산업 및 가정에서 또는 연료 전지로 수소를 사용하기 위해서는 우선 운송이 되어야 합니다. 운송 방법의 선택은 생산 기술, 운송 거리, 운송 인프라, 최종 사용자의 요구사항에 따라 다릅니다. 가장 일반적인 방법은 기존 가스 파이프라인과 탱크 트럭을 이용한 운송입니다.
가스 그리드, 배전 그리드 및 파이프라인 운영자, 가스 운송차량 운영자에게는 안전하고 효율적인 비용과 신뢰할 수 있는 방식으로 충분한 양의 수소를 고객에게 공급하는 것이 중요합니다.
가스 그리드, 수소 파이프라인 - 수소는 어떻게 운송되나요?
생산 방법과 시스템 설계에 따라 수소 운송은 압축, 주입, 중간 저장, 운송 및 유통 단계를 포함합니다. 수소는 이미 지정된 한계 내에서 가스 그리드에 직접 공급될 수 있으며, 이를 위해 다음 질문에 대해 고려해야 합니다:
- 기존 가스 파이프라인을 사용할 수 있습니까?
- 파이프라인이 목적에 맞게 설계되었습니까?
- 파이프라인이 고압을 견딜 수 있습니까?
- 수소용 가스 파이프라인을 개조하기 위해서는 무엇이 필요합니까?
그 외에도 수소 운송에 최적화된 금속 또는 플라스틱으로 만들어진 수소에만 사용되는 파이프라인도 있습니다.
파이프라인 기반 운송은 가스를 분배하는 가장 쉬운 방법이지만 수소에만 사용되는 파이프라인을 구축하려면 많은 초기 투자가 필요합니다. 반면에 기존의 가스 그리드를 사용하면 초기 비용이 낮아지지만 수소가 가스 혼합물에 정확한 비율로 혼합되도록 가스 파이프라인을 주의 깊게 모니터링 해야 합니다.
도로, 철도, 해상에서의 수소 탱크
또 다른 방법은 트럭, 화물 열차, 선박의 특수 탱크로 수소를 운송하는 것입니다. 운송 방법에 따라 안전 상의 이유로 올바르게 보호되는 소∙중∙대형의 수소 탱크가 사용됩니다.
기체 및 압축된 형태 (CGH2: 압축가스 수소) 또는 액체 형태 (LH2 액체 수소)의 수소를 담을 수 있는 이 특수한 운송 탱크는 저장 탱크와 같은 어려움이 있습니다:
- 제한된 부피에 많은 양의 수소를 저장하기 위해서는 고압으로 압축해야 합니다.
- 기체 수소는 쉽게 누출될 수 있습니다.
- 액체 수소 저장은 크게 감소된 압력에서 고저장밀도가 가능합니다.
- 그러나 이를 위해서 수소는 영하 253°C에서 일정하게 냉각되어야 합니다. 그렇지 않으면 수소가 증발할 수 있습니다.
- 탱크 고장은 폭파 위험이 있으므로 수소 탱크는 안전하고 내구성 있게 설계되어야 합니다.
운송을 위한 TUV 라인란드의 서비스:
- 수소 보급을 위한 기존 인프라 및 시설에 대한 적합성 평가
- 전체 파이프라인 구조의 인수 시험
- 공급 기능을 위한 공급 그리드 구조의 적합성 시험
- 최종 고객의 공급 시설의 사용성 연구 및 누출 테스트
- ‘그린 수소’ 또는 ‘탄소 발자국’ 인증
- 인프라 품질 시험 및 안전 시험
수소 인프라 및 유통
수소가 목적지에 도달하면 용도에 따라 추가로 분배해야 합니다. 따라서 적합한 운송 및 유통 인프라가 필요합니다.
장거리 수소 운송은 일반적으로 파이프라인을 통해 이루어집니다. 수소가 각 지역에서 사용할 수 있도록 추가 유통을 위한 다양한 방법이 있습니다.
목적지에서의 수소 분배 옵션
수소가 현지에서 생산되지 않는 한 ‘허브’라고 불리는 분배소를 통해 배포됩니다. 직접 및 간접 분배 두 가지 방법이 있습니다.
직접 분배의 경우 수소 충전소와 같은 애플리케이션이 장거리 수소 파이프라인에 거의 직접 연결되어 있습니다. 반면 간접 분배의 경우 수소를 ‘허브’라는 저장 시설에 임시로 저장합니다. 허브에 저장된 수소는 가스 그리드 또는 파이프라인과 같은 지역 분배 그리드를 통해 추가로 분배되거나 허브 자체가 충전소의 역할을 할 수도 있습니다. 이 경우 수소는 트럭을 통해 최종 사용 지점으로 운송됩니다.
수소 분배 방식은 지역의 기반 시설과 기존 시설의 확장 가능성에 따라 달라집니다. 수소 충전소를 운영하고 싶다면 연료를 충전할 차량 유형을 고려해야 합니다. 그 외에도 수소가 기체 형태 혹은 액체 형태로 공급되어야 하는지, 필요한 수소의 양과 품질, 가스 그리드와 수소 그리드를 통해 수송이 되는지, 어떤 용도로 사용되는지 등을 생각해 보아야 합니다.
안전한 플랜트를 설계하고 안정적으로 운영하고 가장 효율적인 방식으로 규모를 확장하기 위해서는 이와 같은 질문의 답을 아는 것이 중요합니다.
수소 운송을 위한 TUV 라인란드의 시험 포트폴리오
시험, 검사기관으로서 TUV 라인란드는 개별 요구에 따른 다양한 시험 및 검사 서비스를 제공합니다: