[공학저널 전찬민 기자] 탄소배출 저감과 신에너지원으로 수소가 주목받고 있지만, 현재 수소산업은 아직 초기단계로 본격적 산업생태계를 갖추지 못하고 있으며 수소산업 활성화를 위한 생태계 조성에는 안전성 확보가 매우 중요한 항목이다.
다른 가스산업 분야에서는 생태계가 갖춰지고 지식, 기술을 통해서 이를 안전하게 다루는 경험을 쌓아나가고 있다. 반면에 아직 수소분야는 일반인에게 친숙하지 않고 향후 산업생태계를 확대할 수 있는 지식과 경험이 부족한 상황이다.
수소 자체는 에너지원으로 쓰이는 물리적 특성이 다른 가스들보다 안전상 유리하지만 이를 담거나 다루는 금속재료를 취화시켜 쉽게 부서지게 하거나 연소범위가 넓고 점화 에너지가 낮아 화재가 쉽게 일어날 수 있고 연소속도가 매우 빨라서 폭발 시에 폭풍압이 크게 발생하며 사용시에 고압을 사용하는 것들 때문에 수소를 생산, 저장, 운송, 충전 및 활용 시에 위험성이 높아진다.
이처럼 수소를 다루는 인프라에 결함이 발생한다면 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에 이러한 문제들을 사전에 대비해 안전에 관심을 두고 이에 대한 기술과 지식을 축적해야 한다. 특히, 수소 인프라의 핵심인 수소 배관망의 안전을 위해서는 예측관리가 매우 중요하다고 볼 수 있다.
예측관리라고 하는 것은 우리가 정기 건강검진을 하는 것과 비슷하다. 사람의 생명에 치명적인 질병의 증상을 미리 발견하여 조기에 조치를 취하면 이후에 건강에 영향이 전혀 없이 오랜 기간 활동하고 생명을 유지할 수 있는데, 수소를 다루는 인프라 또한 정기적으로 문제가 일어날 수 있는 증상을 꼼꼼히 관찰해 수집하고 원인을 파악한다면 안전하게 수소를 활용할 수 있게 된다.
이렇게 조기에 증상을 기반으로 문제를 예측하고 관리한다면 안전하게 수소인프라를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 에너지비용 절감, 유지보수 비용절감, 수소에너지 사용의 확대까지 기대해 볼 수 있다.
이에 따라 최근에는 IoT, AT, Big Data 등 4차 산업기술을 기반으로 발생할 수 있는 문제를 정의하고, 판정기준을 도입해 조기에 결함원인을 발견하고 대책을 수립해 큰 사고로 이어질 수 있는 결함을 해결하고자 하는 노력들이 활발히 이뤄지고 있다.
㈜에이티지는 이런 기술들을 도입해 수소 생산, 저장, 운송, 충전 시설들에 대한 이상증상을 감지하고 결함원인을 파악해 분석하는 노력을 하고 있다. 특히, 수송관에서 발생될 수 있는 배관파손, 누설(Leak)의 위치, 크기(수준)를 진단해 빠르게 문제를 해결할 수 있도록 하는 음향신호(Acoustic Emission), 진동신호 취득, 표준데이터DB 구축, 이상감지, 인공지능에 의한 결함판별 기술을 보유하고 이를 수소인프라에 적용하고 있다.
또한, 음향신호 외에도 다양한 물리신호를 복합적으로 다룰 수 있는 진단기술을 개발해 수소관망 정상상태, 이상상태(부식, 균열, 누출)를 구분하고 비파괴 원격탐상을 할 수 있도록 하는 원천기술 개발과 관련 시스템 운영, 유지관리 기술을 개발하고 있다.
에이티지 임강민 대표이사(사진)는 “수소 배관망 예측관리 기술 개발을 통해서 안전한 수소인프라 구축이 이뤄지고 수소산업 생태계 활성화에 기여하게 될 것”이라며 “이를 통해서 청정에너지인 수소의 사용이 더욱 활발해지고, 2050년 탄소중립 실현이라는 목표에 기여해 탄소배출량 감축이 이뤄질 것으로 예상된다”고 말했다.
그는 이어 “특히, 수소 배관망에 적용, 검증 된 다양한 기술들은 향후 타산업 분야에 확대돼 보다 안전하고 깨끗한 에너지 사용이 저렴한 생애주기비용으로 가능하게 될 것으로 기대된다”고 덧붙였다.
에이티지는 창립이후 줄곧 시설자산 운영에서 발행할 수 있는 고장문제를 보다 효과적으로 진단, 예측, 해결하는 예측정비와 자산관리를 위해 노력해 왔다.
그동안 한국수력원자력, 한국중부발전, 한국서부발전, 한국전력연구원, K-water 등에서 발전소, 정수장 등에 대한 예측정비 기술 개발·적용한 다양한 과제들을 진행해 왔다. 또한, 한국전력, KOGAS, K-water에서 송전, 배전, 가스기지 그리고 정수장 시설들에 대한 자산관리체계 구축 과제들을 수행하면서 관련 자산들에 대한 고장특성 분석, 수명평가 그리고 투자시기 결정 등에 대한 의사결정 체계 수립을 위해 노력해 왔다.
최근에는 에너지 공급 배관계에 대한 상태진단 및 인공지능에 의한 데이터 분석 기술을 한국표준과학연구소(KRISS)로부터 기술이전 받아 이를 에이티지가 가진 경험과 기술에 연계해 매설배관망 예측정비 기술을 도입하고 국내에 적용하고자 그 역할을 다 하고 있다.
이러한 보유기술과 대형과제수행 경험을 바탕으로 우리나라 산업계에 핵심이 되는 플랜트 부문에서도 예측정비, 자산관리 사업을 추진하고 있으며 최근에는 민간 제조산업 부문에서도 관심을 가지고 기술을 도입해 적용하려는 관심이 커지고 있다.
임 대표는 “에이티지는 지금 보유하고 있는 기술들을 더욱 확대해 노후화되는 산업설비와 국가인프라가 안전하게 최소 비용으로 지속적인 운영과 국가경쟁력 확보에 기여하고 관련 전문가들을 육성하여 글로벌 유지보수 시장에 선도자 역할을 하는 것이 목표”라며 “아직 내부 노하우를 시스템화하는 부분과 다양한 진단기술, 설비신뢰성 분석 등에 대한 전문가를 더욱 확보하고 육성해야 하는 준비가 필요하지만 에이티지의 구성원들이 현재 갖고 있는 비전과 열정을 지속한다면 충분히 이룰 수 있는 목표라고 판단된다”고 말했다.
