▲ 명지대 화학공학과·재난안전학과 신동일 교수가 ‘차량탑재 출차 대기 중 고압용기 관리’ 연구 진행 상황을 설명하고 있다.

산업가스업계가 차량 적재 상태의 고압용기 안전성을 체계적으로 검증하는데 나섰다. 이번 연구는 차량 화재 시 용기의 거동(擧動)과 피해 규모를 과학적으로 예측하고, 위험 수준과 대응 방안을 정량화하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 업계 현실을 반영한 안전 대책을 마련하고, 규제 샌드박스 신청과 제도 개선까지 연결할 수 있는 근거 자료를 확보한다는 계획이다.

서울경인고압가스공업협동조합(이사장 이기용)은 17일 경기도 시흥시 소재 조합 사무실에서 월례회를 열고, 운반차량에 적재된 고압가스 용기의 안전성을 검증하기 위한 시뮬레이션 기반 연구용역 중간보고회를 진행했다.

회의에는 ‘차량탑재 출차 대기 중 고압용기 관리’ 연구를 책임지고 있는 명지대학교 화학공학과 신동일 교수가 참석해 연구 진행 상황과 성과를 공유했다.

현행 고압가스 안전관리 규정은 운반과 하역 상황을 세부적으로 규정하고 있지만, 산업 발전과 수요 증가로 고압용기 수가 급증하면서 기존 보관 시설만으로는 수용이 어렵고, 법적 제약으로 추가 확보도 쉽지 않다.

이로 인해 사업장 내 차량 적재 상태로 잠시 보관된 고압용기가 단속 대상이 되어 행정처분을 받는 사례가 빈번히 발생하고 있다. 차량에 적재된 상태로 일정 시간 보관하는 경우에 대한 기준이 모호해 업계가 법적 불확실성과 행정적 부담을 겪어왔다.

이에 이번 연구는 가스운반차량에 적재한 상태로 보관 중인 고압가스용기 중 산소, 질소, 아르곤, 탄산 등 비가연무독성가스 4종의 안전성을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 연구는 차량 화재 시 용기의 거동(擧動)과 피해 규모를 예측하고, 피해를 최소화할 수 있는 방안을 도출하는 것을 목표로 진행됐다. 이를 통해 위험 수준과 대응 가능성을 정량화해 객관적 근거를 확보하고자 한다.

연구는 화재 상황에서 고압가스 용기의 거동을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하는 방식으로 추진됐다. 실제 화재 실험은 위험 부담이 크기 때문에 현실적으로 어렵다는 점에서, 정밀 시뮬레이션 분석을 통해 신뢰성 있는 데이터를 확보하는 데 초점을 맞췄다.

연구는 각 가스 유형별 물리화학적·열역학적 데이터를 수집하고, 단일 용기 시나리오를 중심으로 차량 화재에 노출될 경우 용기 내부 압력 상승, PSV(압력안전밸브)와 PRD(압력방출장치) 작동 여부, 가스 분출 상황 등을 분석했다. 또한 화재 강도, 질식 구역 형성, BLEVE(비등액체팽창증기폭발) 발생 가능성 등을 정량적·정성적으로 평가했다.

검증 결과, 간접 가열 조건에서는 질소와 산소 용기의 내부 온도가 200℃ 이하에서는 용기 손상 위험이 낮았다. 직접 화염이 용기에 접촉할 경우 압력 상승 속도가 급격히 증가했지만, 알곤은 약 400초, 산소는 약 800초 후 PSV가 정상 작동하는 것으로 나타났다. 직화와 간접화 조건 모두에서 압력이 일정 시간 허용 범위 내에 머무르는 구간이 존재했고, 안전밸브 작동 시 폭발 위험이 낮아지는 점도 확인됐다.

신동일 교수는 “향후 연구에서는 추가 민감도 분석과 복합 시나리오 시뮬레이션을 진행하고, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 인명·재산 피해 예측 모델과 위험 구역 지도를 작성할 예정이다. 이를 통해 예방 및 완화 조치 효과를 평가하고, 최적의 안전 대책을 도출할 계획”이라고 전했다.

이번 연구는 과학적 데이터를 기반으로 업계 현실을 제도적으로 반영할 수 있는 계기를 마련하는 데 초점을 두고 있다. 업계는 향후 이번 결과를 토대로 규제 샌드박스 제도에 신청하고, 나아가 정부 및 기관과 협력해 업계 안전성과 현실을 동시에 고려한 제도 개선을 지속적으로 건의한다는 방침이다.

한편, 이날 회의에서는 독성가스 처리 지원 사업 추진 현황도 공유됐다. 조합은 한국가스안전공사와 협력해 비정상용기를 안전하게 처리하는 사업을 진행 중이며, 처리 비용의 20~25%만 부담하면 돼 조합원들의 참여를 당부했다.

아울러 일부 업계 관계자에 따르면, 대산 석유화학단지 내 주요 수소 생산 설비가 정기 점검과 보수 작업으로 일시 가동을 중단하면서 수소 공급에 일부 차질이 발생할 가능성이 있는 것으로 전해졌다.