수소는 미래의 에너지 패러다임을 바꿀 주인공이다.
주기율표 맨 앞자리에 있는 수소는 우주의 70% 이상을 차지하는 등 무한하며, 산소와 화학반응를 통해 열과 전기를 생산할 수 부산물로(H2O) 남기는 친환경 에너지다. 특히 공기 중에서 수소를 얻기 위해서는 깨끗한 산소가 필요하고, 수소차는 달리는 동안 주변 공기를 빨아들여 정화하고, 다시 배출한다.
공기청정의 기능을 갖고 있는 셈이다. 수소차를 1시간 주행하면 약 26.9kg의 공기가 정화되고, 이는 42.6명이 1시간 동안 깨끗한 공기를 마실 수 있다.
또 다른 연료에 비해 안전성이 뛰어나다.
일부에서는 수소=수소폭탄이라는 등식으로 폭발의 위험성을 지적한다. 그러나 에너지로 사용되는 수소가스는 수소폭탄에 사용되는 수소(중수소나 삼중수소)와 원자 구조가 다르다.
특히 수소폭탄의 폭발은 1억°C 이상의 온도에서 일어나지만 수소 연료전지의 온도는 60~80°C 수준에 불과하다.
핵분열과 핵융합 반응과 달리, 산소와 수소의 단순 화학반응원리를 이용하기 때문에 폭발 위험이 없다.
한국산업안전공단과 미국화학공학회에 따르면, 자연발화 온도가 높고 연료 자체의 독성이 없는 수소는 △휘발유 △프로판가스(LPG) △도시가스(메탄)보다 훨씬 더 안전한 원료다.
수소전기차 역시 안전하다. 긴급 상황에서는 스택에 수소공급을 차단하고, 화재나 위험인지시 탱크에 있는 수소를 대기로 방출하는 안전장치를 갖추고 있기 때문이다.
‘도로위를 달리는 시한폭탄’이라는 오해도 받고 있지만, 수소전기차는 수소 에너지의 저장, 충전, 운행 중 사고 등의 상황이라 해도 '폭발'의 위험성은 전혀 없다.
수소전기차의 안전성을 확보하기 위해 국제 기준(GTR, Global Technical Regulation)이 마련돼 있으며 국가마다 전기안전성, 수소안전성 측면에서 만족해야 하는 여러 항목이 있다.
특히 충돌, 화재, 충격, 혹한, 험로, 폭발 등의 상황에 대한기술연구와 부품들이 설계되고 있다,
실제 수소탱크는 굉장히 단단하게 만들어진다. 수소차 개발 초기에는 마그네슘과 니켈의 합친 ‘수소저장합금’을 쓰기도 했지만, 지금은 고강도의 탄소섬유강화 플라스틱, 유리섬유강화 플라스틱, 우레탄 등으로 만들어진다.
수소탱크의 안쪽을 보호하는 탄소섬유강화 플라스틱의 두께만 대략 10cm에 달한다. 탄소섬유강화 플라스틱도 적층패턴(탱크를 감싸는 방향)을 다양하게 해 인장강도를 크게 높였다.
수소탱크를 자세히 보면 복잡한 무늬를 확인할 수 있다. 수소탱크의 강도는 로켓에 사용되는 연료탱크에 가까운 수준이다.
제조사는 다양한 방법으로 수소탱크의 안전성을 검사하는데, 화염방사기나 자동소총으로는 흠집도 내기 힘들고, 용광로나 수심 7000m의 고압에서도 안전한 상태를 유지한다.
현대 넥쏘의 경우 2018년 유럽 신차 안전성 프로그램(NACP)선정,‘가장 안전한 SUV’로 선정돼 기술력을 인정받았다.
그렇다면 도심 속 수소충전소는 괜찮을까? 수소전기차처럼 기준 이상 압력이 감지될 경우긴급차단장치, 가스누출 경보장치 등이중 삼중의 안전장치가 가동된다.
이에 따라 수소전기차 만큼 수소충전소도 안전하다. 수소는 가연성 가스지만, 밀도가 낮고 가볍기 때문에 낮은 농도에서 다루면 LPG 충전소만큼 안전하다.
현재 우리나라에는 ‘수소자동차 충전소 및 수소충전소 관련 안전관리제도’가 마련됐다. 충전소 설치에 이른 전 단계는 물론 안전관리 규정, 안전관리자,보험 가입 등의 항목을 통해 체계적이고 안전하게 관리 운영될 수 있도록 노력하고 있다.
