 있는 시험기자재보관동이 들어섰으며(예산확보 상황에 맞춰 설비·장비 보관랙 구축 예정) 제트화재시험, 배관내구성 시험이 가능한 야외종합시험동도 마련돼 있다.

이밖에도 본관동에서는 국내외 제조사와 연구기관, 학계 등의 연계를 위한 사무공간 및 해석프로그램 사용을 제공하고 다양한 시험데이터 분석과 수집활동 등이 실시된다.

시험·신뢰성 평가 설비·장비 86종 보유

에너지안전센터는 고압용기 및 부품관련 국내·외 100여건 이상의 규정 분석과 기업 설문조사를 통해 초고압 용기 및 부품 국산화개발 지원을 위한 시험·신뢰성평가 설비와 장비 약 86종 165점을 구축했다.

장비설계는 세계적 수준의 시험기관과 어깨를 나란히 할 수 있도록 선진 시험인증·연구개발 기관인 일본자동차연구소(JARI), HYTREC, 독일 BAM, 캐나다 POWERTECH 등의 핵심설비에 대한 경쟁 우위 확보를 최우선으로 고려했다. 이런 준비를 통해 국내 최초로 수소가스반복을 위한 가스공급설비 구축과 세계 2번째로 실내화재기반 화재폭발시험 인프라를 갖췄다.

하지만 가스안전공사는 초고압분야의 특수성 때문에 장비 및 설비구축에 많은 예산이 필요하고 전체 필요장비를 한꺼번에 확보할 수 없는 만큼 시급성을 고려해 단계별로 기업의 니즈에 맞춰 장비를 확보할 계획이다.

가스안전공사의 초고압 용기부품 시험인증 인프라 구축계획에 따르면 2017년부터 산업통상자원부 정책사업으로 지정받아 2019년까지 80억원의 예산을 책정, 정부에 요청했으며 현재 기획재정부 심

의를 통과해 국회에서 심의 중에 있다.

시험인증 인프라 구축이 완료되면 해외시험기관에만 의존했던 초고압 수소 용기 및 부품까지 전량 국내에서 시험·신뢰성평가가 가능해지고 품질 부품 국산화로 사용자안전과 국가경쟁력 확보는 물론 자체연구·실증시험·신뢰성시험으로 국제표준을 우리나라가 선도할 수 있을 것으로 기대된다.

5대 주요기능 및 8대 비즈니스 모델 개발

에너지안전센터는 5대 주요기능 및 8대 비즈니스 모델을 개발하고 성공적 사업추진을 위한 준비에 박차를 가하고 있다.

이 가운데 연구개발분야에서는 ▲기구축된 초고압 시험인증/연구개발 인프라를 활용해 국내 가스안전산업 활성화를 위한 수소·CNG자동차 및 충전소의 용기·부품 등에 대한 제품개발(국산화)과 수소충전소 실증을 통한 신에너지 안전사용 연구개발 ▲가스3법에 지정돼 있는 각종 가스안전 확보를 위한 기준에 대한 실증을 통해 적정성과 효율적 안전관리 기법 제시 등과 같은 실증 연구개발 사업과 KGS Code의 국제부합화 및 표준화, 국제표준 활동을 수행할 예정이다.

이와 함께 시험인증분야에서는 ▲고법에 따른 용기 및 특정설비에 대한 설계단계검사 ▲자동차관리법에 따른 수소자동차 신규 용기 및 부품에 대한 법정검사 ▲가스자동차 용기 및 부품 해외수출 지원을 위한 E-mark 인증사업 ▲KOLAS, KAS에 따른 용기·부품 인증 ▲초고압·화재폭발분야 제품에 대한 기업 요청에 따른 신뢰성 평가/의뢰시험 ▲초저온 제품 및 대용량 가스제품에 대한 법정검사를 담당하게 된다.

또한 가스사고예방 분야에서는 ▲가스사고 원인규명을 위한 재현실험 ▲유동/구조해석 툴을 이용한 가스사고 발생 원인분석 ▲유통되는 가스제품에 대한 수집검사 지원 등을 추진할 계획이다.

이밖에도 제품품질 향상을 위한 신뢰성 평가와 시제품 성능평가를 위한 의뢰시험 등의 사업을 통해 기업의 제품개발 및 수출을 지원하게 되며 가스제품평가기술, 국제시험인증 전문가 양성 등 인력육성에도 나서게 된다.

고압용기·부품산업 글로벌 경쟁력 강화

에너지안전센터는 올해 기획재정부로부터 13명의 신규인력 증원을 승인받았다. 이를 바탕으로 본격적인 체계정비와 더불어 내년 1월 34명의 석박사급 고급인력 및 지원인력 등 약 50명의 연구인력을 투입해 그동안 국외 표준에 의존했던 글로벌 표준 주도권 확보경쟁에 본격적으로 뛰어들 계획이다.

가스안전공사 측은 국내 최초, 세계 최고 수준의 초고압 인프라를 활용, 고압용기·부품산업 글로벌 경쟁력 강화 및 수출 지원을 통해 국내 고압제품의 국제경쟁력이 높아질 것으로 예상하고 있다.

이와 함께 산업육성 관점에서는 초고압 수소인프라 연관산업, 석유화학플랜트, 우주항공산업 등 관련 분야 규제프리(Free)를 위한 시설기준의 합리적인 정비를 통한 최소한의 안전확보 및 고압가스분야 신규 시장진입 장벽 해소도 기대된다. 또한 예방적 안전확보 관점에서는 고압용기·부품에 대한 수명연한 예측 인프라 구축으로 국민 다수가 이용하는 시설에 대한 예방적 안전관리를 통해 고압용기 부품에 대한 수명주기별 과학적 안전관리가 가능할 것으로 예상된다. 특히 전문가들은 안전성이 요

구되는 수소자동차 및 수소충전소 관련 부품의 개발, 제조, 시작품 성능평가 및 상용화를 위한 시험인증 전과정을 지원하기 위한 인프라 구축으로 국내 수소산업의 글로벌 주도권 확보에도 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

가스안전공사 측에 따르면 에너지안전센터 운영으로 약 3,091억원의 생산 유발효과 및 약 1,599억원의 부가가치 유발효과, 5,041명의 고용 유발효과가 나타날 것으로 예상되고 있다.