입지배분모형 기반의 서울시 수소충전소 접근성 분석

김상균,원종석,편용범,조민경 한국재난정보학회 2024 한국재난정보학회 논문집 Vol.20 No.2

연구목적: 이 연구는 서울시 10개 수소충전소의 공간적 접근성 분석을 실시하고, 접근이 어려운 지역을 식 별하였다. 입지의 형평성과 안전성 측면에서 신규 입지를 추가하여 접근성을 분석을 다시 수행한 후, 개선 효과 비교를 통해 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: ArcGIS 프로그램의 네트워크 분석 기 반의 입지배분(Location-Allocation) 모형과 이용권역(Service Area) 모형을 적용하여 접근이 취약한 지역 을 식별하였다. 입지선정 방분석 기반의 입지배분(Location-Allocation) 모형과 이용권역(Service Area) 모 형을 적용하여 접근이 취약한 지역을 식별하였다. 입지선정 방법은 부족한 수소충전소에 신속한 도착이 필요한 점을 고려하여 ‘최소시설 수로 최대수요를 확보하도록 함(Minimize Facilities)’ 방법을 적용하였다. 특정한 시간 내의 도착을 위한 한계 거리는 서울시 2022년 평균 차량통행속도(23.1km/h, 서울시 열린데이 터 광장)를 적용하여 10분 이동가능 거리인 3,850m과 5,775m(15분) 그리고 7,700m(20분)의 세 가지로 분하여 분석하였다. 신규 입지는 수소충전소 설치에 대한 갈등을 최소화하기 위하여 산업통상자원부의 특례기준1)을 적용하여 기존의 주유소, LPG/CNG 충전소 중에서 수소충전소 추가 설치가 가능한 후보지를 도출하였다. 연구결과: 분석 결과, 최종적으로 상세 현황 검토를 통해 추가 후보지 5개소가 도출되었다. 기존 10개의 수소충전소에 20분 이내 접근이 취약한 지역을 중심으로 상대적으로 안전한 기존 주유소와 LPG/CNG 충전소에 신규 수소충전소 5개소를 설치하면 접근성이 크게 개선됨을 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 여전히 접근이 어려운 지역이 있는 것으로 나타났다. 결론: 입지배분모형을 이용하여 수소충전소 접근이 어려운 지역을 식별하고, 설치의 우선순위를 부여한다면 과학적 근거 기반 수소충전소 입지 선정을 위한 의사결정을 지원할 수 있다. Purpose: This study analyzes accessibility of 10 hydrogen charging stations in Seoul and identifies areas that were difficult to access. The purpose is to re-analyze accessibility by adding a new location in terms of equity and safety of location placement, and then draw implications by comparing the improvement effects. Method: By applying the location-allocation model and the service area model based on network analysis of the ArcGIS program, areas with weak access were identified. The location selection method applied the 'Minimize Facilities' method in consideration of the need for rapid arrival to insufficient hydrogen charging stations. The limit distance for arrival within a specific time was analyzed by applying the average vehicle traffic speed(23.1km/h, Seoul Open Data Square) in 2022 to three categories: 3,850m(10minutes), 5,775m(15minutes), 7,700m(20minutes). In order to minimize conflicts over the installation of hydrogen charging stations, special standards of the Ministry of Trade, Industry and Energy applied to derive candidate sites for additional installation of hydrogen charging stations among existing gas stations and LPG/CNG charging stations. Result: As a result of the analysis, it was confirmed that accessibility was significantly improved by installing 5 new hydrogen charging stations at relatively safe gas stations and LPG/CNG charging stations in areas where access to the existing 10 hydrogen charging stations is weak within 20 minutes. Nevertheless, it was found that there are still areas where access remains difficult. Conclusion: The location allocation model is used to identify areas where access to hydrogen charging stations is difficult and prioritize installation, decision-making to select locations for hydrogen charging stations based on scientific evidence can be supported.

수소충전소의 허가와 실증을 위한 규제특례

宋東洙 ( Song Dongsoo ),高惠晶 ( Ko Hye Jeong ) 법조협회 2019 法曹 Vol.68 No.5

수소를 사용하여 발생시킨 전기에너지를 동력원으로 사용하는 수소전기차는 내연기관 자동차와는 달리 이산화탄소 배출이 전혀 없는 환경친화적인 자동차여서 기후변화 대응을 위한 주요 수단으로 주목을 받고 있다. 하지만 수소전기차는 2013년 현대자동차가 대량 생산에 들어간 이래 국민들로부터 큰 관심을 받지 못하였고 결과적으로 대중화되지 못하였다. 수소전기차의 보급이 그동안 지지부진하였던 이유는 여러 원인이 있겠지만, 수소전기차에 수소연료를 공급하는 수소충전소 인프라가 절대적으로 부족하였던 것이 주요 원인으로 꼽히고 있다. 그러면 수소충전소 인프라는 그동안 왜 확충되지 못하였을까? 이는 신기술의 발전에 상응하는 법규범의 대응이 신축적으로 이루어지지 못한 것에 기인한다. 기존의 「국토계획법」상의 건축제한 규정에 따라 “위험물 저장 및 처리시설”로 분류되어 있는 수소충전소는 주거지역과 상업지역에서 모두 그 설치가 불가능하였다. 이는 소비자로 하여금 수소충전에 불편을 야기하였으며, 사업자에게는 수소충전소의 낮은 접근성으로 인해 운영의 어려움을 가져다주었다. 또한 수소충전소 설치허가의 근거 법률인 「고압가스법」 역시 수소충전소 시설과 관련하여 이격거리의 제한 등 불합리한 규제를 많이 가지고 있어 수소충전소 설치에 있어 큰 장해물이 되었다. 4차 산업혁명시대에 불합리한 규제에 대한 개혁과 혁신의 필요성이 나날이 강조되고 있지만 현실적으로 관련 법령의 개정과정은 여러 이유로 인하여 시간이 많이 소요되기에 임시방편적인 대안책이 제시되어야 한다. 이러한 규제개혁의 수단으로 규제 샌드박스의 개념이 제시되고 있는데, 이는 신기술이나 신산업이 출시될 때 일정 기간동안 기존의 법령이나 규제를 면제 또는 유예시켜주는 일종의 규제완화 제도이다. 최근 우리나라는 「산업융합촉진법」을 개정하여 규제 샌드박스 제도로 실증을 위한 규제특례(실증특례)를 도입하였다. 그 결과 수소충전소의 「국토계획법」상의 입지제한의 문제점이 실증특례 제1호 사안으로 접수되어 잠정적으로 해결되었다. 실증특례를 통해 수소충전소의 문제가 해결되었다는 점은 향후 신산업·신기술 규제개혁에 큰 변화를 가져다 줄 것으로 예상된다. 더 나아가 수소전기차와 수소충전소와 같은 신산업이 유연하게 발전하고 활성화되기 위해서는 가능한 한 포지티브 규제 방식보다는 포괄적인 네거티브 규제 방식이 적극적으로 도입되어야 할 것이다. FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) refers to a vehicle that uses electric energy generated by using hydrogen as a power source, which is an environmentally friendly vehicle with no CO2 emissions. In 2013, Hyundai started mass-producing hydrogen electric vehicles in Korea, but the main reason for its slow supply was the lack of infrastructure for hydrogen stations to supply hydrogen fuel to hydrogen electric vehicles. In conclusion, the main reason why the hydrogen refueling station has not been expanded as much as the demand in line with the development of new technology called hydrogen vehicle is the failure of the regulatory reform of the existing legal order. According to the existing land use classification system under the 「National Land Planning and Utilization Act」 and the building restriction system in the area, it was impossible to install hydrogen refueling station in both residential and commercial areas. In addition, the 「High-Pressure Gas Safety Control Act」, which is the basis for the permission to install a hydrogen refueling station, also has many unrealistic and unreasonable regulations related to the hydrogen refueling station, which has become a major obstacle to the installation of the station. Although the need for reform and innovation in unreasonable regulations is emphasized day by day during the Fourth Industrial Revolution, it is true that the overall revision process of legislation that contains relevant regulations is slow for various reasons. IAs a means of regulatory reform, the concept of regulatory sandbox has recently been proposed, which is a kind of deregulation system that exempts or suspends existing laws and regulations for a certain period of time when a new technology or new industry is released. Recently, Korea revised the 「Industrial Convergence Promotion Act」 to introduce a special case and a temporary license system as a regulatory sandbox system. The fact that the regulatory sandbox system has solved the problem of hydrogen stations is expected to change the paradigm of regulatory reform in the future.

흐름-수요 기반 수소화물차 전용 고속도로 수소충전소 최적 입지 선정에 관한 연구

조재혁(Jaehyeok Jo),김성수(Sungsu Kim) 한국경영과학회 2022 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.6

온실가스 배출로 인한 지구 온난화 문제, 대기 오염, 기후변화 현상 등 환경 문제가 전세계적인 문제로 대두됨에 따라, 최근 수소는 기존의 화석연료를 대체할 청정 에너지원으로 주목을 받고 있다. 이러한 수소는 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 교통/물류 분야에서도 수소추진자동차의 개발 및 보급과 더불어 수소충전소 인프라 구축을 통해 친환경 교통/물류 체계를 마련하기 위한 투자와 정책이 활발히 이루어지고 있다. 국내의 경우 수소추진 화물차의 개발이 이루어져 현재 운용 단계에 있으며, 이러한 수소충전소 설치 등의 인프라 확충을 위해 정부 차원에서의 정책들이 수립 및 집행되고 있다. 본 연구는 이러한 국내의 상황에 발맞추어 수소추진 화물차를 위한 수소충전소의 최적 입지를 선정하는 것을 그 주제로 연구를 수행하였다. 구체적으로, 충전수요 패턴을 흐름수요(Flow-Demand)로 가정하여 최적 시설 입지를 결정하는 모형인 FCLM(Flow Capturing Location Model)을 기반으로 한 다목적 정수계획법(Multi-Objective Integer Programming) 모형을 제안하고자 한다. 또한, 제안된 모형을 통해 수도권-영남권 간 고속도로 내 화물차 수소충전소 최적 입지를 결정하고자 하였다. 충전소의 후보지로는 수도권과 영남권에 위치한 영업소들을 기종점쌍(Origin-Destination)으로 하였을 때 통행로상에 위치한 고속도로 휴게소들을 선정하였으며, 수소추진 화물차의 수소 충전수요 만족 최대화, 수소충전소 인프라 관련 비용 최소화의 관점에서 수소충전소의 위치를 결정하고자 하였다. 그리고 수도권과 영남권 간 고속도로를 주행하는 화물차의 일일 평균 교통량, 수소충전소 구축비용, 부생수소 운송비용, 수소 개질 시 설치 비용 등 실제 데이터를 분석한 결과, 총 43개의 충전소로 고속도로를 주행하는 화물차 통행수요의 약 40%를 충족할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 수도권과 영남권 간의 원활한 물류이동을 위해 아직 시범 운영 단계에 있는 수소추진 화물차를 위한 수소충전소가 어느 곳에 위치해야 하는지에 대해 선제적으로 연구를 수행하였다는 점에서 기존 연구와 차별성을 가진다. 또한, 현재 정부의 정책 및 수소충전 인프라와 관련된 실제 데이터에 따라 연구를 수행하여 향후 수소 기반 물류 체계의 구축을 위해 유용한 정보를 제공할 수 있다는 점에서 의의가 있다. As environmental problems such as greenhouse gas emission, climate change etc. are globally deteriorated, hydrogen has been one of the clean and alternative energy sources which replace fossil fuels. This hydrogen is utilized in various fields including transportation/logistics. In the transportation /logistics area, investment and policies are aggressively made to establish the eco-friendly transportation and logistics system through development and distribution of hydrogen-fueled vehicles and construction of hydrogen refueling infrastructure. In Korea, the hydrogen-powered trucks have been already invented and are currently in operation, and policies at the government level has been being established and implemented. In accordance with it, this research’s topic is to select optimal locations of the charging stations for the hydrogen-powered trucks. Specifically, this study suggests a Multi-Objective Integer Prograaming model based on FCLM(Flow Capturing-Allocation Location Model) to choose the optimal station locations on highways between metropolitan and Yeongnam area by assuming the demand pattern as flow-demand. Highway stations located on the route between origin and destination tollgate have been selected as the candidate areas, the final station locations have been determined for maximization of hydrogen-refueling demands and minimization of hydrogen infrastructure-related costs. Using the FCLM-based facility location model presented in this study, actual data such as the average daily traffic volume of trucks driving on highways between the metropolitan and Yeongnam area, hydrogen charging station construction cost, by-product hydrogen transportation cost, and hydrogen reforming cost were analyzed. In result, it is revealed that 38 stations can meet about 40% refueling demands of the trucks. This study differs from previous studies in that it preemptively conducted research on where hydrogen charging stations for hydrogen-powered trucks should be located in the pilot stage for effective logistics between the metropolitan area and Yeongnam area. In addition, this research is conducted in accordance with current government policies and actual data related to hydrogen charging infrastructure, which is useful for establishing a hydrogen-based logistics system in the future

기존 주유소를 활용한 수소충전소의 최적 입지 선정에 관한 연구:용인시를 중심으로

임윤수,한주옥 한국부동산법학회 2023 不動産法學 Vol.27 No.4

More than 120 countries around the world are working to achieve Net Zero, which eliminates carbon emissions, by 2050. The Korean government will also invest more than 20 trillion won in green mobility by 2025 to supply 1.13 million electric vehicles and 200,000 hydrogen vehicles, and the Ministry of Environment plans to establish a complex charging station by 2025 by installing 114 hydrogen charging stations and 750 electric rapid chargers at accessible urban gas stations and gas charging stations to make it a living base for pollution-free cars. Accordingly, this study attempted to select the optimal location of hydrogen charging stations by utilizing existing gas stations in Yongin City as a way to build hydrogen charging stations. Of the 187 gas stations in Yongin-si, a gas station with a combined charging station was selected using ArcGIS 10.4.1 as software to derive an area with an area of 1,500㎡ or more and a limited distance within 17m of the school. As a result of the analysis, 16 out of 33 gas stations with an area of 1,500㎡ or more were identified as gas stations with combined charging stations. If a hydrogen charging station is installed as an auxiliary facility at a gas station with good accessibility and developed as a combined charging station, it will be of great help to supply hydrogen cars by resolving the inconvenience of users. 화석연료 사용으로 인한 기후변화 시대를 대비하기 위해 세계 120여 개국이 2050년까지 탄소 배출을 없애는 ‘넷 제로’를 달성하기 위해 노력 중이다. 우리 정부 또한 2025년까지 그린 모빌리티에 20조 원 이상 투자하여 전기차 113만 대와 수소차 20만 대를 보급할 예정이며, 환경부는 수소충전소 부족을 해결하고 이용자들의 편의를 위해 2025년까지 접근성이 좋은 도심 주유소 및 가스충전소에 수소충전소 114개소와 전기급속충전기 750기를 설치하여 복합충전소를 구축해 무공해차의 생활거점으로 만들 계획이다. 이에 따라 본 연구에서는 수소충전소 구축의 방안으로 용인시 내의 기존 주유소를 활용하여 최적의 수소충전소의 입지를 선정하고자 하였다. 용인시의 전체 주유소 187개소 중 면적이 1,500㎡ 이상이고 학교로부터 17m 이내에 제한 거리를 두고 입지가 가능한 부지를 도출하기 위해 소프트웨어로 ArcGIS 10.4.1를 활용하여 복합충전소가 가능한 주유소를 선정하였다. 분석 결과 면적이 1,500㎡ 이상인 주유소 33개의 중 16개의 주유소가 복합충전소가 가능한 주유소로 도출되었다. 접근성이 좋은 주유소에 부대시설로 수소충전소를 설치하여 복합충전소로 개발한다면 이용자들의 불편을 해소하여 수소차 보급에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

FRLM 기반 다기간 고속도로 화물차 전용 수소충전소 입지 선정 모형

조재혁,김성수 한국생산관리학회 2023 한국생산관리학회지 Vol.34 No.3

Hydrogen is the eco-friendly energes which can replace fossil fuels In transportation/logistics Korea is the leading country about hydrogen-powered vehicles. For example, it is revealed that there is the highest penetration rate of new hydrogen cars and the greatest numbers for the existing vehicles in 2022 all over the worlds. In addition, hydrogen-fueled trucks have been invented and commercialized for the first time. However, the hydrogen charging network to support them seems really poor. Especially, there is only one station for the trucks, which may be the main obstacle for establishing the hydrogen-based logistics system in the country. The purpose of this study is to suggest an optimization model selecting the station locations for the long-distance eco-friendly transportation/logistics. This model is based on FRLM and reflects the trucks’ traffic characteristics. Besides, the model comprehensively considers the elements of the hydrogen refueling network. Based on the proposed model, the stations with natural gas reforming facilities account for the largest portion and all cost items increased, but hydrogen procurement cost is the fastest one. Academically, this study proposes a new FRLM-based model for the stations during the periods. Practically, the research provides the useful information for establishing hydrogen-charging network policies. 최근 교통과 물류 분야에서 수소와 관련된 네트워크를 구축하기 위해 많은 정책적 지원과 투자가 이루어지고 있다. 한국의 경우 2022년 기준 수소자동차의 신규보급대수 및 보급률이 세계 1위이며, 세계 최초로 수소화물차를 개발 하고 상용화하여 수소 분야에서 선도적인 지위를 누리고 있다. 그러나, 이를 뒷받침할 수소 충전 네트워크는 열악한 상황이다. 특히, 수소화물차 전용 충전소는 전국에 1곳에 불과한데, 이는 수소 기반의 물류 체계 구축에 큰 지장을 초래할 수 있다. 이에 본 연구는 국내 장거리 친환경 물류/운송을 지원하고자 수소화물차 전용 고속도로 수소충전소 입지 선정을 위한 모형을 제안한다. 이 모형은 FRLM(Flow Refueling Location Model)에 기반하여 고속도로를 주행하는 화물차의 통행 특성을 반영하고자 하였다. 또한, 다기간(Multi-Period)에 걸쳐 충전소의 입지 선정을 제시하여 특정 시점의 충전소 입지만을 산출하는 기존의 국내 연구와 차별화하고자 하였으며, 충전소의 규모, 수소공급방식, 국내의 수소 관련 정책, 수소 인프라 구축 현황 등을 종합적으로 고려하였다. 아울러, 모형에서 사용하는 비용 데이터는 일반적으로 물가가 상승하는 상황을 고려해 관련 비용 항목들이 시간이 지남에 따라 상승한다고 가정하였다. 제안한 모형을 토대로 2023-2030년의 기간 동안 수도권과 영남권 간 고속도로에 대한 화물차 충전소의 입지를 분석한 결과, 대상 기간이 경과함에 따라 천연가스 개질을 통해 수소를 생산하는 현지공급방식 충전소가 가장 큰 비중을 차지하였다. 또한, 충전소의 수가 증가함에 따라 전반적으로 모든 비용항목이 증가하지만 충전소 설치비용이 가장 빨리 증가하였다. 본 연구는 학술적으로 다기간에 걸쳐 수소충전소의 입지를 결정할 수 있는 새로운 FRLM 기반의 충전소 입지 선정 모형을 제시하였으며, 실무적으로는 국내 고속도로 수소화물차 전용 수소충전소에 관한 정책 수립에 유용한 정보를 제공할 수 있다는 점에서 의의가 있다.

머신러닝 기반 수소 충전소 에너지 수요 예측 모델

황민우,하예림,박상욱 한국인터넷정보학회 2023 인터넷정보학회논문지 Vol.24 No.2

Hydrogen energy is an eco-friendly energy that produces heat and electricity with high energy efficiency and does not emit harmful substances such as greenhouse gases and fine dust. In particular, smart hydrogen energy is an economical, sustainable, and safe future smart hydrogen energy service, which means a service that stably operates based on 'data' by digitally integrating hydrogen energy infrastructure. In this paper, in order to implement a data-based hydrogen charging station demand forecasting model, three hydrogen charging stations (Chuncheon, Sokcho, Pyeongchang) installed in Gangwon-do were selected, supply and demand data of hydrogen charging stations were secured, and 7 machine learning and deep learning algorithms were used. was selected to learn a model with a total of 27 types of input data (weather data + demand for hydrogen charging stations), and the model was evaluated with root mean square error (RMSE). Through this, this paper proposes a machine learning-based hydrogen charging station energy demand prediction model for optimal hydrogen energy supply and demand. 수소 에너지는 높은 에너지 효율로 열과 전기를 생산하면서도 온실가스와 미세먼지 등 유해물질 배출이 없는 친환경 에너지로서, 전 세계적으로 탄소중립으로의 전환을 위한 핵심으로 주목받고 있다. 특히 스마트 수소에너지는 경제적이고 지속 가능하며, 안전한 미래 스마트 수소에너지 서비스로써 수소 에너지의 기반 시설이 디지털로 통합되어 ‘데이터’ 기반으로 안정적으로 운영되는 서비스를 의미한다. 본 논문에서는 데이터 기반 수소 충전소 수요예측 모델 구현을 위해 강원도 내 설치되어 있는 수소 충전소 3곳(춘천, 속초, 평창)을 선정, 수소 충전소의 수요공급 데이터를 확보하였고, 머신러닝 및 딥러닝 알고리즘 7개를 선정하여 총 27종 입력 데이터(기상데이터+수소 충전소 수요량)로 모델을 학습하였고, 평균 제곱근 오차(RMSE)로 모델을 평가하였다. 이를 통해 본 논문에서는 최적의 수소 에너지 수요공급을 위한 머신러닝 기반 수소 충전소 에너지 수요 예측 모델을 제안한다.

수소도시를 위한 분산형 수소공급 허브시설 구축 방안 제언

양충헌,임기원 한국디지털콘텐츠학회 2023 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.24 No.9

전 세계 여러 도시에서 수소 도시의 개념을 정립하고 있다. 이를 위해 가장 중요한 수소공급시설에 대한 투자하고 민간 기업과 협력을 통해 수소자동차 및 관련 기술을 개발하고 있다. 그러나 여전히 수소 생산 및 운송에서의 높은 비용과 에너지 대체에 필요한 대규모 인프라 투자가 부담으로 작용된다. 그럼에도 불구하고 수소를 지속 가능하고 탄소 없는 미래를 향한 유망한 에너지로 기대하고 있다. 유럽과 북미 그리고 호주에서도 수소 물류비용 저감을 위해 수소의 생산·수요·공급 연결체계, 충전소 공급체계, 도로운송 등의 공급을 효율화하기 위한 노력이 강화되고 있다. 실제로 우리나라 2050 탄소중립 추진전략에서도 도심·거점별 수소충전소를 공공부지나 주유소 등을 활용하여 구축하는 계획을 발표한 바 있다. 본 연구에서는 수소 공급망 및 충전소 배치와 관련한 각 국가들의 정책동향, 기술동향, 그리고 기존 연구들 검토하고, 향후 국내 지역거점 분산형 수소공급 허브시설 구축을 위한 방법론을 제안하였다. Several cities around the world are embodying the concept of hydrogen cities as they invest in the most important hydrogen supply facilities and by partnering with private companies to develop hydrogen vehicles and related technologies. However, the high cost of hydrogen production and transportation, as well as the large-scale infrastructure investments required for energy substitution, remain an obstacle to hydrogen’s uptake. Nevertheless, hydrogen is a promising energy source for a sustainable and carbon-free future. In Europe, North America, and Australia, efforts are being strengthened to streamline the supply of hydrogen production, demand, and supply connection system, charging station supply system, and road transportation for the reduction of hydrogen logistics costs. In fact, Korea's 2050 Carbon Neutral Promotion Strategy also announced a plan to build hydrogen charging stations in city centers and hubs by utilizing public sites or gas stations. In this study, policy trends, technological trends, and existing studies from each country related to the hydrogen supply chain and charging station arrangement were reviewed, and a methodology for establishing a distributed hydrogen supply hub facility for domestic regional bases was proposed.

수도권-영남권 간 화물량을 위한 흐름-수요 기반 고속도로 수소충전소 입지 선정 모형

조재혁,김세인,김성수 한국산업경영학회 2022 경영연구 Vol.37 No.3

The topic of this study is to select the optimal location of charging stations dedicated to domestic hydrogen freight vehicles. Assuming the charging demand pattern as flow-demand, this research proposes a multi-objective integer programming model based on FCLM. Specifically, we aim to decide the optimal locations of highway charging stations for the trucks by developing a charging station location model from the perspectives of maximizing the charging demand and minimizing costs related to the charging infrastructure. Compared to previous research, this study implies that we are able to determine the location of charging stations from various perspectives, and use FCLM as the base model to better reflect the charging demand pattern of the hydrogen-powered trucks on highways. As a result of analyzing the model with actual data such as the average daily truck traffic volume and the construction cost of hydrogen charging stations etc., about 40% of the freight truck traffic demand is satisfied with 43 charging stations. We also perform a scenario analysis to show the change of the objective value as increase the number of stations. The result shows that the amount of traffic that satisfies the charging demand increased gradually from 162 to 976 trucks, but the daily conversion cost to build charging infrastructure increased somewhat rapidly from about 70 million won to 1.18 billion won. This paper is a preemptive study on the location of hydrogen truck charging stations in the pilot stage for logistics between Seoul metropolitan area and Yeongnam region. In addition, it is expected to provide useful information for building a hydrogen-based logistics system in the future based on government policies and actual data related to hydrogen charging infrastructure. 본 연구는 국내 수소화물차 전용 충전소 최적 입지 선정을 주제로 한다. 이를 위해, 충전수요 패턴을 흐름수요로 가정하는 최적 입지 결정 모형인 FCLM(Flow Capturing Location Model) 기반의 다목적 정수계획법모형을 제안한다. 구체적으로, 수소 충전수요 만족 최대화와 수소충전 인프라 관련 비용 최소화의 관점에서충전소 위치 선정 모형을 개발하여 국내 화물차 전용 고속도로 충전소의 최적 입지를 결정하고자 한다. 기존연구와 비교하였을 때, 본 논문은 다양한 관점으로 충전소 입지를 결정하고, FCLM을 기반 모형으로 사용하여화물차의 고속도로 통행 패턴을 현실적으로 반영하였다. 충전 인프라와 관련된 실제 데이터를 분석한 결과, 43개의 충전소로 화물차 통행수요의 약 40%를 만족하였다. 아울러, 시나리오 분석을 통해 충전소 수를 증가시키며 목적함수 값 변화를 관찰한 결과, 충전수요 만족 통행량은 162대에서 976대로 완만히 증가하였지만, 충전 인프라 구축 일단위 환산비용은 약 7천만 원에서 11억 8천만 원으로 다소 급격히 증가하였다. 본 연구는수도권과 영남권 간 물류 이동을 위해 시범 단계의 수소화물차 충전소 입지와 관련해서 선제적 연구를 수행하였다는 점에서 의의가 있다. 또한, 정부의 정책 및 수소충전 인프라와 관련된 실제 데이터에 기반하여 향후수소 기반 물류체계를 구축하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

경기도의 수소차 보급 활성화를 위한 충전인프라 구축방안 연구

강철구,빈미영,전소영 경기연구원 2019 정책연구 Vol.- No.-

The developed countries such as the US and Germany are have set up a roadmap for fuel cell electric vehicle(FCEV) and hydrogen refueling station(HRS) from 5-6 years ago to lead hydrogen economy and prevent air pollution. On the other hand, Gyeonggi-Do lacks various support policies without a clear FCEV supply and HRS construction roadmap. Gyeonggi-Do has good conditions such as population, the number of automobile registrations, and LPG·CNG refueling stations for the growth of FCEV and HRS, but it is limited due to lack of policy and budget. Gyeonggi-Do has seven FCEV, which is only the 6th among 18 cities and provinces, and there is no retail HRS. As a result of estimating the number of FCEV supply targets in Gyeonggi-Do, the introduction period of scenario 1 (2019-2022) is 6,000 cars, 4.5% of the total number of FCEV supply targets in the nation, 52,000 cars in the second stage of the scenario (2023-2025), and the phase maturity (2026-2030) is estimated at 130,000 cars, which is 15.3%. And as a result of estimating the number of HRS in Gyeonggi-Do, it is necessary to have 27 HRS for the first stage scenario (2019-2022), 110 sites for the second stage (2023-2025), and 150 HRS for the third stage (2026-2030). Until 2022, the HRS installation sites were found in Suwon City with 4 places, Yongin City with 3 places, Seongnam City with 4 places, Bucheon City with 3 places, Ansan City with 3 places, Hwaseong City with 2 places, Anyang City with 2 places, Pyeongtaek City with 6 places, and Kimpo City with 2 places and so on. The strategies to efficient construction of the HRS are as follows: 1) demand survey and HRS installation sites database construction by 31 city and county, 2) deregulation of location of HRS and keeping separation distance, 3) strengthening publicity of the safety of the citizens through the installation and operation of the HRS for promoting the city center, such as the National Assembly H₂Station, 4) strengthening of support system including establishment of professional organizations and ordinance enactment for hydrogen infrastructure construction, 5) efficient construction anf operation of HRS through active use of SPC "HyNet", 6) installation and operation of hydrogen production facility in Gyeonggi-Do, and 7) subsidy for operation of HRS until independence.

하이브리드형 수소공급방식을 고려한 수소충전소 입지 선정 모형 개발

김거중,박준식,고승렬 한국교통연구원 2019 交通硏究 Vol.26 No.2

In order to activate the hydrogen vehicle market, it is urgent to construct hydrogen refueling infrastructure. And investment plans of the infrastructure should be established in consideration of various factors in terms of user and supplier. A number of studies have been carried out to select alternative-fuel station sites such as hydrogen stations. However, most of these studies have limitations in that they are models that optimize the location only on the user side or the supplier side. In this study, we propose a hybrid hydrogen supply method suitable for the early stage of hydrogen refueling infrastructure, and developed a model for optimal location of hydrogen refueling station that minimizes supply cost with maximizing user demand under the hybrid supply method. Using the developed model, the optimal location of the hydrogen refueling station was selected for the idle sites of the national expressway tollgates. The results of the study can be used as the basic data for the policy decision when the central government or Korea Expressway Corporation intend to pursue the policy project such as the hydrogen refueling infrastructure plan. 수소차 시장을 활성화하기 위해서는 무엇보다 수소충전 인프라 구축이 시급하다. 그리고 효율적인 수소충전 인프라 구축을 위해서는 이용자와 공급자 측면에서의 다양한 요소를 고려한 계획적인 투자가 이루어져야 한다. 이와 관련하여 수소충전소와 같은 대체연료 충전소 입지 선정 연구들은 지금까지 많이 수행되어 왔다. 그러나 이러한 연구들의 대부분은 이용자 측면, 혹은 공급자 측면에서 입지를 최적화 하는 모형이라는 점에서 한계를 지닌다. 본 연구에서는 수소충전 인프라 구축 초기단계에 적합한 하이브리드형 수소 공급방식을 제안하고, 그러한 공급방식 하에서 이용자 측면의 이용수요를 최대화하며 공급자 측면의 충전소/개질기 설치비용 및 수소운송비용을 최소화하는 수소 충전소 최적 입지 선정 모형을 개발하였다. 그리고 개발된 방법론을 활용하여 전국 고속도로 요금소 유휴부지를 대상으로 수소충전소의 최적 입지를 선정하였다. 이러한 연구결과는 중앙정부나 한국도로공사가 수소충전 인프라 구축계획과 같은 정책 사업을 추진하고자 할 때 정책적 판단을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.