◇ 한국가스공사 김우식 연구원
“세계 에너지 수요는 크게 변화하고 있는 추세고, 초기 에너지 시장을 주도했던 석탄과 원유는 1980년대 이후 수요가 급격히 떨어지고 있는 반면 현재는 천연가스, 신재생에너지가 주력으로 자리잡을 것으로 예상된다.”

20일 서울 강남에 위치한 베스트웨스턴프리미어 강남호텔에서 열린 ‘S&S 강관세미나 2019’에서 한국가스공사 김우식 연구원은 ‘에너지용 강관 사례 및 전망’이라는 주제로 발표를 진행했다.

천연가스의 경우 전통가스가 확정매장량의 90%, 나머지 10%는 비전통가스가 담당하고 있다고 설명했다. 전통가스는 전 세계에서 이란이 확정매장량이 가장 많고 러시아, 카타르, 투르크메니스탄 순인 것으로 나타났다.

비전통가스의 대표격인 셰일가스의 경우 전체 가스 가운데 매장량이 많지는 않다. 그러나 미국에서 채굴 되고 있어 미국이 에너지 수입국에서 자급자족국가로 변해, 전 세계 에너지시장의 변화를 이끌고 있다고 분석했다. 현재 미국은 전 세계 확정 가스 매장량의 5%를 보유하고 있으나 셰일가스 부분에서만은 대부분을 공급하고 있는 상황이라는 것이다.

한편 김우식 연구원은 에너지 수요 변화에 따라 운송을 담당하는 배관에 대한 다양한 연구들도 함께 이뤄지고 있다고 설명했다.

대구경 배관 강재에 요구되는 부분들은 용접성과 배관 두께 증가 및 고강도 배관, 한랭 환경에서 견딜 수 있는 극저온에서의 인성특성 요구, 지반 이동지역에 필요한 변형률기반설계, 해저적용에 용이한 이방성 저감 등의 특성들이 대표적이다.

특히 용접성을 매우 중요한 요소로 꼽았다. 배관에 대한 대구경, 두께 확대 등이 이뤄질수록 첨가되는 화학물 등이 많아져 용접성은 어려워진다. 어떤 환경에서도 빠르게 같은 비용으로 용접을 수행할 수 있는 연구가 시급하다고 조언했다.

최근에는 수소배관에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 수소에너지는 산업용, 주거용, 발전용, 교통수단용으로 모두 활용될 것으로 기대되고 있다.

특히 이러한 수소에너지가 확대될 경우 생산된 수소를 운송하는데 수소배관이 큰 역할을 할 수 밖에 없다. 김우식 연구원은 수소배관이 도입되기 위해서는 현재 수소 생산을 배관 말단에서 중앙 생산으로 변화해야 한다고 강조했다.


또 수소배관으로 쓰기 위한 강재로는 API X52등급 이하와 ASTM A106 GradeB 이하 사용을 제안했다. 이는 강도가 높을수록 수소취성이 잘 일어나는 특성 때문에 강도를 낮춘 수소배관이 필요하다는 얘기다.

수소취성이란 임계치(1ppm) 이상 수소 존재 시 수소가 없는 경우와 비교해 상당히 낮은 하중에서 파괴되는 것을 말한다. 수소취성이 일어나면 연성이 크게 떨어지며, 피로 파괴 현상이 나타난다.


김우식 연구원은 수소배관을 쓰기 위해서는 아직 상당한 연구가 필요하다고 조언했다. 특히 향후 수소에너지가 확대되기 전에 수소배관에 대한 연구도 함께 진척이 있어야만 한다고 덧붙였다.
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