[피치원뷰]수소충전이 시한폭탄인 이유,불안감 커지는 수소충전 매커니즘

3일자로 연합뉴스가 보도한 ‘문열자마자 멈춰선 수소충전소,충북3곳모두 불안정’기사는 수소차의 최대 아킬레스건을 드러낸 사건이다. 다행히 운행중 폭발사고가 나지 않은게 천만다행이라는 평가다.

연합뉴스 보도에 따르면 지난 6월부터 충북지역에 수소충전소 3곳이 문을 열었으나 열자마자 고장으로 인해 3개월째 정상 운영을 하지 못하고 있다는 게 요지.

■ 수소충전소의 근본적인 불안정성,충북도만의 문제가 아니다.

노르웨이 넬사(社)가 충주시와 청주시 3곳에 구축한 이 수소충전소는 수소고압용기 고장으로 지난달 21일부터 운영을 중단했다는 것. 개장 직후부터 잦은 고장으로 가동과 중단을 반복하다가 결국 완전히 멈춰 섰다.

더 큰 문제는 이 사건이 알려지자 이를 의식해 오창읍과 연수동 충전소가 고압 충전을 포기하고 감압충전 방식으로 운영 중이라는 사실이다. 이렇게 하면 수소고압용기 고장은 피할 수 있으나, 100% 완충이 불가능해 운전자가 더 자주 충전소를 찾아 충전해야 하는 불편이 따른다.

결국 넬사와 고압용기 제조사인 미국 CPI사 관계자들이 설비점검 중인데, 언제 정상 가동될지는 불투명하다는 설명이다. 충북도에 등록된 수소차는 모두 226대지만 충북도는 대기질 개선을 위해 2025년까지 수소차 8000대를 보급하고, 수소충전소 24곳을 구축한다는 계획이다. 하지만 이런 충북도의 계획은 수소충전소 인프라의 안정성으로 대거 차질이 불가피할 것으로 보인다.

■ 수소차의 아킬레스건,초초고압 충전의 폭발 위험성

이 건은 수소차의 치명적인 아킬레스건을 보여주는 사례다. 수소차의 최대 약점은 초고압 충전으로 인한 안전성,폭발위험성. 수소차의 초고압충전이 수소차미래를 가로막는 최대 걸림돌이 되고 있다. 수소차초고압 충전이슈는 전기차와의 경쟁에서 핵심적인 요소다.

1회 충전으로 먼 거리를 주행해야 하는 문제는 수소차건 전기차건 ‘포스트 내연기관’시장에서 소비자들의 선택을 받는 핵심 경쟁우위 요소가 된 지 오래다.

기존 수소차 진영의 최대 강점은 5분도 채안되는 짧은 충전시간과 한번충전으로 최대 600km를 주행할 수 있는,기존 전기차를 압도하는 주행거리에 있었다. 하지만 최근 1,2년간 전기차진영의 충전기술 개발로 이젠 전기차도 슈퍼충전으로 수분내 충전이 가능해진 상태다. 1시간씩 걸리던 충전 시간은 옛이야기가 된지 오래다.

게다가 배터리기술이 발전하면서 한번 충전후 최대 주행거리 역시 불과 2년여 전만해도 300km도 채 안됐지만 최근 전기차 주요 모델은 대부분 한번 충전 후 600km를 넘어서고 있다. 사실상 전기차는 충전시간,1회 충전후 최대주행거리 두 가지 핵심요소에서 수소차를 넘어서는 형국이다.

수소차의 고민과 불행이 여기서 출발한다. 결국 수소차 입장에서는 더욱 초초고압으로 충전을 해야만 한번 충전 후 최대주행거리를 늘려 전기차와의 경쟁에서 우위를 점할 수 있게 된다. 하지만 초초고압 충전의 경우 일단 주유소에 해당하는 수소충전소에 수소를 옮겨 고압으로 저장하는 기술과 수소충전소 설비구축에 상당한 기술과 비용이 소요돼 수소충전소 인프라 확충에 치명적 걸림돌이 되고 있다.

저압일수록 원가가 올라가기 때문에 가격경쟁을 위해서는 무조건 초초고압으로 충전을 해야 한다. 여기에 지난해 미 캘리포니아와 유럽에서 수소차충전소 대형 폭발사고가 터지면서 수소차 이용자들의 불안감이 갈수록 커지고 있다.

실제 미 캘리포니아주 새너제이인근 수소충전소 폭발사고로 인근 수소차 오너들이 한 달여간 수소차 충전을 할 수 없어 차량 이용을 포기하는 사례가 속출한 바 있다. 그나마 엄청난 정부보조금과 자동차회사의 지원금 프로모션 덕에 초기비용부담 없이 수소차를 장기 렌트했던 이용자들은 폭발 위험성 때문에 대거 전기차나 내연기관차로 돌아가는 상황이 발생한 것이다.

수소충전소만 문제가 되는 건 아니다. 수소승용차 역시 동일한 아킬레스건을 안고 있다. 수소충전소에서 연료를 주입해야 하는 수소차 역시 한번주행 후 최대 주행거리를 확보하기 위해서는 차량내 수소연료탱크에 점점 더 초고압으로 수소를 주입해야 하는데, 이런 기술 추세가 폭발 위험성을 더욱 키우고 있다는 지적이다.

현대기아차그룹 등 수소차 제조사들은 절대 수소차 연료탱크가 터지거나 폭발할 가능성이 없다며 각종 실험데이터와 동영상을 공개하고 있지만,차량 오너들은 주행 중 어떤 추돌사고가 날지 모르고, 수소차 연료탱크 역시 강한 외부충격 시 언제든지 폭발할 수 있다는 반응이다.

실제 전문가그룹 역시 주행 중 누구나 추돌사고가 날 수 있는데,연료탱크에 가해지는 충격에 따라 연료탱크는 항상 폭발가능성이 있다고 지적한다. 수소차 연료탱크가 폭발할 경우 운전자와 동승자는 그야말로 형체도 알아볼 수 없을 만큼 치명적 피해를 입을 가능성을 배제하기 힘든 게 현실이다.

수소차는 실생활에는 전혀 사용한적 없는 70MPa수준의 초고압충전이 필요하다. 이 때문에 수소충전 프로토콜을 기준화한 미국의 SAE(Society of Automotive Engineers)는 35MPa로 충전할 경우 경량차량 충전용기 용량 1.2~6.0kg, 70MPa로 충전시는 2~10kg까지 적용할수 있도록 명시하고 있다.

충전소 기준도 매우 엄격하다. SAE는 수소차와 충전소가 통신하면서 충전을 진행하는 것을 조건으로 하며, 압력 35MPa로 충전하는 가스의 온도범위는 영하 섭씨 40도~영하 33도, 대기온도 섭씨 20도,충전율 95%를 명시하고 있다. 즉 온도이상 상승시 즉각 자동충전방지장치가 작동해야 하고 이런 엄격한 기준을 맞춘 상태에서 수소충전소에서 충전이 가능한 것이다. 워낙 초고압 수소폭발시 파괴력이 엄청나기 때문이다.

실제 경기도 모 대학 연구소에서 수소연구중 수소압축탱크가 폭발, 건물 전체가파손될 만큼 엄청난 위력이 증명된 바 있다.그만큼 초고압 수소압축탱크는 폭발시 엄청난 파괴력을 갖고있다. 유럽 자동차커뮤니티 조사결과 신규 자동차구매자들이 수소차를 꺼리는 이유로 폭발 위험성을 가장 먼저 꼽고 있는 것으로 나타났다.

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이번 노르웨이 넬사가 건설한 수소충전소의 경우 충전탱크 내 문제가 발생, 운영중단된 것으로 드러났지만, 수소충전소의 모든 기기,부품,장치들이 조금이라도 이상이 발생할 경우,엄청난 폭발 위험성은 늘 상존한다는 게 전문가들의 평가다.

수소충전소도, 충전연료탱크를 탑재한 수소차도 늘 이런 초고압충전이 주는 불안감과 공포감은 피할 수 없는 현실인 셈이다. 현대기아차그룹 등 자동차회사들이 1개 수소충전소 건립에 20억~30억원이 소요되는 등 엄청난 비용부담으로 인해 수소충전소 인프라 확충이 어렵다고 호소하며 정부가 충전소를 세워줄 것을 수십년간 요청하고 있다.

하지만,이젠 충전소 구축비용보다 폭발위험으로 인한 님비현상과 자동차 구매자들의 불안심리가 더 큰 장애요인으로 부상하고 있다. 이제 수소충전소를 세울 지역의 주민들 거부감은 갈수록 커질 것으로 보이며, 초고압충전 매커니즘이 주는 공포감과 불안감을 어떻게 잠재우고 근본적으로 해결할지가 수소차진영에 떨어진 새로운 난제가 되고 있다.

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