국제해사기구 해사안전위원회 임시 안전지침 승인 앞두고 산업계 기술 이해도 제고
초저온·수소취화 시험평가 인프라 기반 안전성 검토, 친환경 선박 상용화 가속

세계적 탄소중립 흐름 속에 해상 분야의 탈탄소화를 위한 수소연료 추진선박 개발이 활발한 가운데 국내 연구진이 수소연료 추진선박의 안전성 향상 방안을 제시했다.

한국기계연구원(원장 류석현) 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.

기계연구원 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.

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.

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.

국제해사기구 화물·컨테이너 운송 전문위원회(CCC) 제11차 회의에서 수소연료 추진선박 임시 안전지침을 개발했으며, 해당 지침은 2026년 5월 개최 예정인 해사안전위원회(MSC) 제111차 회의에서 최종 승인될 것으로 예상된다. 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.

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