공정산업의 위험 정량화를 위한 효율적 체계 및 방법론에 관한 연구

Abstract

석유, 가스 및 화학 공정산업은 인류에게 편리성과 더불어 사고 발생시 근로자, 인접 주민 및 환경 등에 막대한 피해를 줄 수 있는 위험성을 동시에 부가하는 양면성을 가지고 있으며 역사적 사건들은 이를 증명하고 있다. 이로 인해 전 세계적으로 위험성 평가 및 위험관리에 관한 규제 및 코드/표준들이 끊임없이 생성, 적용되고 있으며 그것들의 핵심적 철학은 순환적 위험 분석 및 실행을 통해 위험을 지속적으로 통제토록 한다는 것이다. 위험성 평가는 크게 두 가지로 분류되며 그 하나는 위험의 확인에 주로 초점을 두는 정성적 위험성 평가이고 또 다른 하나는 규정한 위험을 확률적으로 계산하는 정량적 위험성 평가(QRA)이다. 각각의 방법은 고유의 역할과 장단점이 있고 통상적으로 QRA는 정성적 평가에 이어 수행이 된다. 최근 안전 규제기관과 공정 산업계에서는 정량적 위험성 평가의 활용도가 점차 커지고 있다. 그 이유는 산업의 팽창과 인구증가로 인한 건설 부지의 부족, 공사 및 운영 비용 한계 등과 같은 여러 가지 제약들로 인해 안전성과 생산성의 상관관계가 더욱 복잡해져 안전의사 결정시 계량적 위험도 산출이 절대적으로 필요하기 때문이다. 하지만 이러한 필요성과 기술적 동향에 의해 최근 20년간 다양한 정량 위험 분석 모델이 개발되고 많은 국가에 관련 규제가 도입, 적용되고 있음에도 불구하고 위험관리 프로세스에서 QRA를 효율적으로 추진키 위한 관리적, 실행적 차원에서의 체계(모델)는 아직 제시된 바가 없어 그것을 활성화하는 데 있어서는 한계에 도달했다. 본 논문에서는 이러한 상황을 극복하기 위하여 위험관리에 있어 정량적 위험 분석을 지속적 도구로 포용하기 위한 목적 특성을 3가지로 규정하고 그것을 달성할 수 있는 체계에 관하여 연구하였다. 달성코자 하는 3가지 특성은 협력성(분업성)과 위험 분석 모델의 검토성과 연속성의 실현이다. 이를 위해 본 논문에서는 ARHSP(Accidental Release Hazard Scenario Point)라고 하는 구심점 기반의 위험성 평가를 제안하였다. 이것은 정량 위험 분석 과정의 중간 산출물인 중요 사고경위를 중심으로 사고결과 분석 이론과 통합하여 확률적 해석을 완료하는 체계론적 접근법이다. ARHSP는 사고에 관한 중요 사건들에 대한 정보를 담고 있어 비전문가, 즉 이해관계자들의 위험 분석에 대한 이해를 돕고 각 기본사건들의 확률을 쉽게 얻기 위한 분업화 체계를 가짐으로서 효율적 QRA를 추구한다. 이런 체계를 기반으로 하여 공정의 초기설계단계부터 운영단계까지 위험 분석 정보를 축적하고 공유할 뿐만 아니라 발전시켜나갈 수 있는 정량적 위험관리 프로세스 모델을 제시하였다. 그리고 그것을 실현할 수 있는 구체적인 QRA 시스템 구조와 분석 절차를 설계하고 작성하였다. 또한 본 논문에서는 2개의 사례 연구를 통하여 제안한 방법에 기반한 QRA 시스템을 구축하고 실제 산업의 안전관리에 적용한 결과를 보임으로서 그 유효성을 실증하였다. 사례연구1에서는 가스 공급시설에 대한 웹기반의 QRA 시스템을 구축하고 적용하였는데 백여개 이상의 시설들에 대하여 전문가와 안전관리자가 분업적 협력을 통해 분석 시간을 기존 방법에 비해 획기적으로 줄임으로서 제안한 방법이 매우 효율적임을 입증하였다. 사례연구2에서는 보다 유연한 ARHSP 작성 기능을 가진 일반화된 QRA 시스템을 구축하고 LNG 시설에 적용하였다. 그리고 더 나아가 이미 적용된 ARHSP를 쉽게 개선하고 응용한 결과를 보임으로서 제안한 방법이 QRA 연속성과 이해성의 실현을 가능케 하는 매우 실용적인 체계임을 확인하였다. 결론적으로 본 논문은 기존 QRA 수행과정, 즉 위험요소 확인, 모델 수립, 데이터 설정, 위험도 해석 과정에 있어 대부분을 전문가에 의존했던 기존 체계를 탈피하고 협력적 체계로 분석을 효율적으로 수행할 수 있는 새로운 방법을 보여주었다. 이로 인해 국가나 기업에서 QRA를 보다 쉽게 적용할 수 있는 새로운 기틀(패러다임)을 마련하였다. 또한 위험관리 프로세스에서 가장 핵심 철학인 모든 관련자의 위험 분석 및 실행 참여를 가능케 하는 실용적 모델을 제시함으로서 QRA 규제/표준 수립 및 그 활성화와 응용 시스템 발전에 기여하였다. 마지막으로 공정산업에서 QRA를 통해 근로자 및 국민의 안전성을 담보하고 합리적 의사 결정을 이룰 수 있는 위험 기반 관리 기술 확산에 기여하였다.