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논문 상세정보

수소-CNG 복합충전소 정량적 위험성평가에 관한 연구

A Study on the Quantitative Risk Assessment of Hydrogen-CNG Complex Refueling Station

초록

본 연구는 기존의 CNG충전소에 복합으로 수소충전소를 건설하는 형태의 수소-CNG 복합충전소에 대한 정량적 위험성평가를 수행하였다. 수소충전소와 CNG충전소에서 발생할 수 있는 사고시나리오를 도출하고 각 시나리오에 대한 사고발생빈도를 고려하여 개인적, 사회적 위험도를 계산하였다. 위험성평가 결과 사회적 위험도는 허용가능 범위에 들어 왔으나, 개인적 위험도에 있어서는 일부 지역에서 허용범위를 벗어나는 구간이 발생하였고, 위험성기여도 분석을 통해 고위험요소를 발굴하였다. 수소-CNG 복합충전소에서는 CNG 저장용기, 압축기, 제어 판넬에서 대규모 누출이 발생할 경우 높은 위험도를 보이게 되며 충전소 전체 위험도의 약 88%를 기여하게 된다. 따라서 이러한 고 위험요소에 대하여는 주기적이고 집중적인 안전관리가 이루어져야 한다.

Abstract

This study performed a quantitative risk assessment for hydrogen-CNG complex refueling stations. Individual and societal risks were calculated by deriving accident scenarios that could occur at hydrogen and CNG refueling stations and by considering the frequency of accidents occurring for each scenario. As a result of the risk assessment, societal risk levels were within the acceptable range. However, individual risk has occurred outside the allowable range in some areas. To identify and manage risk components, high risk components were discovered through risk contribution analysis. High risks at the hydrogen-CNG complex refueling station were large leakage from CNG storage containers, compressors, and control panels. The sum of these risks contributed to approximately 88% of the overall risk of the fueling station. Therefore, periodic and intensive safety management should be performed for these high-risk elements.

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천연가스(CNG) 버스로 교체하는 정책
천연가스(CNG) 버스로 교체하는 정책을 추진한 이유는 무엇인가?
2000년대 초반 대도시의 대기오염을 줄이고자

2000년대 초반 대도시의 대기오염을 줄이고자 경유 시내버스를 천연가스(CNG) 버스로 교체하는 정책을 추진하였다. 지속적인 정부의 보급정책에 힘입어 도심의 시내버스는 대부분 청정연료인 CNG 버스로 교체되었다.

CNG충전소에 복합으로 수소충전소를 건설하는 형태
CNG충전소에 복합으로 수소충전소를 건설하는 형태인 수소-CNG복합충전소에 대해 정량적 위험성평가를 한 결과는 무엇인가?
위험성평가 결과 사회적 위험도는 허용가능 범위에 들어 왔으나, 개인적 위험도에 있어서는 일부 지역에서 허용범위를 벗어나는 구간이 발생하였고, 위험성기여도 분석을 통해 고위험요소를 발굴하였다. 수소-CNG 복합충전소에서는 CNG 저장용기, 압축기, 제어 판넬에서 대규모 누출이 발생할 경우 높은 위험도를 보이게 되며 충전소 전체 위험도의 약 88%를 기여하게 된다. 따라서 현재 CNG 충전소의 저장용기, 압축기, 제어 판넬실은 방호벽으로 보호하여 주변으로 피해가 확산되지 않도록 관리하고 있으며, 누출 시 화재폭발을 방지하기 위해 방폭구역선정 및 가스검지기 설치를 통해 관리되고 있다. 이러한 안전조치에도 불구하고 고 위험요소에 대하여는 주기적이고 집중적인 안전관리가 요망된다.

수소충전소와 CNG충전소에서 발생할 수 있는 사고시나리오를 도출하고 각 시나리오에 대한 사고발생빈도를 고려하 여 개인적, 사회적 위험도를 계산하였다. 위험성평가 결과 사회적 위험도는 허용가능 범위에 들어 왔으나, 개인적 위험도에 있어서는 일부 지역에서 허용범위를 벗어나는 구간이 발생하였고, 위험성기여도 분석을 통해 고위험요소를 발굴하였다. 수소-CNG 복합충전소에서는 CNG 저장용기, 압축기, 제어 판넬에서 대규모 누출이 발생할 경우 높은 위험도를 보이게 되며 충전소 전체 위험도의 약 88%를 기여하게 된다. 따라서 현재 CNG 충전소의 저장용기, 압축기, 제어 판넬실은 방호벽으로 보호하여 주변으로 피해가 확산되지 않도록 관리하고 있으며, 누출 시 화재폭발을 방지하기 위해 방폭구역선정 및 가스검지기 설치를 통해 관리되고 있다. 이러한 안전조치에도 불구하고 고 위험요소에 대하여는 주기적이고 집중적인 안전관리가 요망된다.

CNG
CNG는 어떻게 공급받는가?
도시 가스 배관망을 통해 공급받는다.

CNG차량은 20MPa의 압력을 사용하고 수소전기차는 70MPa의 압력을 사용하고 있으며 각각의 가스를 목표압력으로 충전하기 위해 압축기를 운영한다. CNG는 천연가스를 압축한 가스로 메탄(CH4)를 주성분으로 하고 있으며, 도시 가스 배관망을 통해 공급받는다. 압축기를 통해 압축된 도시가스를 저장하기 위한 대용량(1,300L)의 압력용기가 설치되며 디스펜서를 통해 차량에 18 ∼20MPa까지 충전을 하게 된다.

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