초록 ▼

□ 사업목표
ㅇ 고층 건물, 혹은 원격지 대형화재를 진압할 수 있는 소화가스를 단위 부피당 50~120배 저장하고, 쉽게 확산될 수 있는 가스하이드레이트 소화탄 개발
ㅇ 물과 소화 가스를 함유한 가스하이드레이트 소화탄은 장거리 원격 투척 (드론 활용) 등으로 능동적이며 효율적으로 화재 현장을 진압하는 플랫폼 기반기술 확보

□ 추진배경 및 필요성
(난접근성 화재 사고의 증가)
ㅇ 우리나라는 연평균 약 550건 이상의 산불이 발생하여 6,500ha(여의도 면적의 22배)의 산림이 소실되고 있으며, 최근

□ 사업목표
ㅇ 고층 건물, 혹은 원격지 대형화재를 진압할 수 있는 소화가스를 단위 부피당 50~120배 저장하고, 쉽게 확산될 수 있는 가스하이드레이트 소화탄 개발
ㅇ 물과 소화 가스를 함유한 가스하이드레이트 소화탄은 장거리 원격 투척 (드론 활용) 등으로 능동적이며 효율적으로 화재 현장을 진압하는 플랫폼 기반기술 확보

□ 추진배경 및 필요성
(난접근성 화재 사고의 증가)
ㅇ 우리나라는 연평균 약 550건 이상의 산불이 발생하여 6,500ha(여의도 면적의 22배)의 산림이 소실되고 있으며, 최근에는 기후변화 등의 원인으로 전 세계적으로 초대형 산불이 자주 발생함
※출처: 산림청「산불통계연보」,‘21. 03. 26
ㅇ 또한, 15층 이상의 고층에서 화재가 발생했을 경우 펌프 성능의 한계로 물을 분사할 방법이 없어, 건물 자체 소방 설비에 의존하여 화재를 진압하는 실정임

(다부처 공동 연구의 필요성)
ㅇ 소화능력이 신개념 소화탄 개발 및 이와 연계한 AI기반 능동진압 플랫폼 기술개발은 난접근성 특수 화재 문제 해결이 가능
ㅇ 이러한 고층빌딩, 산불, 산업현장 등의 특수화재는 국가적 재난 사항이며, 범국가적으로 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 소방청 등 여러 부처의 협력 및 지원이 필요함
- 본 사업 추진을 위해서는 기술개발 및 규정확립 등 소관 부처별 체계적인 접근 및 협력 필요
ㅇ 제2차 과학기술 기반 국민생활(사회) 문제 해결 종합계획의 40대 주요 사회문제 중 재난재해(소방안전) 분야와 연계되어 있어 사회구조 급변과 생태계 문제 해결을 위해 해당 부처와 지자체의 참여로 능동적 대응 가능

□ 사업내용
ㅇ 기존의 국내외 소방방재 기술의 경우 초고층 건물, 혹은 원격지 대형화재를 진압할 수 있는 특수 기술‧장비‧시스템이 없으며, 소화가스를 단위 부피당 50~100배 저장하고, 쉽게 확산될 수 있는 소화탄 소재 개발
ㅇ 전기적으로 비전도성이며 증발 후 잔여물을 남기지 않는 소화약제 (HFC-125 등)를 분자단위로 5.5Å 규모의 결정구조 내에 물리적으로 포획시켜 원거리 투척 기능과 순간적인 화재진압(화염 접촉시 쉽게 분해)이 가능한 소화탄 소재·부품·공정 개발
ㅇ 화재안전기준(NFSC 107A) 및 NFPA 2001 Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems, Edition 2004에 등재된 청정 소화가스를 가스하이드레이트 내에 충진하여 사용함으로써 절연성 및 비전기전도성 환경에서의 화재진압이 가능하며, 추가로 ➊ 산소 차단 기능 ➋ 냉각작용 ➌ 연쇄반응 억제 작용 ➍ 큰 화재진압 범위 ➎ 주변을 열을 신속히 흡열하는 물리적 효과 등을 가진 소화탄 개발
ㅇ AI기반 화재현장 (드론)영상 빅데이터 기반 화재확산 감지 및 능동진압 플랫폼 개발
- 기 개발된 소화탄 투척 드론을 활용한 투척 적용 시험 병행
- 화재 특성을 고려한 소화탄 투척 및 제어 시스템 개발
ㅇ 난근접성 및 특수 화재대응 최적화 프로세스 연구개발(서비스 시나리오 개발)
- 난접근성 화재(고층빌딩, 산불, 선박 화재 등) 적용 시나리오 및 대응 매뉴얼 개발
- 특수화재(ESS, 배터리, 연료전지, 유류 화재 등)에 적용 시나리오 및 대응매뉴얼 개발

□ 추진전략 및 체계
ㅇ 부처간 협업 및 연계운영
A부처 (산업통상자원부)
▶ 특수화재 진압을 위한 고기능성 소화제 개발
- 가스 하이드레이트원리를 이용한 신개념 소화제/소화탄 개발
- 고기능성 소화제 생산/저장/수송 최적 시스템 개발
- ESS, 배터리, 연료전지, 유류 화재 시범적용

B부처 (소방청)
▶ 재난현장에 적용 가능한 소화탄 개발 및 적용
- 재난현장에 적합한 소화탄 개발
- 소화가스별 화재진압 특성 Data 확보
- 소화탄 종류에 따른 화재진압 및 적용능력 검증

C부처 (과학기술정보통신부)
▶ 화재확산 감지 및 능동진압 플랫폼 기반 기술개발
- 화재 영상 데이터 기반 지능형 화재 감지 시스템 개발
- 가스하이드레이트 소화탄 활용 화재 능동진압 플랫폼 구축
‧ 난접근성 시나리오별 가스하이드레이트 소화탄 투척지점 및 효과 예측 모델 구축
‧ 소화탄 드론 장착 및 소화탄 투척 방법 개발 및 현장 실증 연구

지자체(협조)
- 부산시/경남도 지역 테스트베드 제공, 소화탄 현장적용 제품 저장/수송/실증화 등 지원

- 부처협업사업 운영방식은 병렬형으로 본 사업을 운영할 예정으로 각 부처별 연구과제를 수행하고, 도출된 결과물들은 사업단에서 관리를함. 연구개발후 사업단 차원에서 개발된 결과물들의 적용, 상용화, 기술이전등을 지원하도록 하겠음

ㅇ 사업 추진체계 및 기관별 업무분장
- 본 사업 추진을 위하여 산학연관 협력체계를 구축하여 유기적인 연구를 수행할 예정임
- 컨소시엄은 연구소, 산업체와 더불어 지역 테크노파크, 지자체를 구성하여 추진
- 지역소방본부와의 협의를 통하여 산불 및 고층빌딩 화재, 산업현장, 방산 등 특수화재에 대한 소화 효율성 향상 및 능동진압 실증을 위한 테스트베드를 구축 및 운영
ㅇ 리빙랩 운영을 통한 현장 수요기술 도출
- 리빙랩 운영을 통해 관련 산업체 및 유관기관들과 협력하여 현장 중심수요기술 도출 및 요구사항을 수집하여 플랫폼 개발에 적용할 수 있도록 추진
ㅇ 기술 로드맵

□ 성과활용방안
ㅇ 소화가스는 가스하이드레이트 입자 내에 고밀도로 충진되어 있어서 공기저항이 작으며, 먼 곳까지 날릴 수 있어 산불 등의 대규모 화재에 대해서도 화염류에 떠밀리지 않아 진압이 탁월할 것으로 예상되며, 아울러 아래와 같은 난 접근성 특수화재에도 다각도로 적용 가능함
ㅇ 산림청에서 추진중인 K-Forest와 관련하여 개발 소화약제의 대량생산체계를 갖추어 동남아 등 난접급성 진화기술 미보유 후진국에 수출할 수 있도록 제3시장 선점
※ 산림청 산림항공본부 드론산불진화대 창설(‘21.1)에 따른 드론 탑재용 소화탄 활용방안 모색
ㅇ IT기반을 활용하여 난접근성 공간에서 발생한 화재를 신속하게 분석하고, 화재진압 및 인명대피를 위한 신속한 솔루션 제공을 통해 산업 현장의 화재 피해를 최소화 시킬 수 있음
ㅇ 국가적 차원의 대형 재난재해의 초기대응기술에 대한 선도적 역할기여와 국내 안전산업영역의 패러다임 전환 초석(사후대응체계산업에서 사전예방체계산업)
ㅇ 부산지역 소방본부, 부산광역시 스마트빅보드 시스템과 연동한 난접근성 화재 방호 시스템 구축 및 우선 활용방안 모색
ㅇ 한국재난안전산업기술연구조합 및 재난안전산업지원센터와의 연계를 통한 제품 상용화 추진

□ 기대효과
ㅇ 기술적 기대효과
- 결정체 형태의 소화탄은 단위 부피당 화재진압 범위가 넓으며 또한 장거리에서도 소화탄을 투척할 수 있어서 효율적인 화재진압 가능
- 소화가스와 물(소화용매)이 물리적으로 결합하고 있는 하이드레이트는 화재발생 때 소화가스의 대량 발생과 물이 분출됨으로써 신속한 화재진압 가능
- 소방 차량이나 헬기 등에서는 물이나 소화수를 축적하거나 방출할 수 있는양이 제한적이지만 새로운 개념의 하이드레이트 적용 방재기술은 이를 획기적이며 개선할 수 있음
ㅇ 사회적 기대효과
- 선박 및 육해상 플랜트와 같이 난접근성 공간에서 발생한 화재에 대해 신속, 정확한 진압을 통해 인명피해 및 물질적 피해를 최소화
- 화재현장에서의 효율적 화재진압으로 인명 및 재산 피해 축소에 기여 (소방인력의 인명피해 최소화 포함)
ㅇ 경제적 기대효과
- 소화약제의 경우 미국, 캐나다, 호주를 비롯하여 서유럽권 및 러시아를 포함시 5,000억원 이상 규모의 세계시장에 진출할 수 있는 교두보 마련
- 개발 소화약제에 대한 국외 기술이전과 해외 판매를 통한 시장을 확대하여 시장경제에 기여

(출처 : 요약본 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 본 ... 3
• 목차 ... 10
• 그림목차 ... 11
• 표목차 ... 12
• 제1장 다부처공동R&D 추진 필요성 ... 13
• 제1절 사회문제 개요 ... 13
• 제2절 사회문제 원인 분석 ... 17
• 제3절 국내외 대응 정책‧기술‧산업 동향 ... 18
• 제4절 다부처 공동 R&D 추진 타당성 ... 33
• 제2장 사업목표 및 내용 ... 38
• 제1절 사업목표 ... 38
• 제2절 성과목표 및 지표(공통/개별) ... 40
• 제3절 사업내용 ... 41
• 제3장 사업 추진방법 ... 50
• 제1절 사업 추진전략 ... 50
• 제2절 사업 추진체계 ... 64
• 제3절 사업 기간 및 소요예산 ... 67
• 제4장 성과 활용방안 및 기대효과 ... 68
• 제1절 사업 성과 활용 방안 ... 68
• 제2절 기대효과 ... 70
• 양식1. 제11차 다부처공동기획연구 참여부처 현황 및 사업예산 구조 ... 72
• 양식2. 제11차 다부처공동기획연구 기술규제 진단 Toolkit - 연구 핵심 프로세스의 해당하는 부분 중심으로 기술 ... 73
• 양식3. 기존 검토의견 반영현황 (공동기획 선정/중간점검 검토의견) ... 74
• 양식4. 다부처공동기획연구 과제별 공청회 개최결과 ... 76
• 첨부1. 소화탄 관련 보도자료 1 ... 77
• 첨부2. 소화탄 관련 보도자료 2 ... 78
• 첨부3. 특허 동향 보고서 ... 79
• 끝페이지 ... 197