정부가 2026년까지 도시가스에 수소를 20% 혼합해 사용하는 방안을 추진하는 가운데, 가정용 및 상업용 가스보일러와 가스레인지에서 수소 혼입의 효과와 안전성을 검증한 연구 결과가 발표되었습니다. 이 연구는 한국가스학회(회장 이근원, 아주대 교수)가 주최한 가을학술대회에서 소개되었으며, 한국에너지기기산업진흥회, 귀뚜라미 냉난방기술연구소, 경동나비엔 기술연구소의 연구진이 참여했습니다.

한국에너지기기산업진흥회는 '도시가스 내 수소 혼입에 따른 가정용 가스레인지의 연소 특성' 연구 결과를 발표했습니다. 연구진은 실제 사용 중인 가정용 가스레인지를 대상으로, 도시가스(LNG)와 수소 혼합 비율을 0~20%까지 늘려가며 가스의 연소 성능을 테스트했습니다. 그 결과, 수소 혼입량이 증가할수록 가스 소비량이 감소했으며, 배출되는 일산화탄소(CO) 농도 또한 줄어들었음을 확인했습니다. 열효율에는 유의미한 변화가 없었고, 역화와 같은 안전 문제는 발생하지 않았습니다.

▲ 14일 열린 한국가스학회 가을학술대회에서 도시가스 수소혼입 관련 특별세션 발표가 열리고 있다.

귀뚜라미 냉난방기술연구소도 가정용 및 상업용 가스보일러를 대상으로 수소 혼입 비율에 따른 연소 성능과 안전성을 분석했습니다. 실험 결과, 수소 함량이 증가할수록 가스 소비량과 배출가스 내 CO, 질소산화물(NOx) 농도가 줄어드는 한편, 열효율에는 큰 차이가 없었으며 안전상 문제는 없었습니다. 연구진은 화염이 붉은색에서 청색으로 변하면서 그 폭이 좁아지는 현상을 관찰했으나, 이는 안전상 문제가 아닌 연소 특성의 변화로 평가됐습니다.

경동나비엔 기술연구소는 가정용 및 상업용 보일러를 대상으로 천연가스 배관망에 수소를 혼합했을 때 안전성을 분석했습니다. 기존 가스보일러 부품을 변경하지 않고 실험한 결과, 수소 혼입량이 늘어나면 화염 속도가 증가해 화염 안정 영역이 소폭 확대되는 경향을 보였습니다. 또한, 탄소 함량이 줄어들면서 이산화탄소(CO2) 배출이 감소했고, CO 및 Thermal NOx 배출량도 감소하는 것으로 나타났습니다. 장기 내구성 테스트에서도 역화 등의 안전 문제는 발생하지 않았습니다.

이처럼 도시가스에 수소를 혼합하면 가스 소비량을 줄이고 배출가스를 저감할 수 있는 가능성이 확인됐지만, 수소의 특성상 누출 및 금속 내 확산에 따른 부식 위험, 수소와 도시가스의 분리 현상 등의 안전성 확보가 중요하다고 업계 관계자들은 강조했습니다. 이를 통해 가정용 및 산업용 기기에 수소를 안전하게 활용할 수 있는 기술적 기반이 마련될 것으로 기대됩니다.

출처 : 에너지신문(https://www.energy-news.co.kr)