수소 융·복합충전소 부지면적 최소화가 관건
수소 융·복합충전소 부지면적 최소화가 관건
  • 정상필 기자
  • 승인 2018.05.30 10:18
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막연한 수소 불안감이 보급 확대 발목잡아…적극적인 대국민 홍보 필요
가스안전공사, 실증연구 통해 안전*운영기준까지 도출한다

▲ 융·복합 수소충전소의 실증을 위해 국내 최초로 설치된 수소+LPG 복합 충전소

[지앤이타임즈] 수소 하면 가장 먼저 떠올리는 것은 폭탄이다. 언론에서 대량 살상무기의 하나로 포함되기도 한다. 수소에 대한 국민들의 생각은 위험한 물건이라는 생각에는 틀림 없다.

정말로 수소는 위험한 것일까? 전문가들은 이를 두고 숙제라고 한다.

수소는 분명 폭탄의 원료가 맞기는 하다. 다만, 폭탄으로 사용하기 위해서는 핵과 융합하는 과정이 필요하기 때문에 일상생활에서 발생할 수는 없다.

그럼 수소를 연료로 사용하는 과정이 안전한가? 꼭 그렇지 만도 않다. 수소는 석유화학제품 중 가장 가벼운 LPG 보다도 더 가벼운 물질로 누출 시 곧바로 확산되는 성질이 있다.

하지만 수소 역시 가연성이다. 점화원과 만나면 화재, 폭발까지도 가능하다.

또 저장과 운반이 매우 어렵고 이동 중 폭발의 위험성이 높아 고압의 용기를 필요로 한다. CNG 충전소 충전압력이 200바 정도일 때 수소 충전소의 충전압력은 700바를 넘어선다. 그렇기 때문에 안전하다고 장담할 수는 없다.

그럼에도 불구하고 수소는 연소 후 물이 생성될 뿐 오염물질이 만들어지지 않아 친환경 연료로 각광받고 있다. 특히, 미세먼지에 대응하고 탈 화석연료를 위한 신에너지로 전세계적으로 주목받고 있다.

이에 발맞춰 정부는 수소전기차의 보급확대를 위해 2020년까지 1만대의 수소전기차, 100개의 충전소 설치계획과 더불어 2050년까지 700만대의 수소전기차와 1,500개의 수소충전소 설치계획을 세워두고 있다.

수소충전소 확대에 필요한 규제개선도 진행돼 수소충천소용 압력용기 관련 규제를 정비해 금속재료 외에도 복합소재로 수소 저장용기를 설치 가능하도록 했으며, 기존 주유소나 LPG·CNG 충전소에 수소충전소를 병행 설치할 수 있게 ‘융·복합 및 패키지형 자동차충전소 시설기준등에 관한 특례기준’이 마련되기도 했다.

하지만, 수소연료전지차의 보급 확대를 위해서는 인프라 구축이 함께 확대되어야 하는데, 현재 설치되고 있는 충전소는 대부분이 연구목적의 충전소들로 상용화 단계에 대응하기는 어려운 실정이다.

국민들의 시선에서 수소충전소는 위험하다는 인식을 가지고 있고, 지자체 역시 같은 인식으로 수소충전소 허가에 보수적이어서 충전소 허가에서부터 난항을 겪고 있으며, 사실상 도심지에 설치허가는 불가능한 상황이다.

이에 따라 지난 2016년 수소충전소 확대의 걸림돌을 해결하기 위해 기존 주유소나 LPG·CNG 충전소의 유휴부지에 수소충전소를 설치하는 ‘융·복합 수소충전소’의 기준인 ‘융·복합 및 패키지형 자동차충전소 특례고시’를 제정했다.

기존 시설을 이용하기 때문에 부지 확보가 용이하고, 설치비용 및 운영비를 절감해 수소자동차 상용화의 토대를 마련하기 위한 것으로, 각 설비간 안전거리를 비롯해 방호벽 설치기준 등을 검토해 법적 근거를 마련했다.

이 고시에서 정의하는 ‘융합충전소’란 기존 주유소나 LPG·CNG 충전소에 제조식 수소충전소를 하나의 사업소 내에 설치하는 것이고, ‘복합충전소’는 기존 주유소나 LPG·CNG 충전소에 저장식 수소충전소를 하나의 사업소 내에 설치하는 것을 말한다.

융합충전소와 복합충전소의 큰 차이는 원료인 수소의 공급방식으로 구분할 수 있는데, 융합충전소는 LPG나 LNG의 개질을 통해 수소를 현장에서 생산해 판매하는 방식이고, 복합충전소는 튜브트레일러 등 운송수단을 통해 수소를 공급받아 판매하는 방식이다.

기존 연료인 석유나 LPG, LNG는 모두 위험물로서, 위험물 시설에 위험물인 수소충전소를 설치하는 만큼 안전을 위한 이격거리 등 더욱 까다로운 설치 조건이 요구될 수밖에 없다.

기존 주유소나 충전소의 유휴부지라 해도 면적 확보에 한계가 있기 때문에 이격거리가 늘어날수록 설치 가능한 충전소는 줄어들 수밖에 없다.

이 문제가 수소 융·복합 충전소 확대의 최대 관건으로, 안전을 확보하는 최소한의 기준에서 이격거리를 설정하고자 하는 노력이 필요하다.

◆ 실증연구 통해 안전기준 마련

이러한 문제를 실증을 통한 연구로 해결하고자 한국가스안전공사는 지난 2016년부터 ‘수소 융·복합충전소 위험성평가 및 실증연구’를 진행해 오고 있다.


위험성평가 및 실증을 통해 국내 환경에 최적화된 수소 융·복합충전소의 모델을 개발하고, 경제성 분석을 통해 국내 수소충전소 비즈니스 모델 제시와 설계에 필요한 가이드라인을 제공하기 위해서다.

또, 국민의 불안감을 해소하고, 기존 주유소와 LPG·CNG 충전소에 수소충전소를 안전하게 설치할 수 있는 수소 융·복합충전소 시설 안전기준 개발을 목표로 하고 있다.

이를 위해 지난해 울산에 LPG충전소와 수소충전소가 복합된 실증용 충전소를 구축해 운영하면서 충전압력이나 온도 등에 대해 모니터링 하고 있다.

특히, 수소의 안전성을 실증하기 위해 수소 불꽃시험을 진행하는 등 안전에 대해서는 실증을 통해 기준을 재정립하고, 국민들의 수소에 대한 막연한 불신을 해소해 대국민 인식을 개선한다는 방침이다.

핵심부품 기술개발 지원도 진행하고 있다. 수소의 생산과 저장, 운송, 공급, 이용 모든 단계에서 국내의 미흡한 핵심부품 개발항목을 선정해 고압 압축기, 운송용 복합용기 개발을 진행해 시험·인증 등 국산화 기술개발을 지원하고 있다.

수소자동차의 보급확대를 위해서는 도심지에 수소충전소를 확보해야 하는 만큼 공사는 서울 및 6대 광역시 내의 LPG충전소 415개를 대상으로 융·복합 형태로 구축이 가능한 곳에 대해 조사했다.

단독 수소충전소의 소요면적이 990~1320㎡임을 감안할 때 수소충전소 설비 중 압축기, 디스펜서, 저장용기, 기계실, 전기실의 배치가 거의 변하지 않음을 바탕으로 수소충전소의 배치도를 각 지도의 척도에 맞게 대입해 수소충전소 건축가능 부지를 조사한 것이다.

그 결과 서울 등 6대 광역시 지역내 LPG충전소 중 즉시 수소충전소 구축이 가능한 16개 충전소를 파악했으며, 30개 충전소는 세차장이나 주차장으로 인해 현재는 부지가 부족하지만 해결가능한 곳으로 분류했다.

이밖에도 공사는 타 유종 대비 수소의 가격경쟁력 확보를 위해 수소 유가보조금 지급 필요성과 융·복합 충전소의 비용절감을 위한 안전관리자 겸직허용, 수소차량 도입초기의 충전차량 부족으로 인한 손실을 보조할 수 있는 충전소 운영보조금 지급방안 등에 대해서도 연구를 진행하고 있다.

특히, 지난 평창동계올림픽 기간 중 여주휴게소와 강릉휴게소 등에서 임시로 운영된 패키지형 수소충전소 모델개발 연구도 높은 관심을 받고 있다.

기존 수소충전소 설치비용이 약 30억원이 소요되는데 비해 패키지형 수소충전소의 경우 삼분의 일 가격으로 설치가 가능해 초기 보급에 필요한 재원 절약과 규격화를 통한 수소충전소 인프라 보급 확대를 위해 필요하다는 판단 때문이다.

▲ 한국가스안전공사가 수소 연소시 화염의 파장과 범위 등에 대해 실증하기 위한 수소 불꽃시험 장면

◆ 수소사회로의 변화에 대응 필요

수소는 위험하다는 선입견이 국민들 의식속에 남아있는 가운데 수소사회로의 진입은 환경문제 해결 외에도 에너지 신사업 개발이라는 차원에서도 급격히 변해가고 있다.

국회에서는 2018년도 추가경정예산안에서 수소연료전지차에 대한 보조금 112억원 증액을 의결했다.

대당 2250만원에 해당하는 보조금을 500대 한정으로 지급키로 한 것이다. 지방비 1,000만원을 합하면 3350만원이 수소연료전지차를 구매하는데 보조되는 것으로, 현대자동차의 수소연료전지차인 넥쏘의 대당가격이 7500만원. 동급인 투싼의 가격이 3500만원정도인 점을 고려하면 일반차와 비슷한 금액에 수소연료전지차를 구매할 수 있게 된 것이다.

수소산업협회에 따르면 현대자동차의 수소연료전지차인 넥쏘의 예약대수가 900대에 이른다고 한다. 상업용 수소충전소가 10개도 운영되지 않는 상황임을 고려하면 많은 숫자다.

수소충전소의 숫자가 늘어나면 수소연료전지차의 숫자는 더욱 늘어날 수밖에 없음을 방증하는 것으로, 특히, 인구가 밀집된 도심권에 수소충전소를 확대한다면 수요 증가는 더욱 앞당길 수 있다.

이런 차원에서 가스안전공사가 진행하고 있는 ‘수소 융·복합충전소 위험성평가 및 실증연구’는 국내 환경에 최적화된 수소 융·복합 충전소의 모델을 개발하고 안전기준을 마련한다는 점에서 관련산업 종사자들의 기대감을 높이고 있다.

특히, 수소 융·복합충전소의 핵심은 부지면적 최소화에 있다. 이종 에너지원간 다양한 실증연구를 통해 선진화된 안전기준을 마련하고 부지면적 최소화를 통해 기존 주유소나 LPG, CNG 충전소에 수소충전소를 병설함으로서 침체기에 접어든 연료산업을 육성하는 기반도 마련될 것으로 기대하고 있기 때문이다.



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