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수소충전소는 안전한가?

이홍 (주)수소에너지 네트워크 인프라 운영실 부장 2019.10.04

이홍 (주)수소에너지 네트워크 인프라 운영실 부장
이홍 (주)수소에너지 네트워크 인프라 운영실 부장

수소차의 정식 명칭은 수소 전기자동차다. 수소전기차는 자동차에 저장된 수소를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 만든다. 수소전기차를 운영하기 위해서는 주유소나 LPG충전소와 같이 주거지 인근에 수소충전소를 구축, 수소를 공급할 수 있어야 한다.

하지만 ‘수소’의 이미지는 ‘수소폭탄’이라는 이미지로 이미 확산돼 수소충전소 역시 위험시설, 혐오시설로 인식되고 있는 것이 현실이다. 수소충전소가 이러한 이유로 우리 생활 인근에 설치될 수 없다면, 세계 최고 수준의 기술력을 확보하고 있는 우리나라의 수소전기차의 보급은 그저 꿈에 불과할 것이다. 따라서 안전에 대해서는 좀 더 논리적이고 이성적으로 파악해 봐야 할 것이다. 

수소폭탄은 초고온의 핵융합 조건을 만들기 위해 방아쇠 역할을 하는 핵폭탄을 사용해야 한다. 작은 핵폭탄을 터뜨려 핵융합 조건을 만들고 동위원소인 중수소 또는 삼중수소(우라륨 235에서 핵분열로 발생하는 인위적인 수소)를 핵융합해 헬륨 동위원소로 융합하면서 빚과 열을 낸다. 핵융합 기술은 아직 전세계적으로 초보적인 수준으로, 수소를 폭탄으로 사용한다는 것 자체가 공상과학 소설과 같이 현실성이 없다. 

그렇다면 수소충전소는 위험하지 않은가? 이 질문에 답을 하기 위해서는 우리가 사용하는 모든 에너지원은 관리가 소홀했을 때 매우 위험하다는 것을 먼저 인식해야 한다. 따라서 좀더 정확한 질문은 ‘수소충전소에서 위험을 관리하는 것이 다른 주유소 혹은 LPG충전소보다 더 어려운가?’가 되어야 한다.

LPG 충전소의 사례를 들면, LPG 가스는 공기보다 무거운 가스라 누출되면 바닥에 장시간 체류하면서, 불, 스파크, 정전기로 인해 폭발 및 화재가 발생할 가능성이 크며, 폭발할 경우 그 폭발력은 상상을 초월한다. 1998년 9월 11일 부천에서 발생한 LPG 폭발사고 내용은 안전관리자가 탱크로리 교체작업 중 탱크로리 결합 커플링이 이탈되면서 다량의 가스가 누출됐고 원인 미상의 점화원으로 인해 화재가 발생했다. 탱크로리가 집중 가열되는 블레비(BLEVE: Boiling Lipuid Evaporating Vapor Explosion)현상으로 탱크로리가 파열되면서 대규모 화재가 발생했다.

그럼 수소충전소는 안전한가? 수소충전소 역시 전 세계적으로 사고가 발생했고 이에 관한 내용은 일본 고압가스안전협회 자료와 미국 수소 사고보고데이터 등에 따르면 일본 21건(2005년~2014년), 미국 22건 (2004년~2012년)그리고 최근에 발생한 노르웨이 수소충전소 사고 등 위험성은 가지고 있다.

그러나 사고의 원인은 일반적으로 같은 누출사고지만 수소의 경우 공기보다 14배 가벼워 유출과 동시에 대기 중으로 확산해 위험농도가 4% (위험농도 : 4% ~ 75%(공기 중) 미만으로 급격히 떨어진다. 따라서 폭발 압력에 의한 인근 피해를 제외하고는 피해 범위가 넓지 않다는 것이 일반적인 의견이다. 

강릉 수소연구소 폭발사고는 고압설비 규제가 엄격한 수소충전소와 사고의 성격이 많이 다르며, 저장 탱크 역시 압력 상승에 따른 폭발에 전혀 대응이 되지 않은 상태였다.

수소충전소는 고압가스 안전관리법에 따른 방호벽 등의 방호조치를 철저하게 이행하고 있으며, 시공 시에는 한국가스안전공사의 엄격한 검사를 통과해야 한다. 충전소 운영 중에도 주기적인 검사를 받고 있으며 개선사항이 발생될 경우 즉시 개선이 시행된다. 수소전기차 역시 수많은 테스트와 안전성을 가지고 제작 및 운영되고 있다.

국회 수소충전소 조감도. 사진=현대차그룹 제공
국회 수소충전소 조감도. 사진=현대차그룹 제공

수소는 석유화학산업 등에서 산업용 소재(Feedstock)로 사용된 오랜 역사를 가지고 있다. 하지만 에너지원으로 사용되는 것은 수소전기차의 보급과 함께 나타난 새로운 현상이라 할 수 있다. 따라서 처음 가는 길의 위험이 상존하는 것도 사실이다. 그래서 수소 에너지의 기술 및 안전성에 대한 투자와 기술개발이 지속되어야 한다.

하지만 지금의 기술 및 안전성이 다소 미흡하고 부족할지라도 수소에너지에 대한 오해로 미래 에너지를 포기해서는 안된다. 현재 수소에 대한 과장된 위험으로, 수소에너지를 포기한다면 우리는 온실가스에 대한 유력한 대응 수단과 우리 경제의 신성장 동력을 잃게 될 것이다. 

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수소에너지에 관한 관심이 커지는 만큼 안전성과 사용성에 대한 법령 강화 및 기술개발을 더욱 가속화 할 수 있도록 제도 등을 정비하여, 안전하고 경제성 있는 수소 사회로의 모습으로 나가야 할 것이다.

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<자료출처=정책브리핑 www.korea.kr>
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