12월 10일, 국가파이프라인네트워크그룹이 주관·시행한 국내 최초의 10 MPa 고압, DN250mm 라이저 직경 수소 파이프라인 실증 벤팅 시험이 내몽골에서 성공적으로 마무리되었다. 이번 시험의 성공은 중국이 고압 수소 파이프라인의 안전한 벤팅 분야에서 이룬 중대한 기술적 돌파구로, 신규 순수 수소 파이프라인의 안전 설계와 기존 천연가스 파이프라인의 수소 혼입 개조에 핵심 데이터 지원과 공학적 근거를 제공함으로써 대규모·장거리 수소 저장 및 운송의 핵심 안전 문제를 해결했다.
극한 조건 검증으로 세계적 기술 난제 극복
국내 최초의 고압 조건 하 수소 실증 벤팅 검증인 이번 시험은 수소 벤팅 분야의 세 가지 주요 기술적 난제, 즉 수소 분자의 극도로 작은 크기로 인해 쉽게 유발되는 “수소 취성”, 넓은 가연 한계(4%~75%) 및 매우 낮은 점화 에너지, 실규모 시나리오에서의 안전 제어가 매우 어렵다는 점에 직접적으로 대응했다. 시험팀은 “원리 연구 + 수치 모델링 분석 + 물리적 시험”이라는 체계적 접근법으로 수소 벤팅 과정 중 확산 및 연소 메커니즘을 심층 분석하여, 1 MPa에서 10 MPa까지의 다양한 압력 수준, 다양한 라이저 높이 및 플레임 어레스터 구성을 포괄하는 종합 검증 계획을 수립했다.
특히 주목할 점은 이번 시험에 실제 DN250mm 라이저 직경을 적용했으며, 그 기술적 성과가 DN700mm 이상의 주 배관 직경을 가진 수소 파이프라인의 벤팅 수요에 직접적으로 활용될 수 있다는 것이다. 냉간 벤팅 확산 모니터링과 점화 벤팅 연소 시험을 통해 팀은 수소 농도 분포, 화염 형태 및 열복사 강도에 관한 핵심 데이터를 종합적으로 확보했으며, 상이한 압력에서의 수소 벤팅 유동 경로와 안전 경계를 명확히 파악함으로써 이론적 계산 또는 해외 기준에 의존해 온 기존의 수동적 국면을 근본적으로 전환시켰다.
3대 핵심 가치, 수소에너지 산업의 대규모 발전 뒷받침
이번 기술 혁신은 수소에너지 산업 발전에 여러 실질적 이점을 가져다주며, 다음의 세 가지 핵심 가치를 부각시킨다.
- 안전 설계 기반 강화: 시험에서 축적된 정밀 데이터는 신규 순수 수소 파이프라인의 벤팅 라이저 높이 설계, 플레임 어레스터 선정 및 안전 이격 거리 결정에 과학적 근거를 제공함으로써, 파이프라인 설계를 “경험 기반 추정”에서 “데이터 기반”으로 전환시키고 수소 이송 파이프라인의 본질적 안전 수준을 획기적으로 향상시킨다.
- 기존 배관망 자산의 활성화: 중국 내 기존 석유 및 가스 간선 배관은 1만 km를 상회하며, 이번 시험 결과는 수소 이송용으로 개조되는 기존 천연가스 파이프라인의 벤팅 시스템 적합성을 평가하는 데 직접적으로 활용되어 개조 기준과 범위를 명확히 할 수 있게 한다. 이를 통해 무분별한 재시공을 피하고, “석유가스 배관망의 수소화 전환”에 소요되는 막대한 투자 비용을 절감할 수 있다.
- 독자적 표준 체계 구축: 이번 시험 데이터를 바탕으로 중국의 수소 파이프라인 벤팅 기술 표준 제정이 가속화될 전망이다. 이는 관련 국내 공백을 메우고 해외 기술의 독점을 타파함으로써 산업계에 통일된 안전 기준을 제시하고, 수소 저장 및 운송이 “선도적 시범” 단계에서 “대규모 확산” 단계로 전환되는 것을 촉진할 것이다.
에너지 전환 촉진 및 신형 에너지 시스템 기반 강화
뛰어난 무탄소 특성을 지닌 청정에너지원인 수소의 대규모 지역 간 배분을 위한 최적 경로는 장거리 수소 파이프라인이다. 안전한 벤팅은 배관 이송, 저장, 운영 및 유지보수 단계의 핵심 안전장치이다. 국가파이프라인네트워크그룹 관계자는 이번 시험 결과가 중국의 수소 저장 및 운송 기술 체계를 한층 더 고도화함으로써, “서부 수소의 동부 이송”과 같은 국가 중대 프로젝트의 시행 여건을 조성할 것이라고 밝혔다. 앞으로도 이 회사는 수소 저장 및 운송 분야에 집중하며, 기술 혁신과 공학적 적용을 추진하고 신형 에너지 인프라 구축을 가속화하여, 에너지의 녹색 저탄소 전환과 “이중 탄소” 목표 달성에 든든한 버팀목이 될 방침이다.
업계 전문가들은 이번 고압 수소 파이프라인의 안전 벤팅 기술 혁신을 통해 중국 수소 산업 사슬의 “저장 및 운송 병목” 현상이 실질적으로 완화됐다며, 이는 철강·화학 등 제조업과 교통 분야에서의 그린수소 도입·활용을 가속화하여 신형 에너지 시스템 구축에 강력한 동력을 주입할 것이라고 지적했다.
