| 연구개발개요 |
□ 환경 강화(온실가스/배출가스) ○ 산업혁명 이후 대기 중에 급격히 축적된 온실가스는 지구 기후시스템에 심각한 교란을 가져와 지구의 평균기온을 상승시켰을 뿐만 아니라 전 지구적으로 기후면화의 부정적 영향으로 인한 각종 피해를 초래함. ○ 기후변화의 원인이 인류의 경제활동으로 인한 온실가스 배출에 있으며, 기후변화가 가져올 위험성을 인식하여 1992년 ‘UN 기후변화협약’을 마련함 ○ 기후변화 협약에 따라 국제적으로 탄소배출 감소를 위해서 내연기관 자동차 판매금지를 검토하고 있으며 지속적인 자동차 연비규제 강화정책을 추진 중임 ○ 미국 및 중국의 경우 무공해차 의무 판매제도를 시행하고 있으며 2025년을 기준으로 의무판매 규제치를 각각 21%(미국) 및 12%(중국)로 강화를 추진 중임 □ 교통사고 안전성 ○ 최근 정부에서는 2022년까지 수소버스 2,000여대를 보급하겠다는 계획을 발표하는 등 수소버스에 대한 수요는 높아지고 있으나, 사고 상황에서 승용차 등에 비해 더 큰 인명피해 등을 일으킬 가능성이 있는 버스의 특성과 수소 특성 등을 고려한 선제적인 안전기술 및 기준이 필요함 - 대형교통사고(사망3명 이상 또는 사상자 20명 이상) 추세는 감소하고 있지만, ‘18년 대형교통사고 승합차의 점유율이 50%이며 그 중 버스가 36.4%를 차지하고 있고 정면, 측면, 추돌 및 전복 등 다양한 사고유형으로 발생하고 있어 다양한 사고 양상을 반영한 사고 시 안전성 평가기술 개발이 필요함 ○ 대국민 안심이용 측면에서 교통사고 심층자료(사고 자동차(안전장치) 정보, 탑승자 정보 등)의 정보를 버스 기반으로 구축하고, 수소버스를 포함하여 사고 정보수집 분석을 통해 충돌 안전성 평가 모델 및 시나리오 연구를 수행함으로써 수소버스 충돌 및 화재사고가 발생하더라도, 국민의 생명을 보호하고 재산 피해를 최소화 할 수 있도록 평가방법 마련 기반 조성이 필요함 □ 평가 및 검사기술/장비 ○ 수소버스 충돌(전복사고)에 따른 연료장치 위험성 등을 고려하여, 세계 최초로 연료장치 안전기준을 마련하였으나, 실차 전복시험 및 수학적 해석에 대한 세부시행세칙은 아직 부재한 상황임 ○ 수소버스는 수소승용차 대비 배터리의 동력 비중이 커졌으며, 대용량 배터리, 연료전지 모듈의 다종 동력원으로부터 전력을 공급받아 병렬형 모터시스템을 구동시키는 구조를 가지고 있으나, 현재의 원동기 출력 시험 기준으로는 수소버스의 출력을 모사하는데 한계가 있어 수소버스 특성을 반영한 안전기준 개발이 필요 ○ 제작단계의 안전기준을 만족하였더라도 차량의 연식이 늘어남에 따라 연료전지스텍의 효율 저하 등으로 운행중에 배기구로 배출되는 수소가스는 더 증가할 수 있고 대형 수소내압용기의 수소 투과량이 증가할 수 있기 때문에 운행차의 자동차 정기검사로 자동차의 안전도에 대한 확인이 필요 - 수소버스 내압용기는 압력증가 및 경량화 필요성 등으로 비금속(탄소섬유 등) 재질의 Type 4 내압용기로 충방전에 따른 용기 내부손상 발생 등으로 운행 중 수소누출 및 파손의 위험성이 있어 비금속 내압용기(Type 4)에 대한 비파괴 검사기술 또한 필요함 □ 법제도 국제화 ○ 수소승용차 국제기준은 제정되어 운행 및 사고 시 안전성 등을 확보하기 위한 최소 안전기준이 마련되어 있으나 수소버스의 경우 국제사회에서도 안전기준의 부재를 인식하고 최근 국제기준의 개발에 착수함에 따라 적극 대응을 통해 세계최고 수준의 수소경제 선도국가로 도약 이행을 위한 국제 기술 및 정책 선점이 필요함 - 수소버스는 도입 초기단계로 세계적으로 관련 안전성 평가기술이 개발되지 않았으므로, 국가차원의 선도를 통해 국내 자동차 및 부품 제작사가 시행착오를 최소화하여 연구개발을 수행할 수 있도록 정부지원이 필요함
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| 최종목표 |
수소경제 활성화 로드맵에 따라 급속도로 보급될 수소버스*의 운행 또는 사고 시 수소누출 최소화로 2차사고(화재 및 폭발 등)를 예방과 다 동력원 병렬 구동시스템* 의 성능검증을 위한 수소버스의 차량 및 부품*단위 안전성 평가기술*/장비개발과 안전기준 제？개정 및 국제화 *수소버스 : 대형 저상시내？시외？경찰버스(현대차 3종)와 이하 중형 승합자동차 모두 포함 *부품 : 대용량 수소내압용기, 용기에 장착된 밸브(온도감응식 압력방출밸브, 체크밸브, 차단밸브)*다동력원 병렬 구동시스템 : 대용량 배터리, 연료전지모듈에서 전기를 병렬로 공급받는 모터 시스템*평가기술 : 시험평가 ？ 정기검사 관련 기준 및 세부 시험방법 등을 포함*수소버스 안전성 : 수소버스 운행 또는 사고 시 수소부품에서 수소누출을 최소화하기 위함
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| 연구내용 및 범위 |
□ 주요연구내용 및 범위[1세부] 수소버스 충돌안전성 평가기술 개발 및 수소버스 기준 법제화○ 1-1세부 : 수소버스 연료장치 안전성 평가 시나리오 개발 - 수소버스 실도로 운행정보 및 상황(사고/고장 등) 정보 기반 안전성 평가 시나리오 개발 ○ 1-2세부 : 수소버스 전복/충돌 시 연료장치 안전성 평가기술 개발 - 수소버스 실차 전복시험 세부평가기술 및 해석 검증기술 개발 - 수소버스 충돌 시 연료장치 안전성 평가기술 개발○ 1-3세부 : 수소버스 평가기준 제/개정 및 국제화 - 수소버스 평가 및 검사기준 국내법령 제/개정 - 수소버스 평가기준 국제화 추진[2세부] 수소버스 구동시스템 성능 평가기술 및 장비개발○ 2-1세부 : 수소버스 연료전지 및 구동시스템 출력 평가기술 개발 - 수소버스 연료전지, 배터리, 모터 등 구동시스템 출력 통합 평가기술 개발 ○ 2-2세부 : 수소버스 구동시스템 통합성능 평가장비 개발 - 수소버스 다 동력원 병렬 구동시스템 통합성능 평가장비 개발[3세부] 수소버스 운행차 안전성 검사기술 및 장비개발○ 3-1세부 : 수소버스 연료장치 투과량 검사기술 및 장비개발 - 수소버스 장착 내압용기 투과량 검사기술 개발 - 수소버스 장착 내압용기 투과량 측정장비 개발○ 3-2세부 : 수소버스 수소배기 배출량 검사기술 및 장비개발 - 수소버스 배기가스 수소 배출량 검사기술 개발 - 수소버스 배기가스 수소 배출량 측정장비 개발 ○ 3-3세부 : 수소버스 내압용기 비파괴 검사기술 개발 - 수소버스 내압용기 비파괴 검사 데이터베이스 구축 - 수소버스 장착 내압용기 비파괴 평가알고리즘 및 평가기술 개발[4세부] 수소부품 안전성 평가기술 및 부품 평가장비 개발○ 4-1세부 : 수소 대용량 내압용기 화재평가기술 및 장비개발 - 대용량 수소내압용기 특성을 반영한 화재평가기술 개발 - 대용량 수소내압용기에 대한 화재평가를 할 수 있는 장비개발○ 4-2세부 : 수소부품 안전기준 국제화 평가장비 개발 - 수소부품 안전기준 국제화에 따른 평가장비 개발(7종)○ 4-3세부 : 대용량 CHSS(compressed Hydrogen Storage System) 평가기술 및 장비개발 - 대용량 CHSS 유공압 연속시험 평가기술 개발 - 수소버스 대용량 CHSS 대응 국제기준 평가장비 개발(8종) □ 연구추진체계○ 수소버스 운행 모니터링 체계 구축을 위해 지자체, 경찰청, 수소버스 운행 사업자, 보험사 및 국토부 산하기관 등과 협업하여 모니터링 데이터 취합 필요○ 산？학？연？관 역할분담 및 공조체제에 의한 연구개발 추진 - 평가기준 개발 시 전산 해석 결과의 신뢰성을 확보를 위한 완성차 업체와의 컨소시엄 구성 검토 - 필요시 외국 전문가 또는 외국기관과의 국제공동연구등 추진○ 관련 정부기관, 수요기관, 운영기관 등과 운용 시험을 위한 협력체계 구축○ 연구신청자는 과다한 기관수의 참여 및 연구계획 편성으로 인한 추진체계의 비효율성을 최대한 지양하고, 반드시 필요한 기관으로만 구성하여 연구추진의 효율성을 도모○ 연구진의 연구참여율을 높여 연구집중도 제고 필요
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