‘쓰레기로 만든 수소’로 차가 달린다

서울 마포구 상암동 월드컵공원에 위치한 상암 수소충전소는 ‘세계 최초로 매립가스를 이용한 수소 생산시설’로 유명하다.

상암 수소충전소는 수소충전소뿐만 아니라, 신재생에너지를 체험하는 교육 장소로도 활용되고 있다. 과거 난지도 쓰레기매립장이었던 월드컵공원은 이제 신재생에너지의 메카로 불린다. 2011년 문을 연 상암 수소충전소는 재생에너지 기업 에코바이오가 서울시로부터 위탁받아 운영 중이다. 충전 요금은 무료다.

수소연료전지버스. 울산시는 2035년까지 모든 시내버스를 수소전기버스로 바꾸겠다는 계획을 갖고 있다.(사진=수소융합얼라이언스추진단)

상암 수소충전소 이승민 운영소장은 “수소충전소는 청정 무공해 연료전지자동차의 운영기반을 구축하기 위해 운영되고 있다”며 주요 시설을 소개했다. 쓰레기가 자원이 되는 현장은 난지도가 시민들이 즐겨 찾는 휴식 공간으로 변모한 것만큼 놀랍다.

이 소장은 “상암 시설은 과거 쓰레기매립장에서 메탄을 추출해 수소를 만들어내고 있다”며 수소를 만들어 압축 저장하는 일련의 공정을 설명했다. 이렇게 생산된 수소는 저장탱크에 보관했다가, 마치 주유소처럼 수소차에 연료를 충전한다.

상암 수소충전소는 매립가스에서 메탄을 추출해 수소에너지를 생산하는 시설을 갖추고 있다. 생산된 수소를 연료전지자동차와 발전시설의 연료로 공급하고 있는 것이다. 두 대의 자동차를 동시에 충전할 수 있는 시설이 갖춰져 있으나, 충전 중인 차량은 없었다. 2018년 서울시에 배정된 수소전기차 보조금은 네 대에 지나지 않았다. 지난 3월 현대차가 수소차 넥쏘 예약 판매를 시작했을 때 서울에서만 227명이 몰려 추첨으로 당첨자를 선정해야 했다. 이렇듯 수소차를 타고 싶어 하는 수요는 많다.

우리나라는 2013년 세계 최초로 친환경 수소차 투싼ix를 양산한 후 국내 공공기관 중심으로 수소차를 보급했으나, 높은 차량 가격과 충전인프라 부족 등으로 민간 보급에는 한계가 있었다. 아직 차량의 가격이 비싸고 충전소가 부족하기 때문에 소비자들이 구매를 망설이고 있다. 다만 최근 미세먼지 저감대책으로 수소차·전기차 등 친환경차 보급이 정책적으로 추진되고 있고, 올 3월 새로운 수소차 모델인 넥쏘가 출시되면서 대중적인 관심이 확대되는 상황이다. 수소차는 현재 울산, 광주, 창원, 서울 등을 중심으로 전국에 300여 대가 보급돼 있다. 신차 판매 예약 및 올해 보조금 수량을 고려하면 연말쯤에는 800~1000대가량이 보급될 전망이다.

지속가능 경제 실현하는 달리는 공기청정기

수소충전소뿐만 아니라 수소차의 높은 가격도 대중화를 막는 장벽이다. 2018년 출시된 현대자동차 수소차 ‘넥쏘’ 가격은 6890만~7220만 원이다. 현재 7000만 원대인 수소차는 지원금과 세금 감면으로 3400만 원대에 살 수 있다. 다만 보조금 대상이 한정돼 있다는 문제가 있다. 정부가 기술개발을 통해 자동차 가격을 5000만 원대로 낮출 것을 목표로 하는 이유다. 정부는 수소차 가격 인하를 위해 핵심 부품, 충전 기술, 모델 개발 등을 지원할 예정이다.

현재 세계는 갈수록 에너지 수요는 늘어나는데, 과거 석탄·석유 등 탄소기반 에너지로는 더 이상 지속 가능한 성장이 어렵다는 데 대체로 동의한다.

수소융합얼라이언스추진단 이예빈 대리는 “저탄소 수소경제 사회로의 조기 이동이 불가피하다”며 “수소에너지 확산 및 수소 연관 산업이 발전해야 수소경제가 가능하다”고 설명했다.

탄소기반 에너지는 특정 지역에 집중 매장돼 있어 가면 갈수록 구하기 어려워지는 문제가 있다. 나아가 탄소 배출로 말미암은 환경오염은 인간의 삶 자체를 위협하고 있다. 수소는 이러한 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 갖춘 에너지원으로 각광받는 것은 거의 무한대로 널려 있는 자원이라는 점과 미세먼지 등 환경 문제 해결을 위한 유력한 대안이기 때문이다.

최근 수소차에 대한 관심이 높아지는 것은 미세먼지 등 심각해지는 환경문제 탓도 크다.

환경 측면에서도 수소차의 효용 가치는 크다. 수소차는 탱크 속 수소가 공기 중 산소와 결합할 때 나오는 전기로 모터를 돌린다. 필터를 통해 산소를 모으는 과정에서 미세먼지를 99.9% 이상 제거한다. 차량이 달리면서 미세먼지를 제거하는 것이다. 전기차와 수소차 모두 미세먼지를 발생시키지는 않지만 수소차는 공기 정화 기능까지 갖춘 셈이다.

현대자동차에 따르면, 최근 출시된 수소차 넥쏘 1대를 1시간 운행할 경우 26.9㎏의 공기를 정화할 수 있다. 이는 성인 43명이 1시간 동안 마실 수 있는 공기량이다. 체중 64㎏ 기준 성인 1명이 1시간 호흡하는 데 필요한 공기량은 0.63㎏이다. 넥쏘 10만 대가 2시간 달리면 서울시 인구의 86%(854만 명)가 1시간 마실 수 있는 공기를 정화한다.

6월 12일 서울 마포구 상암 수소충전소 이승민 운영소장이 충전 방법을 설명하고 있다.(사진=C영상미디어)

수소차가 당면한 가장 시급한 문제는 충전소 확충이다. 현실적으로 충전소가 부족해 차를 구입해도 운행에 어려움이 많다. 이는 대중화에 큰 걸림돌이다. 이 소장은 “초창기 액화석유가스(LPG) 차량도 충전소 부족으로 대중화가 어려웠다”며 “현재 액화석유가스 충전소가 서서히 수소충전소로 바뀌어나가면 자연스럽게 해결될 것”이라고 설명했다.

이러한 이유에서 정부도 적극적으로 충전소 확충에 나서고 있다. 올해 안에 전국 휴게소에 8기의 충전소를 설치하는 동시에 국유지 등에 추가로 충전소를 확충할 계획이다.

일부 수소차의 안전을 걱정하는 시각도 있다. 최소한 안전문제는 기술적으로 상당 부분 해결됐다. 수소탱크는 철보다 강도가 10배 이상 높은 탄소섬유를 이용해 만들고 있다. 수소차 내부에는 안전하게 수소를 공급할 수 있는 차단 밸브, 감압 장치 등 수소 저장 시스템도 탑재되어 있다. 차량에서 수소가 새어나오면 폭발할 수 있다고 생각하는데, 차량의 수소 탱크 안은 초고압으로 되어 있어 대기 중의 산소가 탱크 안으로 들어갈 수 없도록 설계돼 있다.

초창기 수소충전소가 상암처럼 상업시설과 떨어진 곳에 설치된 것은 기술에 대한 검증이 좀 더 필요했기 때문이다. 정부는 우려가 어느 정도 해소됐다고 보고, 충전소 입지 제한을 풀고 있다.

지난 6월 8일 제1차 혁신성장 경제관계장관회의에서 국토교통부는 준주거, 상업지역에도 수소차 충전소를 설치할 수 있도록 국토계획법 시행령 등을 개선해 입지 제한을 완화하는 방안을 검토하겠다고 밝혔다. 준주거, 상업시설은 일반 주거지역보다 시설 제한이 덜하지만 아직은 수소충전소 등 고압가스 충전소를 설치할 수 없다.

또 환경부는 수소충전소 참여 기업 제한 역시 완화할 예정이다. 현재 수소충전소를 설치할 때 대기업은 보조금 대상에서 제한되고 있으나 초기 운영기간 적자 등을 고려해 대기업과 수소충전소 관련 특수목적법인도 수소충전소 설치 대상에 포함하기로 했다. 산업통상자원부는 수소충전 등 수소 산업 관련 부품 실증센터를 구축해 부품 국산화에 나선다.

2018년 주요 고속도로 휴게소에 수소충전소 8기가 설치된다. 국토교통부와 한국도로공사는 친환경차인 수소차 보급 확대 지원을 위해 올해 중 주요 고속도로 휴게소에 수소충전소 8기를 구축하고 전기차 충전시설도 80여기를 추가로 구축할 계획이라고 6월 7일 밝혔다.

후보지는 경부선 안성(서울-부산 양방향) 및 언양(서울 방향), 중부선 하남 만남의 광장(양 방향), 호남선 백양사(천안 방향), 중부내륙선 성주(양평 방향), 남해선 함안(부산 방향) 등 7곳이다. 영동선 여주(강릉 방향)는 2월에 이미 충전소가 구축됐다. 설치 위치는 수소차의 주요 보급지와 수도권 간의 주요 경로에 위치한 휴게소를 대상으로 검토했다. 특히 차량의 주행 가능 거리를 고려해 장거리 이동에 불편이 없도록 최우선으로 필요한 위치를 선정했다.

현재 구축된 수소충전소는 14곳에 불과하고, 그나마 일반인 사용이 가능한 곳은 8~9곳에 지나지 않아 수소차 이용자들에게 충전소 부족 문제는 수소차 보급의 가장 큰 장애 요인으로 작용했다.

한편, 전기차의 원활한 도로 운행을 위해 올해 중 전국 모든 고속도로 휴게소에 전기차 급속 충전기를 최소 1기 이상 구축할 계획이다.

5월 기준으로 전국 고속도로 휴게소는 220곳으로 총 359기의 전기차 급속 충전기가 구축돼 있다. 올해 중으로 충전기를 80기 이상 추가 또는 신설해 연말에는 전국 고속도로 휴게소 어느 곳을 가더라도 전기차 이용자가 충전이 가능하도록 대폭 개선할 예정이다.

[위클리공감]