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[수소경제] 달리던 수소차 폭발?..."도시가스보다 위험도 낮다"

수소저장용기, 에펠탑 무게인 7300톤도 견뎌
미국·유럽에서도 수소충전소 안전사고 '0'건
수소활용 전(全) 주기 걸쳐 안전성 기준 강화

  • 기사입력 : 2019년01월17일 12:00
  • 최종수정 : 2019년01월17일 13:18
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[세종=뉴스핌] 최온정 기자 = 수소경제 도입에 있어 가장 중요한 현안 중 하나는 안전성 확보다. 수소는 폭발범위가 넓고 전파속도가 매우 빨라 안정에 대한 우려가 끊임없이 제기되고 있기 때문이다.

산업통상자원부는 17일 '수소경제 활성화 로드맵'을 발표하면서 "수소가스가 도시가스보다 위험도가 낮다"며 일각에서 제기된 폭발가능성에 대한 우려를 일축했다. 산업부는 수소의 생산에서부터 수송과 충전에 이르는 전 과정에 걸쳐 안전성을 확보하겠다는 입장이다.

◆ "자연상태 수소, 폭탄급 폭발 불가능"

산업부는 수소의 특성을 조목조목 설명하며 폭발 가능성이 낮다고 강조한다. 독성과 자연발화온도, 확산속도 등을 감안하면 도시가스보다 위험도가 낮다는 게 산업부의 주장이다.

[고양=뉴스핌] 이형석 기자 = 7일 오후 경기도 고양시 저유소 화재현장에서 검은 연기와 함께 불길이 치솟고 있다. 2018.10.07 leehs@newspim.com

우선 산업부는 자연상태의 수소가 과학적으로 수소폭탄급의 위력으로 폭발하는 것은 불가능하다고 강조한다. 수소폭탄은 자연상태의 수소에 중성자를 추가한 중수소와 삼중수소를 이용하는데, 1억℃의 초고온 상태에서 폭발한다. 약 70℃에 불과한 운전 온도를 고려하면 운전 중에 수소폭발이 일어날 가능성은 없다는 게 산업부의 설명이다.

과학적으로 가능한 폭발은 고압에 의한 저장용기 균열로 발생하는 물리적 폭발과, 연소 반응으로 수소가 누출돼 발생하는 화학적 폭발 등이 있다. 산업부는 이 경우에도 수소저장용기의 안전성과, 수소의 특성상 발생 가능성이 낮다고 강조한다.

산업부는 수소차에 사용되는 수소저장용기는 에펠탑 무게인 7300t(톤)도 견딜 수 있는 수준으로 설계돼 고압에 의한 균열 가능성은 낮다고 언급했다. 산업부에 따르면 현재 사용되는 수소저장용기는 철보다 10배 강한 탄소섬유 강화 플라스틱으로 제조돼 파열과 화염, 총격, 낙하 등 17개의 안전성 시험도 통과했다.

아울러 연소 반응으로 수소가 누출되는 경우 역시 확산속도가 빠른 수소의 특성상 발화로 이어지기 어렵다는 설명이다. 누출된 수소에서 불꽃이 발생하려면 가스구름이 생성돼야 하는데, 수소는 확산속도가 빨라 공기중에 쉽게 희석되기 때문이라는 것.

관련해 한국산업안전공단과 미국화학공학회는 자연발화온도와 독성, 불꽃온도, 연소속도 등 종합적인 위험도를 고려할 때 수소가 도시가스보다 위험도가 낮다고 평가했다. 수소의 위험도를 '1'로 둘 때 가솔린이 1.44로 위험도가 높았으며, LPG(1.22), 도시가스(1.03) 순이었다.

정승일 산업부 차관은 "일부에서는 연료로서 사용되는 수소와 수소폭탄을 혼동하시는 분도 계시는 것 같다. 수소 안전성과 관련해서는 충분한 설명 노력이 필요하다고 생각한다"고 했다.

◆ 미국·유럽 수소충전소 안전사고 '0'건…한국도 이중·삼중 안전장치 

수소충전소에서 발생할 수 있는 안전사고에 대해서도 산업부는 "10년 이상 수소충전소를 운영하고 있는 선진국에서도 현재까지 안전사고는 없었다"고 선을 그었다.

산업부에 따르면 현재 미국은 56개, 유럽은 100개, 일본은 77개의 수소충전소가 설치돼 있다. 한국(15곳)에 비해서는 훨씬 많이 보급돼있지만 아직까지 안전사고는 없었다.

문재인 대통령 넥쏘 시승 모습 [사진=현대차]

앞서 작년 10월 15일 프랑스를 방문한 문재인 대통령도 프랑스 파리의 도심에 있는 '알마광장'에 설치된 수소차 충전소를 방문한 바 있다. 당시 수소차 충전소를 관리하는 베누아 포티에 에어리퀴드(산업용 가스업체) 회장도 "설립한 지 3년이 지났지만 사고가 전혀 없었고, 시민 불만이 단 한 건도 없다"고 말했다.

산업부는 수소충전소의 안전성을 강조하면서, 한국도 선진국과 동일한 국제기준에 따라 충전소를 운영해 안정성을 높이겠다고 밝혔다.

이를 위해 산업부는 ISO 국제기준에 따른 안전검사를 통과한 부품을 사용해 충전소를 구축하고, 구축 후에는 안전검사를 실시하기로 했다. 또한 방폭 및 안전 구조물을 설치하고 안전관리자를 상주하게 하는 등의 안전 조치를 시행할 예정이다.

아울러 수소충전소 시설에는 압력 이상 발생 시 긴급차단장치, 가스누출 경보장치 등 이중·삼중의 안전장치를 설치할 방침이다.

◆ 수소 생산·운송 제품도 안전성 기준 강화…"물샐틈 없이 막겠다"

나아가 산업부는 수소 생산과 운송, 저장 등 전(全) 주기의 관련 부품 및 제품의 안전성 제고를 위해 기술 개발과 성능 평가를 지원하겠다고 밝혔다.

우선 수소의 안전한 이용과 보급을 위해 수급상황 예측 및 이용·보급시책을 수립한다. 또한 현재 미비한 수소의 제조·충전·저장·판매·사용 시설 및 관련 제품의 안전관리 규정도 마련하고 특히 제품에 들어가는 부품과 시스템 등의 안전기준은 국제기준에 맞게 제·개정할 방침이다.

우선 수소의 운송에 사용되는 튜브 트레일러는 압력용기 허용압력 기준을 현재 35MPa(메가파스칼)에서 미국와 일본 수준인 45MPa로 상향한다. 아울러 대규모 확산이 예상되는 발전용 연료전제 제품(스택)에 대한 안전성 시험 및 인증기준을 신설해 수소제품의 안전성을 높인다.

수소의 생산 및 저장방식에 대해서도 안전기준이 마련된다. 향후 수요가 증가할 것으로 예상되는 P2G(Power to Gas, 재생에너지의 잉여전력을 활용해 물을 분해하여 수소를 생산하는 수전해 기술)에 대해서도 안전성 평가 기술을 개발한다.

[자료=산업통상자원부]

중소 부품업체는 안전성 제고를 위한 기술개발 및 국내기준의 글로벌 표준화를 지원한다. 이에 따라 미국 등과 수소안전에 대한 공동연구 및 국제기준 마련을 위한 협력을 추진한다.

한편 산업부는 '수소안전 가이드북'을 보급해 수소에 대한 정확한 정보를 전달, 안전에 대한 우려를 해소할 계획이다. 가이드북은 학교 안전교육 프로그램에 반영되며 △수소분자는 수소폭탄의 작동원리와 다르다는 점 △수소는 누출 시 빠르게 확산돼 폭발가능성이 낮다는 점 △수소는 독성가스를 배출하지 않아 질식·화상위험이 낮다는 점 등을 담을 예정이다.

그밖에 산업부는 "수소안전에 대한 국민의 인식 제고 및 신뢰확산을 위해 '수소의 날'을 지정해 수소 안전기술 전시회 등을 개최하고, 지자체 등과 협력해 수소안전 체험관도 구축할 예정"이라고 밝혔다. 

 

onjunge02@newspim.com

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