오스트리아 가스·수소 인프라 2040 로드맵: 공간 데이터와 전이 모델링

본 논문은 오스트리아의 천연가스와 수소 인프라를 2040년까지 단계적으로 전환하는 과정을 정량적 모델링에 바로 적용할 수 있는 형태로 공개한다. 연구는 크게 네 단계로 진행된다. 첫째, ENTSOG 투명성 플랫폼에서 제공하는 PDF 지도(파이프라인 경로, 국경 지점, 주요 시설)를 GIS 환경에서 지오레퍼런싱하고, 수작업 디지털화를 통해 노드·엣지 기반 그래프를 구축한다. 이때 토폴로지 일관성을 확보하기 위해 교차점·연결점을 정확히 식별하고, 중복된 파이프라인을 병합하였다. 둘째, 구축된 전송망에 기술 파라미터를 부여한다. 자동 매칭 알고리즘은 파이프라인 라인을 일정 버퍼(예: 50 m) 내에서 OSM 및 Global Energy Monitor 데이터와 겹쳐, 가장 긴 겹침을 기준으로 직경, 설계 압력, 연식 등을 할당한다. 매칭 결과는 문헌·공공 보고서와 교차 검증해 오류를 최소화했으며, 매칭 로직 자체가 오픈소스로 제공돼 향후 데이터 업데이트 시 재활용이 가능하도록 설계되었다. 셋째, 배분망을 고압(Level 1)과 중압(Level 2)으로 세분화한다. AGGM이 발표한 인프라 플랜을 기반으로 파이프라인을 디지털화하고, 공개된 상세 기술 데이터가 부족한 경우 전형적인 직경·압력 범위를 적용한다. 고압 배분망은 500–600 mm 직경, 20–70 bar 압력, 중압 배분망은 100–200 mm 직경, 6–16 bar 압력으로 설정했으며, 각 구간별 파라미터는 요소별 수정이 가능하도록 메타데이터에 기록했다. 넷째, 수소 전환 계획을 통합한다. AGGM 수소 로드맵은 2027, 2030, 2035, 2040 네 단계로 구분되며, 재활용 파이프와 신규 수소 파이프를 구분한다. 로드맵 지도는 QGas 도구에 반투명 배경으로 불러와 지오레퍼런싱 후, 파이프라인을 추적·디지털화한다. 재활용 대상 파이프는 기존 가스 레이어에서 분리해 수소 서브 레이어에 복사하고, 신규 수소 파이프는 별도로 digitize한다. 수소와 가스망이 동일 노드에서 교차하는 경우 물리적 결합을 방지하기 위해 노드‑스플리팅을 수행한다. 즉, 하나의 물리적 위치를 가스 전용 노드와 수소 전용 노드로 분리해 두 네트워크가 독립적으로 흐름을 계산하도록 만든다. 시간‑의존적 전환을 구현하기 위해 ‘짧은 파이프’(lossless connector) 요소를 도입했으며, 각 파이프라인에 전환 연도(재활용 연도·시운전 연도)를 부여한다. 예를 들어, 2027년에 재활용되는 구간은 해당 연도에 짧은 파이프가 활성화돼 가스 흐름을 차단하고 수소 흐름을 허용한다. 이렇게 하면 하나의 통합 그래프 안에서 연도별 네트워크 토폴로지가 자동으로 변환된다. 데이터 검증 단계에서는 (1) 가스와 수소망 사이에 불필요한 연결이 존재하지 않는지 확인하고, (2) 고립된 서브네트워크가 발생하지 않도록 검토했으며, (3) 로드맵에서 제시한 전체 파이프라인 길이와 비교해 1,253 km(재활용)와 814 km(신규 수소)로 약간의 차이가 있음을 보고했다. 차이는 주로 직선화 과정에서 실제 곡선 경로를 단순화한 결과이다. 마지막으로, 데이터셋에는 바이오가스 플랜트, 기존 전해조, 가스 저장소, 가스‑연소 발전소, 압축기 등 부대 설비 정보를 포함한다. 이들 설비는 GeoJSON 형식으로 위치와 용량이 명시돼, 에너지 시스템 최적화 모델에 직접 입력할 수 있다. 본 연구는 (1) 공개 데이터와 자동 매칭을 활용해 고품질 가스·수소 네트워크 토폴로지를 재현, (2) QGas와 같은 GIS‑기반 도구가 복잡한 전환 시나리오를 시각·조작하는 데 유용함, (3) 시간‑의존적 연결 요소를 도입해 하나의 데이터셋으로 단계별 전환을 일관되게 모델링할 수 있다는 점을 강조한다. 이러한 접근은 오스트리아뿐 아니라 다른 국가·지역에서도 가스‑수소 전환을 정량적으로 평가하고 정책·투자 결정을 지원하는 기반 자료로 활용될 수 있다.