[가스신문 = 박귀철 기자] 지구온난화 예방을 위한 세계 각국의 발걸음이 분주한 가운데 우리나라는 수소산업에서 빠른 행보를 보이고 있다. 특히 액화수소를 운송하기 위한 탱크트레일러는 국산품이 전무한 가운데 한국가스기술공사와 ㈜디앨이 공동으로 세계 최대급인 3톤 용량의 액화수소 탱크트레일러를 개발, 지난 12월 14일 많은 전문가와 관련 업계의 의견을 청취하기 위한 품평회를 했다. 개발 주역인 디앨을 찾아 개발 과정에서부터 기대효과 등을 취재했다.

초저온 및 LNG, LPG탱크로리와 탱크트레일러 등을 오랫동안 제작해온 노하우를 통해 디앨은 2000년 초부터 액화수소저장에 대한 연구를 진행해 왔다. 하지만 국내시장에서의 수요와 관련 법적 근거가 없어 시제품 제작을 할 수 없었다. 그러나 2020년 강원액화수소사업 실증 특례를 획득 후 자체안전관리계획을 수립했다. 또한, 창원 액화수소사업 특례사업자인 하이창원에서 디앨의 기술력을 믿고 탱크트레일러를 발주함으로써 시제품 제작에 착수할 수 있게 되었다. 개발 기간은 약 3년이 소요되었지만 2년 이상은 자체안전관리계획을 수립하고 액화수소 추가안전기준안 수립을 기다리는데 소요됐다.

액화수소 탱크트레일러 규격

이번 탱크트레일러의 공차중량은 21톤, 총중량은 24톤이며, 내조 탱크 용량은 47kl다. 차체의 길이는 13m, 너비 2.5m, 높이 3.9m 제원이다. 내조 탱크는 스테인리스 304 재질로 제작했고, 설계압력은 내압 1.2MPa이며, 외조 탱크는 스테인리스 304로 만들었고, 설계압력은 외압 0.2MPa다. 결국 이번 탱크트레일러는 세계 최대급의 용량인 47,000L로 제작되어 기존 외산 규격을 능가한다.

개발 과정에서의 어려웠던 부분

디앨은 국내 자동차안전기준을 준수하고 최대용량 3톤을 확보하면서 열전도를 최소화할 수 있는 내조 탱크의 지지구조를 설계하는데 많은 어려움을 겪었다. 북미 자동차안전기준의 경우 차체 길이는 16.2m, 너비 2.6m의 제한이 있어 액화수소 4톤 이상의 적재량 확보가 가능하지만 국내 자동차안전기준은 길이 13m, 너비 2.5m에 불과해 적재량을 극대화할 수 있는 컨셉 확정에 어려움이 있었다는 것이다.

탱크트레일러의 단열방식과 적용 기준

액화수소 저장탱크나 탱크트레일러를 제작하는데 가장 중요한 부분이 완벽한 단열을 해결하는 것이다. 따라서 디앨은 이번 탱크트레일러에 Shield Metal이 탑재된 Super Insulation 기술로 제작했다. 내조 탱크와 외조 탱크 사이인 환형공간(Annular Space)에 게터(Getter:잔류가스를 제거하기 위해 진공관 내에서 연소시키는 마그네슘이나 바륨)를 삽입하여 자연적으로 발생하는 Low out Gas를 최소화했다. 또한, 내조 탱크와 외조 탱크는 HDM(High Dual Membrane) 방식으로 제작되어 열전도에 의한 손실을 최소화했다.

디앨은 이번 탱크트레일러 제작에는 국내외 관련 기준을 적용함으로써 고객들의 요구에 최대한 부합되도록 했다. 국내 적용 코드는 가스상세기준 ‘KGS AC113 고압가스용 차량에 고정된 탱크 제조의 시설·기술·검사 기준’ 및 ‘액화수소 운반 차량에 고정된 탱크 제조의 시설·기술·검사 추가 안전기준’을 적용했다. 해외 적용 코드로는 ‘ASME SEC. VIII Div. 1 PRESSURE VESSELS’ & ‘ASME SEC. ⅩII TRANSPORT TANKS’ & ‘CGA H-3_Standard for Cryogenic Hydrogen Storge’ 코드를 적용해 좋은 결과를 얻었다.

디앨 액화수소 탱크트레일러 안전시스템

디앨은 이번 탱크트레일러의 안전을 위해 자체적으로 개발한 관제장치 시스템인 ‘통소리H’를 탑재해 탱크의 잔량과 압력, 가스누출여부 및 트레일러의 위치정보를 PC나 어플로 언제 어디에서나 모니터링이 가능하도록 했다. 또한, 주행 및 코너링 안전성을 확보할 수 있는 RSS(Roll Stability System), ECAS(Electronically Controlled Air Suspension) 및 제동성능을 극대화할 수 있는 EBS(Electronic Brake System)가 장착되어 있다.

그밖에 주행 중에도 탱크트레일러의 타이어 압력을 모니터링 할 수 있는 타이어 압력 모니터링 시스템(OptiTire), 후진 시 사람이나 장애물이 있으면 능동적으로 제동제어 되는 후방 추돌 방지장치(TailGUARD)가 탑재되어 있어 안전을 극대화했다.

국산화에 따른기대효과

디앨은 기체수소 운송방법도 나름대로 도움이 되지만 운송효율과 전력비, 안전성 등에서 액화수소 운송방법이 여러 면에서 이점이 높다는 것이다. 이번 탱크트레일러는 250kg을 실어나르는 기체수소 운송용 튜브트레일러보다 운반량이 무려 12배 이상 높기 때문에 획기적인 운송비 절감을 기대하고 있다. 또한, 액화수소 탱크트레일러는 대기압이 2∼3bar로 기체수소 튜브트레일러보다 대기압이 약 200배나 낮아 운송이나 하역 등 설비의 안전성이 크게 향상되어 안전한 수소경제를 실현할 수 있다는 점이다.