기체 수소 수송용 파이프 라인 구축과 철강재 분석

 

 

 이전 글에서 수소가 가진 물리적 특성으로 인한 수소 취성과 수소 침식의 발생, 그리고 이를 고려한 수소 저장 및 이송에 필요한 강재에 대하여 언급하였습니다.

 

2021.10.12 - [투자 아이디어] - 수소 수송 및 저장탱크 철강재 분석

수소 수송 및 저장탱크 철강재 분석

 

이번 글에서는 현재 수소 이송 형태 중, 가장 많이 사용되고 있는 고압 수소 기체 이송방식을 주제로, 수소 생산방식에 따른 기체 수소 이송 방식과 수소 이송에 핵심이라 할 수 있는 기체 수소 파이프 라인에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

 

수소 운송 방식

 

수소 운송 방식은 수소 생산지와 수소 충전소간 수소 이송이 어떻게 이루어지느냐에 따라 온사이트(on site)방식과 오프사이트(off-site)형태로 구분할 수 있습니다.

 

온사이트 : 

 

 온사이트 운송방식(on site)은 수소 생산지와 수소 충전소가 직접적으로 연결되어 있는 형태를 일컫는 것으로
'분산공급방식'이라고도 불리며, 수소충전소에서 CNG나 LPG와 같은 화석연료를 개질 하거나 물을 수전해하여 수소를 생산하여 수소를 생산하는 방식입니다.

온사이트 방식을 통한 기체 수소 운송방식. 주로 튜브 트레일러에 의한 이송방식이다

오프사이트 :

 

 오프사이트 운송방식(off site)은 온사이트 운송방식과 다르게 수소 생산지와 수소 충전소가 분리되어 있으며, 수소 생산지에서 수소 충전소까지 파이프 라인 또는 기체 수소 튜브 트레일러를 통해 운송하는 방식으로 '중앙공급방식'이라고도 불립니다.

 

우리나라의 경우, 대부분의 생산되는 수소 형태가 그레이 수소, 즉 부생수소이기 때문에 수소 생산지가 정유, 화학공장에 주로 위치해있는 관계로 부생수소가 생산되는 공장에서 수소 충전소까지 파이프 라인으로 기체 수소를 이송하거나, 또는 생산지역에서 수소 충전소까지 튜브트레일러로 수소를 이송하는 방식인 오프사이트 방식이 주를 이루고 있습니다.

 

오프사이트 방식을 통한 기체 수소 운송방식. 압축기로부터 충전기까지 배관으로 수소가 파이프라인을 통해 이송된다.

 

수소 기체 튜브 트레일러 운송방식에 대한 내용은 다음 글에 좀 더 상세히 다룰 예정으로, 이번 글에서는 기체 수소 파이프 라인에 대하여 언급하도록 하겠습니다. 

 

 

기체 수소 파이프 라인

 

현재까지 알려진 바에 의하면, 기체 수소 튜브 트레일러방식을 통한 수소 운송방식은 수소 압축에 대한 규제와
튜브트레일러의 공급이 제한적인 상황으로 수소 구입비 중 운송비 비중이 30~40%를 차지할 정도로 높은 것으로 알려져 있습니다. 이러한 연유로 수소 생산지로부터 충전소까지 파이프라인을 통한 기체 수소 이송방식이 상대적으로 비용 효율이 높은 것으로 알려져 있는데요.

현재 국내에는 울산과 여수, 군산 등의 정유, 화학공장으로부터 생산되는 부생수소를 충전소로 이송시키는 전용 파이프라인이 약 200km정도 가량 구축되어 있는 것으로 알려져 있습니다.

정부에서는 향후, 수소 이송 전용 파이프 라인을 기존 부생수소 중심지로부터 확대하여, 향후 수소의 해외 수입을 염두에 두고, 수소 저장시설로부터 국내 수요처로 수송하는 파이프라인 및 수소 시범도시 사업을 위한 수소 이송 전용 파이프라인 구축 계획을 발표하였습니다.

 

 

부생수소 생산지로부터 기체 수소 파이프라인을 통한 수소 공급 체인개요

 

 

 

향후 기체 수소 수송 전용 파이프 라인 구축 계획

 

 

한국 가스공사 파이프 라인 구축 계획

 한국 가스 공사에서는 수소 생산시설에서 만든 수소를 국내 각지로 운송하기 이한 전용 배관망을 건설하겠다는 계획을 발표했는데요 오는 2022년까지 거점도시내 수소 이송 전용 파이프라인을 100km을 구축하고, 오는 2030년까지는 해외 수소 도입을 통해 전국의 광역권에 총 700km 거리의 배관망을 건설하여 수소를 공급할 청사진을 발표하였습니다.

 

http://www.h2news.kr/news/article.html?no=7565

수소산업 초기 견인, 가스공사 역할 커진다

 

국토부 수소 시범도시 사업

 지난 2019년 국토부에서는 '수소 시범도시 추진전략'을 발표하였었는데요. 이 보고서에 의하면, 오는 2022년까지 수소 시범도시로 선정된 울산과 안산, 그리고 전주에 오는 2022년까지 수소 배관망 약 32.5km 건설할 계획이며, 오는 2040년까지 전국 지자체의 30%를 수소도시로 조성하겠다는 청사진을 밝히고 있습니다.

 

 

https://www.molit.go.kr/USR/NEWS/m_71/dtl.jsp?lcmspage=3&id=95082893

도시내 수소생태계를 조성하는 「수소 시범도시 추진전략」 발표, 10월 중 지자체 공모, 2022년에

 

기체 수소 수송 파이프 라인용 강관 수요 전망

 

 이렇듯 기체 수소 수송 파이프 라인은 현재 주요 생산지와 수요처위주로 연결되고 있으나 점차 한국가스공사에서 밝힌 청사진과 같이 중장기적으로는 기존의 LNG 인수기지 혹은 수소 생산처로부터 각 도시로 연결되는 파이프라인이 구축될 것으로 예상할 수 있는데요.

 

 그리고 이러한 파이프라인을 구축하는데, 사용될 것으로 예상되는 강재는 바로 STS 무계목 강관이 사용될 것으로 예상되고 있는데요. 무계목 강관(Seamless pipe)은 말그대로 이음매(seam)가 없는 강관으로써 철판을 말아서 용접하여 만드는 용접강관과는 달리 압연천공법을 통해 제조되며 가격이 비싸고, 고압, 고온, 저온 내식 등 특수 배관용으로 사용되는 강관입니다.

이러한 수소 수송 파이프라인을 구축하는데 드는 비용은 대략 1Km당 4억원 정도로 추정(한국강관협회자료)되고 있으며, 이러한 인프라를 구축하기 위해서는 향후 10년간 연간 약 6,020톤의 파이프가 필요할 것으로 예상되고 있습니다.

 

실제로 지난 2021년 10월20일 언론에서 보도한 바에 의하면, 포스코에서 국산화 개발에 성공한 수소 이송용 강재가 수소시범도시인 안산에 적용될 예정이며, 사용되는 강재는 8인치 규격의 대구경 배관으로 심리스강관(무계목강관)이 사용된다고 보도되었습니다. 참고로 본 강재는 국내 조관사인 휴스틸 등에서 강관으로 생산할 예정입니다. 

 

http://www.h2news.kr/news/article.html?no=9336

포스코 수소배관, 안산 수소시범도시에 적용

 

 

 

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