'달리는 수소폭탄' 오해… 용광로서도 안터진다
[이제는 수소전기차 시대] ①수소탱크 폭발 방지위해 '수소 급속 배출 시스템' 탑재

#1. 2016년 말 미국 캘리포니아주 한 남성이 스나이퍼처럼 엎드려 소총으로 차량의 연료통을 겨눴다. '빵'하는 격발음과 함께 차량의 연료통은 총탄에 의한 구멍이 났다. 하지만 다른 폭발이나 충격은 이어지지 않았다.

이 장면은 군사훈련이 아닌, 당시 개발이 진행 중이던 현대자동차 차세대 수소전기차 '넥쏘'의 연료탱크 인증 시험을 하는 모습이었다. 총탄이 지나간 자리에선 화염이 없이 '쉬~' 소리와 함께 1~2분간 수소가 빠르게 새어나갈 뿐 본체는 멀쩡했다. 빈 깡통으로 남은 수소탱크는 폭발이나 아무런 위험이 없었다.

#2. 지난해 초 강원도 영월 한국가스안전공사 화염실험동. 한 연구원이 넥쏘 수소탱크에 불을 질렀다. 섭씨 600도에서 10분간 뜨겁게 달궈졌다. 통상 최악의 화재가 발생할 경우를 가정한 상황이다. 이어 800도로 온도를 높여 극한까지 갔고, 2~3분 지나 안전밸브가 작동하며 금세 수소가 모조리 분출됐다. 수소탱크 형체는 그대로였고 아무런 문제가 발생하지 않았다.


현대차 관계자는 "전세계를 돌며 총기·기밀·낙하·가압·화재·고온 등 수소탱크에 대한 15개 인증시험을 두루 실시한 뒤 안전성이 검증된 수소 탱크를 넥쏘에 탑재했다"며 "용광로에서도, 수심 7000m의 고압에서도 수소탱크는 터지지 않고 안전한 상태로 남는다"고 강조했다.

"충돌사고 시 수소폭탄처럼 터지면 어떡하지?"라는 일부 소비자들의 막연한 고민은 '오해'에서 출발한다. 

일반 수소를 사용하는 연료전지와, 중성자가 들어있는 이중수소를 사용해 1억도의 온도와 수천 기압의 압력이 필요한 수소폭탄을 혼동해서 생기는 기우다.

'같은 수소'라는 이름만 붙었을 뿐 재료부터 작동원리까지 완전히 다른데, 이런 오해를 받는 수소전기차는 억울하다.

우주에서 가장 가벼운 기체인 수소는 누출 시 바로 확산되고, 점화 온도가 섭씨 575도로 휘발유(500도)나 경유(345도)보다 높아 쉽게 자연 발화하지 않는다.

수소는 공기 중 농도가 4~75% 범위 내에 있어야 폭발을 하는데 수소전기차 수소탱크에서 수소가 유출되는 경우 순간 수소 농도가 75%를 넘게 되고, 또 강력한 확산성으로 농도가 4% 이하로 뚝 떨어져 폭발 위험이 사라진다.

넥쏘를 비롯한 수소전기차는 차량 화재 등 위기 상황에서 안전성을 확보하기 위한 장치들을 다수 적용하고 있다.

특히 수소탱크는 폭발을 방지키 위해 수소를 빠르게 배출해주는 시스템을 탑재한다. 또 철보다 강도가 10배 높은 탄소섬유 강화플라스틱으로 만들어져, 수심 7000m 고압에서까지 견딜 수 있다.

더욱이 현대차도 '넥쏘'를 개발하며 소비자 불안을 제거키 위해 '안전성' 확보에 중점을 뒀다. 용광로에도 집어넣어 폭발하지 않는 안전성을 확보하는 등 수소탱크 인증시험 뿐 아니라 14개에 달하는 차량단위 시험을 통해 수소 및 전기 안전도 인증받는다.

현대차 관계자는 "넥쏘는 수소전기차 최초로 국내·유럽·미국 지역 신차안전도 평가에서 최고 등급을 획득할 수 있도록 개발됐다"며 "특히 이러한 연료전지 전용부품은 현대차의 독자 기술력을 통해 99%의 국산제품으로 완성된 점에서 의미가 있다"고 했다.

장시복 기자


수소전기차는 비싸다? 실 구매가는 '3000만원 중형 SUV' 수준
[이제는 수소전기차 시대] ②올해 정부 보조금 159대 대상 2250만원

수소전기차는 새로운 친환경 동력원이니 무조건 비쌀 것이라는 견해가 많다.

그러나 사실은 그렇지 않다. 친환경차 보급 확대 차원에서 마련된 각종 '구매 인센티브'가 있기 때문이다. 

8일 자동차 업계 및 환경부에 따르면, 올해 수소전기차에 배정된 정부 보조금은 대당 2250만원이다. 환경부는 아직 올해 수소전기차 보조금 규모를 확정 발표하지 않았지만, 작년에 이월된 물량을 감안해 '159대 대상, 대당 2250만원'으로 책정할 예정이다. 작년에는 130대 대상 2750만원이었다.

여기에 지자체 보조금(1000만원 안팎), 개소세 400만원 한도 감면, 취득세 200만원 한도 감면 등 혜택도 있다.

이달 말 공식 출시 예정인 현대차 넥쏘의 출시가는 기본형이 6000만원대 후반, 고급형이 7000만원대 초반이 될 예정이다. 정부 및 지자체 보조금에 세제 혜택을 합치면 넥쏘를 3000만원 중후반대에 살 수 있다는 뜻이다. 

일반 중형 SUV(다목적스포츠차량) 수준의 가격인 셈이다. 

이광국 현대차 국내영업본부장(부사장) 역시 지난달 5일 넥쏘 미디어 시승회에서 "넥쏘의 가격은 아직 확정하지 않았지만, 보조금을 적용받을 경우 기존 중형 SUV 가격선에서 구입할 수 있을 것으로 보인다"고 말했다. 

친환경차 보조금을 책정·집행하는 환경부에 따르면, 수소전기차의 가격은 보조금 혜택을 포함해 2015년 5000만원대, 2018년 3000만원대 후반, 2020년 3000만원대 초반으로 내려오는 등 계속 대중화될 전망이다.

보조금을 뺀 출고 가격 기준으로도 수소전기차는 2013년 1억 5000만원에서 2015년 8500만원, 2018년 6000만원, 2020년 5000만원 수준으로 인하될 것으로 환경부는 보고 있다.

여기에 수소전기차는 유료도로 통행료와 공영주차장에서 50% 할인 혜택을 받는 등 '운행 인센티브'도 있다. 

전기차 보조금과 비교해도 수소전기차의 보조금 혜택이 훨씬 더 많다.

올해부터 전기차 정부 보조금은 모델별로 주행거리에 따라 차등 지급되는데 코나 EV 1200만원, 아이오닉 EV N/Q트림 1127만원, 테슬라 모델S 100D 1200만원 등이다. 올해 전기차 지자체 보조금은 최저 500만원, 최대 1100만원으로 가령 코나 EV를 서울에서 살 경우 총 보조금 1700만원(정부 1200만원, 지자체 500만원)을 받을 수 있다.

작년에 전기차는 주행거리를 따지지 않고 고속은 1400만원, 저속은 578만원의 보조금을 지급했다. 

황시영 기자


전기분해로 수소 얻어 비싸다고?..'넥쏘'는 부생수소 활용
[이제는 수소전기차 시대] ③수소 생산하는 핵심방법 세가지 중 비용 낮은 부생소수 써 

현대자동차가 최근 출시한 차세대 수소전기차 '넥쏘'가 화제의 중심으로 떠올랐다. 무공해 청정에너지인 수소로 전기를 만들어 동력을 얻고, 달리는 공기청정기 역할까지 할 수 있는데다 '세계 최초'라는 수식어에 걸맞은 첨단 미래차 기술 역량을 두루 갖췄기 때문이다.

업계 안팎에서도 경쟁자를 빠르게 추격하는 '패스트 팔로워'에서 시장의 판을 흔들고 흐름을 주도하는 '퍼스트 무버'와 '게임체인저'로 퀀텀점프(대약진)하는 계기를 만들 것이란 기대감이 커지고 있다.

실제로 '넥쏘'가 그간 아무도 해내지 못한 수소전기차의 대중화를 앞당길 첫 모델이 될 수 있을지에 관심이 집중되고 있다. 그러다 보니 동력원으로 쓰이는 '수소'에 대한 세간의 오해가 다시 부각되고 있는 것도 사실이다.

그 중에서도 수소전기차에 쓰이는 수소를 생산하는 방법에 대한 오해가 가장 먼저 눈에 들어온다. 

통상 물을 전기분해하는 방법(수전해기술)을 떠올리지만 LPG(액화석유가스)와 같은 화석연료(탄소+수소)를 수증기(수소+산소)와 반응시켜 수소를 생산(개질기술)하는 방식도 있다. 

수전해기술을 통해 수소를 얻는 방법이 가장 간단하지만 규모의 경제 실현이 되지 않아 비용이 비싸고 물 분해에 사용되는 전기를 원자력 등으로 생산해야 하기 때문에 한계가 있다. 개질기술도 중간 과정에서 쓰이는 촉매(백금)가 귀금속이라 생산비가 높다.

하지만 넥쏘는 석유화학·철강제품 등의 제조공정에서 부수적으로 발생하는 수소(부생수소)를 사용한다. 이 수소를 수소탱크에 저장했다가 연료전지 스택에 보내면 공기 중의 산소와 결합해 전기가 발생하고 이를 이용해 모터를 구동하는 방식이다. 
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