수소 저장‧운송 기술개발 및 사업화 촉진

수소 저장‧운송용 탱크, 밸브, 배관 등 관련 63개사 입주

강관업계가 최근 강원도의 수소 저장‧운송 클러스터 구축사업에 대해 기대감을 보이고 있다. 강원특별자치도는 핵심전략사업으로 추진 중인 수소 저장‧운송 클러스터 구축사업이 기획재정부 재정사업평가위원회에서 예비타당성 조사를 최종통과했다고 밝혔다.

클러스터 사업은 주관 부처인 산업통상자원부와 강원도가 추진했으며, 기획재정부(한국조세재정연구원)에서 경제성(B/C), 정책성, 지역균형발전 분야에 대한 예비타당성 조사를 진행했다.

본 사업은 동해(산업육성 공간)와 삼척(수소공급 공간)지역에 수소 저장‧운송산업 기반조성을 위해 2028년까지 총 3177억원(국비 439억, 지방비 423억, 민자 2315억)이 투자되는 대규모 프로젝트 사업이다.

주요 사업은 산업육성 공간(동해 북평 제2일반산업단지)과 수소 공급 공간(삼척 LNG 인수기지 인근)으로 2개 지역으로 조성된다.

산업육성 공간에는 산업진흥 기반 시설인 산업진흥센터, 안전성 시험센터와 기술검증 기반 시설인 실증테스트베드를 조성하여 수소 저장‧운송 기술개발 및 사업화 촉진과 다양한 수소형태별 기업제품의 성능평가, 기술‧제품의 안정성 시험‧인증을 지원하게 된다.

또한, 수소 저장‧운송용 탱크, 밸브, 배관 등 관련 63개사 입주공간 마련을 통해, 미래 경제 수소산업 생태계를 조성할 예정이다.

수소에너지 상용화의 핵심은 고압을 견뎌내는 소재 기술력에 있다고 볼 수 있다. 여기에 수소전기차나 수송용 튜브트레일러는 소재 경량화라는 과제가 추가된다. 현재 수소 차량에 탄소섬유 등 복합소재가 쓰이는 것도 바로 이 때문. 그러나 복합소재는 가격이 비싸기 때문에, 가격 경쟁력을 갖춘 스틸의 수소 대응력이 높아진다면, 복합소재와 경쟁 가능한 소재가 되는 것은 물론, 수소 상용화의 시기도 앞당겨질 수 있을 것이다.

강관 업체 중 세아제강은 수소 이송용 배관의 상용화에 나서고 있다. 회사는 포스코와 API X-Grade급 고강도 ERW와 SAWL 소재 및 강관을 개발해냈다. 특히 API X52 ERW 6인치 및 8인치 제품을 안산 수소시범 도시와 포항 수소충전소 수소 이송용 배관으로 공급했다.

수소의 경우 매우 친환경적인 에너지이나 천연가스 대비 체적에너지 밀도가 낮고 재생에너지원의 활용이 확대될 것으로 예상되고 있다. 이에 경제적인 경재력을 갖추기 위해서 고압, 대경화가 필요한 상황이다.

천연가스와 비교해 상대적으로 엄격한 환경에서 사용되는 수소 파이프라인은 품질기준을 만족하기 위해 제한된 몇 가지 표준이 있다. 대표적으로 수소와 혼합가스(수소+천연가스)에 대한 수소 파이프 및 파이프라인 코드인 ASME B31.12가 있다. ASME B31.12는 수소 환경에서의 소재/파이프 규격과 용접 파이프에 적합한 두 가지 설계방법 Option A, Option B로 구분하고 있다.

세아제강 R&D센터에서는 수소 이송용 배관의 수소취성 평가에 대해 파괴 역학 접근방식을 사용하는 ASME B31.12 Option B의 방식을 적용하여 100% 수소 농도와 설계압력에서 임계응력강도 계수인 K1H(Minimum threshold stress intensity factor) 시험평가를 진행 중이다.

휴스틸의 경우 국내 최초로 수소 이송용강관을 상용화해 수소 시범도시로 선정된 안산과 울산에 지난해 납품했다. 이와 관련해 포스코는 국산화 개발에 성공한 수소 이송용 강재를 개발한 바 있다. 포스코는 기존대비 수소로 인한 깨짐과 부식에 견딜 수 있도록 용접부의 수명과 안전성을 크게 향상시킨 철강재를 신규 개발하는 등 소재 국산화를 추진했다.