'궁극의 친환경차' 수소차의 모든 것

울산시 수소버스 및 수소택시

문재인 대통령이 지난 2일 시승한 '넥쏘'는 올 상반기 출시를 앞둔 현대자동차의 차세대 수소연료전지차량(FCEV)이다. 울산시에서는 차세대 수소전기버스가 시범 운행되고 있다. 멀게만 느껴졌던 수소자동차가 어느새 성큼 다가왔다.

수소차의 장점은 온실가스 등 오염물질 배출이 전혀 없다는 점이다.

현대차가 수소차를 두고 '궁극의 친환경차'라고 부르는 이유다. 수소차는 자율주행 기술 적용에서도 가장 적합한 차량으로 평가받는다.

메리츠종금증권이 분석한 자료에 따르면 수소에너지는 모든 에너지원으로부터 생산이 가능하고 전기에 비해 저장 및 이동이 용이하다는 장점이 있다. 사용단계에서 전혀 오염을 발생시키지 않는 특성을 가지고 있다. 미국, 유럽연합(EU), 일본 등 주요 선진국들은 수소를 이용한 수소경제로의 변화를 꾀하기 위해 수소와 연료 전지에 대한 다양한 기술개발을 해오고 있다.

수소에너지는 친환경성, 소비의 유연성 등을 갖춘 미래 에너지로 주목을 받아왔지만 실질적인 보급에는 어려움을 겪어왔다. 충전 인프라의 미비, 폭발 위험성 등이 문제시 됐기 때문이다. 다만 최근 들어 친환경에 대한 관심이 증가하면서 시장 개화 가능성도 조금씩 높아지고 있다.

일각에서 우려하고 있는 수소차의 폭발 위험성에 대해서 전문가들은 '그렇지 않다'고 입을 모은다. 실제 수소는 산소와 결합하면 쉽게 불이 붙고 때로는 강한 폭발을 일으키기도 한다. 수소와 공기의 혼합기체는 비율에 따라 폭발을 일으키는데 비율이 공기 중에 수소농도가 4~75%로 혼합돼 있을 때 폭발한다. 일반 공기 중의 수소 농도는 0.00005%에 불과하다.

이 때문에 수소차 폭발은 '기우(杞憂)'에 불과하다는 분석이 나온다. 연료인 수소가 공기 중에 누출되더라도 천연가스처럼 특정 공간에 축적되지 않고 신속히 공기 중에 사라지기 때문이다. 또 수소가 누출되는 순간에는 농도가 75%를 넘어 폭발하지 않으며 수소는 화학원소 가운데 가장 가볍기 때문에 순식간에 농도가 4% 미만으로 떨어진다. 발화하더라도 순간적으로 화염이 나왔다가 사라지는 플래시 화재 수준에 머물 가능성이 높다는 의미다. 또 차량에 탑재된 수소탱크 2·3중 안정장치가 있어 사고가 나도 터질 가능성이 거의 없다.

실제 도요타의 수소연료전지자동차인 미라이(MIRAI)에는 700기압(bar)로 압축된 수소탱크가 들어간다. 이 탱크는 사고 시에도 부서지지 않는 탄소섬유강화플라스틱(카본파이버) 소재가 사용됐다. 총을 쏘거나 시속 80㎞ 추돌 테스트에도 변형되거나 흠집이 나지 않을 정도로 단단하다. 수소가 유출되면 정밀 센서를 통해 운전자에게 알려주고, 연료전지스택(Stack)으로 공급되는 수소를 차단하도록 추가적인 안전장치도 있다.

충전 인프라의 경우 아직은 크게 부족한 것이 현실이다. 국내 수소 충전소는 현재 11곳이며, 건설 중이거나 건설 예정인 곳이 8곳이다. 충전소 수도 부족할뿐더러 일 충전 능력도 부족하다. 민간이 이용할 수 있는 시설은 6곳에 불과하다. 수소 충전소 설치비가 약 30억~40억 원으로 매우 비싼 것이 가장 큰 문제다.

전문가들은 가장 좋은 해결 방안으로 기존 시설을 활용하는 것이라고 분석하고 있다. LPG충전소 등 기존에 충분한 인프라를 갖추고 있는 에너지 충전소를 활용하는 방안이다. 실제 지난해 10월 울산시와 효성은 옥동 LPG 충전소에 약 30억원을 들여 국내 최초의 LPG·수소 복합 충전소를 만들었다.

윤주호 메리츠종금증권 연구원은 "환경부가 충전 시설과 휴게기능을 융합한 복합휴게소를 2025년까지 200개소 건설하기 위해 추진했으나 최근 기존 휴게소 사업주들의 반발에 부딪쳐 난항을 겪고있다"면서 "결국 해법은 기존 휴게소 부지를 활용하는 것에 있으며, 신규 휴게소 개설이 아닌 기존 주유소 시설을 활용하는 방안으로 나아가야 할 것"이라고 분석했다.