[가스신문=박귀철 기자] 한국가스학회(회장 홍성호)는 지난달 31일과 6월 1일 양일간에 걸쳐 부산 벡스코 제2전시장에서 2018년도 봄 학술대회를 가졌다. 이날 학술대회에는 수소 분야, 가스산업과 안전분야, 에너지 환경분야, ICT융합형 스마트 안전기술, LNG기술, 가스 상하역 장치 및 저장탱크 안전성 평가, 플랜트 세션, 정책 및 자원, LPG세션, 포스터 발표 등 전체 201편(구두 발표:160편, 포스터 발표:41편)의 논문이 발표됐다.

본지는 LPG세션에서 발표한 5건의 사례를 소개한다.

IoT 기반 LPG 통합관제 시스템

△발표자:(주)한국파이어독스 박근범 대표

IoT 기반의 LPG 통합관제시스템은 LPG와 관련된 장치들을 인터넷과 연결하여 재고와 운반, 안전관리에 필요한 빅 데이터를 수집하고 분석하는 시스템이다.

LPG벌크판매사업자들은 IoT 디바이스로부터 수집되는 LPG관련 장치의 빅 데이터 분석으로 소비자의 LPG 사용주기와 공급주기, 예상 소요물량을 예측할 수 있고 소형LPG저장탱크에 보관된 LPG잔량을 정확하게 파악함으로써 가스공급의 중단을 예방할 수 있다. IoT 기반 LPG통합관제시스템은 빅 데이터를 수집하는 IoT 디바이스, 데이터베이스(DB), 분석 알고리즘, 인터넷을 통해 실시간으로 정보를 제공하기 위한 Web과 스마트폰 APP(Android, iOS)으로 구성된다.

박근범 대표는 소형LPG저장탱크, 벌크로리, 가스미터, 가스누설경보차단장치 등의 LPG와 관련된 장치들과 IoT 기술이 어떻게 접목되고 있는지와 어떤 정보들을 통해 수요와 공급을 예측하고 물류비용을 혁신적으로 줄일 수 있는지에 대해서 상세하게 설명했다.

특히 안전분야에서 시도되고 있는 IoT 기반 LPG과충전방지기술도 소개했다.

IoT 기반 LPG공급기기시스템

△발표자:한국아이티오(주) 정돈영 대표

IoT 기반 LPG공급기기시스템은 발신형 LPG디지털인디게이터, 차세대LPG벌크로리, 재난대응형 LPG벌크공급시스템으로 구성된다. 발신형 LPG디지털인디게이터는 인디게이터와 발신기를 일체화하고 탱크제조정보 및 가스잔량, 충전가능량 등의 정보를 디지털로 표시·전송하며, 통합관리가 가능하게 만든 최초의 제품이다.

차세대LPG벌크로리는 세계 최초로 펌프·메인배관 측면설계, 밸브박스 완전분리설계, PTO단독제어시스템, 차세대충전제어시스템(자동충전, 충전량 및 운행정보 원격전송, 디지털 잔량 측정기술), 스마트폰을 통한 벌크로리충전제어기능 등을 실현한 신개념 벌크로리로서 LPG운송의 효율성과 안전성을 극대화시킨 제품이다.

재난대응형 LPG벌크공급시스템은 가스누출, 전력공급중단, 지진, 홍수, 폭설 등 긴급상황 발생시에 가스자동차단, 원격전송, 자가LPG발전에 의한 단독비상공급이 가능하여 가스공급의 안전성 확보와 원활한 가스공급을 위한 시스템이다.

LPG연료 가스터빈 선박의 소개

△발표자:제너럴 일렉트릭 백병렬 부장

LNG나 LPG는 모두 청정연료로서 사용량이 매년 증가하고 있다. 최근 들어 LNG를 연료로 한 선박이 많이 연구되고 있는 가운데 발전 가능성도 있다. LPG는 이미 오래전부터 차량 등 육상의 운송 연료로 널리 사용되고 있음에도 불구하고 선박 연료로의 사용은 거의 전무한 상태이다.

특히 가격 및 친환경성이 우수함에도 불구하고 위험할 것이라는 막연한 불안감에 선박 연료서의 우수성은 외면되고 있다. 가스터빈은 LPG를 안전하고 효율적으로 연소, 출력을 생산하는 기관으로 다가오는 선세계적 선박 황산화물 규제에 완벽하게 대응할 수 있는 하나의 방안이다. 이번 연구는 LPG와 가스터빈 기관을 활용하여 가스연료기관의 가장 큰 문제점인 화물 공간 감소의 해결 방안을 제시하고, 다양한 LPG-가스터빈 선박 모델을 제안, 각 선박의 경제성과 친환경에 대한 설명이다.

백병렬 부장은 LPG를 연료로 한 선박은 투자비가 적게 들고 신속하게 적용할 수 있으며 환경 친화적이라고 강조했다.

LPG 저장공동의 수리지질 기본원리

△발표자:(주)지오그린21 엔진니어링사업본부 남성우 본부장

LPG의 저장은 크게 지상탱크저장과 지하공동저장으로 분류된다. 이중 지하에 건설한 저장공동을 이용하는 방식은 공동 상부에 인공적인 수벽시스템을 설치하여 LPG를 수리지질학적으로 격리시키는 기술이 핵심이다.

지하공동저장방식은 현재까지 알려진 석유류 저장기술 중 가장 안전하고 장기적으로 경제적인 운영이 가능한 기술로 알려져 있다. 우리나라는 원유, 제품유, LPG 등 다양한 석유류를 국가 비축 및 상업적 목적으로 저장하기 위하여 여러 지역에 지하 저장공동을 건설해 운영하고 있다.

본 연구에서는 (주)E1에서 운영 중인 2개 LPG 지하저장시설의 수리지질학적 모니터링을 수행하고 이를 통해 지하저장공동의 안정성을 평가했다.

지하수위, 유출량, 공동압력 등의 자료분석을 통해 수리지질학적인 격리에 의한 LPG의 기밀성이 확보되고 있음을 확인했다. 또한 지하수 수질 모니터링 결과 지하수-암석-저장물질간 안정성이 확보되고 있으며 주변에 환경적인 영향도 없는 것으로 나타났다.

수리지질모니터링은 지하저장공동의 안정성을 평가하는데 있어 가장 효율적이고 효과적인 방법이며, 보다 정확한 모니터링 분석 결과를 위해서 장기간의 연속적인 모니터링 등을 통한 자료의 질적 신뢰도 향상 노력이 필요하다고 본다.

시설원예용 LPG GHP 개발현황

△발표자:한국기계연구원 환경시스템연구본부 이상민 실장

우리나라의 시설원예(온실) 현황을 보면 1990년대부터 시설원예 면적이 급증하여 현재 52,000ha(1ha=3,000평)으로 1인당 시설원예 면적 세계 1위이나 대부분이 단동형 비닐하우스로 규모가 영세하다. 시설원예 자재 기술은 네덜란드 등 농업선진국에 대한 수입 의존도가 높다. 시설원예의 에너지 이용 현황을 보면 동절기 저온 피해를 방지하기 위해 난방을 한다. 이러한 난방기는 경영비의 30∼40%를 차지한다. 또한 고온장해 방지를 위해 냉방을 하는데 히프펌프나 에어컨으로 적극적인 냉방을 한다.

이 중 가스히트펌프(GHP)를 할 경우 난방에서 보일러보다 효율이 30% 이상 높으며 냉방이나 제습에서도 생산성 향상을 가져온다. 또한 배기가스를 이용한 탄산시비가 가능해 수확량이 증대된다.

특히 GHP는 EHP보다 난방능력이 외부 기온에 따라 변하기 때문에 동절기 피크 시간대에도 안정적인 난방이 가능하고 증발기의 열효율 향상을 위한 제상작업공정이 없다. 또한 초기 난방의 속도가 빠르고 운전소음이 없다.

결국 농업용 면세 LPG를 사용할 경우 면세 등유보다 약 15% 가량 저렴하고 탱크 설치의 제약이 별로 없다.