탈탄소 해운 시대, 수소선박 안전기준 길잡이 나왔다

- 기계연 신뢰성연구센터와 한국선급 협업하 수소연료 추진선박 주요 위험요소 식별 및 저감방안 제시 -

- 국제해사기구(IMO) 해사안전위원회(MSC) 임시 안전지침 승인 앞두고 산업계 기술 이해도 제고-

- 초저온·수소취화 시험평가 인프라 기반 안전성 검토, 친환경 선박 상용화 가속 -

□ 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연) 가상공학플랫폼연구본부 신뢰성연구센터는 수소연료 추진선박의 주요 위험요소와 안전 저감 방안을 담은「수소연료 추진선박의 안전성 검토」연구보고서 발간에 핵심 연구진으로 참여했다. 본 보고서는 수소연료 추진선박의 안전 고려사항과 국제 규정, 위험 저감 방안을 체계적으로 정리한 종합 기술문서로, 한국선급과 공동으로 수행됐다.

□ 기계연 신뢰성연구센터 김용진 센터장 연구팀은 한국선급 박준성 파트장과의 협업하에 「수소연료 추진선박의 안전성 검토」 연구보고서 발간에 참여했다. 보고서에는 해상 수소시스템 개요와 수소 사고 사례 분석, 수소 위험요소 및 저감 방안, 관련 국제 규정 등이 수록되었으며, 국·영문판으로 동시 발간돼 한국선급 홈페이지(www.krs.co.kr)에서 누구나 열람 및 다운로드할 수 있다.

기계연 신뢰성연구센터 김용진 센터장 연구팀

□ 수소는 탄소를 배출하지 않는 친환경 연료로, 해운 분야 탈탄소화를 위한 유망 대체연료로 주목받고 있다. 또한 메탄올 등 친환경 연료의 원료로도 활용 가능해 수소 기반 연료 공급망 확대가 기대된다. 다만 선박에서 수소를 안전하게 저장·활용하기 위해서는 압축수소 또는 약 -253℃의 극저온 액체수소 형태로 취급해야 한다. 이번 보고서는 수소연료전지 및 수소 내연기관 추진선박의 개발 동향과 수소 저장·공급·연료소모 시스템 구성 등 해상 수소시스템 전반을 체계적으로 정리했다.

□ 수소는 누출 시 점화 가능 범위가 넓고 최소 점화에너지가 매우 낮아 기존 LNG 등 탄화수소계 연료와는 다른 위험 특성을 가진다. 유럽연합 공동연구센터의 수소 사고 데이터베이스(HIAD 2.1) 분석 결과, 등록된 954건의 수소 사고 중 약 66% 이상이 화재 또는 폭발로 이어진 것으로 나타났다. 본 보고서는 누출·확산, 화재·폭발, 폭연·폭굉 전이, 제트 화재, 극저온 위험, 수소취화 등 주요 위험요소를 다층적으로 분석하고, LNG연료 추진선박 국제규정(IGF Code)과 비교·분석해 수소연료 추진선박의 고유 안전 고려사항을 제시했다.

기계연 김용진 센터장이 수소 연소 방식에 따른 수소엔진 분류에 대해 설명하고 있다.

□ 본 보고서는 국제해사기구(IMO)에서 개발 중인 수소연료 추진선박 임시 안전지침을 기반으로 수소의 물리·화학적 특성과 기술적 배경을 함께 설명해 현장 활용성을 높였다. 특히 누출 최소화, 환기·불활성화·진공 시스템, 재료 선정 및 호환성, 위험구역 분류, 가스·화재 탐지 및 진압 시스템 등 실제 설계와 운용 단계에서 적용 가능한 위험 저감 방안을 구체적으로 제시했다. 이를 통해 산·학·연 관계자들이 수소연료 추진선박의 안전 고려사항을 실무적으로 활용할 수 있도록 구성한 것이 특징이다.

-253℃ 극저온 피로시험기

□ 국제해사기구 화물·컨테이너 운송 전문위원회(CCC) 제11차 회의에서 수소연료 추진선박 임시 안전지침을 개발했으며, 해당 지침은 2026년 5월 개최된 해사안전위원회(MSC) 제111차 회의에서 최종 승인되었다. 이로 인해 국가 간 수소 운송과 거래 확대에 따라 수소운송선과 수소연료 추진선박 수요 증가가 전망되는 가운데, 이번 보고서는 국제 안전지침 승인 시점에 맞춰 발간돼 산업 현장에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

액화수소 연료시스템 개략도

□  기계연 신뢰성연구센터 김용진 센터장은 “이번 보고서는 수소연료 추진선박의 위험요소와 안전 저감 방안을 체계적으로 정리한 기술문서로, 산·학·연 협력을 통해 마련된 의미 있는 성과”라며 “기계연이 축적해 온 초저온 및 수소취화 시험평가 노하우와 액체수소 저장용 소재 적합성 평가 경험이 보고서의 신뢰성과 실효성을 높이는 데 기여했다”고 밝혔다. 이어 “앞으로도 친환경 선박용 소재 적합성 평가와 안전기준 정립을 통해 국내 조선·해운 산업의 친환경 선박 기술 경쟁력 확보를 적극 지원해 나가겠다”고 말했다.

□ 한편, 이번 연구는 기계연 신뢰성연구센터에서 해양수산부의 「선박용 수소 저장용기 및 연료공급시스템 안전기준 개발 사업」의 지원을 받아 수행됐다. 기계연 신뢰성연구센터는 해당 사업을 통해 초저온(-253℃) 수소취화 시험평가 및 분석 인프라를 구축했으며, 선박용 액체수소 저장용 소재 선정 가이드를 국내 최초로 제시한 바 있다.