현대차 넥쏘, 무게 7300톤과 수심 7000m에서도 안전수소저장탱크, 파열·화염·총탄시험 등 14가지 항목 통과
  • ▲ 현대차의 수소전기차 '넥쏘'.ⓒ현대차
    ▲ 현대차의 수소전기차 '넥쏘'.ⓒ현대차

    수소전기차가 빨리 보급되기 위해서는 충전소 확대가 필요하지만, 수소에 대한 막연한 불안감과 오해가 걸림돌이 되고 있다. 때문에 업계를 비롯한 정부가 적극적으로 나서서 수소전기차 및 충전소가 안전하다는 것을 알릴 필요가 있다는 것이다. 

    30일 업계에 따르면 최근 정부가 2040년 수소전기차 620만대 생산 등을 포함한 수소경제 활성화 로드맵을 발표했지만, 이를 위해서는 규제 완화와 함께 수소에 대한 막연한 불안감을 없애는 것이 시급하다는 지적이다.

    정부는 지난 17일 수소경제 활성화 로드맵을 발표했다. 오는 2040년 수소전기차 620만대(내수 290만대, 수출 330만대) 생산을 목표로 제시했다. 지난해 2000대 수준에서 올해는 4000대 이상, 2022년에는 8만대에 이어 2025년에는 10만대 양산 체제를 갖춘다는 계획이다.

    현대차 역시 2030년까지 70억 달러를 투자해 50만대 수소전기차 생산에 나설 것이라고 화답했다. 정의선 현대차그룹 수석부회장은 지난 24일 글로벌 CEO 협의체인 ‘수소위원회(Hydrogen Council)’ 공동회장으로 취임하며, 본격적인 수소경제 구현을 위한 선봉장이 됐다.

    이처럼 수소전기차 보급이 확대되기 위해 가장 선행돼야 할 것은 충전소 구축이다. 정부는 2022년 310기, 2040년 1200기로 충전소를 늘린다는 계획이다.

    물론 규제 샌드박스도 병행돼야 한다. 규제 샌드박스는 새로운 제품이나 서비스가 출시될 때 일정 기간 동안 기존 규제를 면제 및 유예시켜주는 제도를 말한다. 현대차는 수소전기차의 충전소를 서울 시내 5개 지역에 설치하도록 요청한 상태다. 

    그만큼 수소에 대한 불안감이 충전소 설치를 어렵게 하고 있기 때문이다. 수소 충전소 1기를 건설하는데 실제 공사는 3개월이면 가능하지만, 민원 등을 해결하다보면 보통 1년이 소요되는 실정이다.

    결국 국민들이 오해하고 있는 수소에 대한 막연한 불안감을 해소하는 것이 중요한 셈이다.

    '수소=수소폭탄'이라는 잘못된 선입견을 갖고 있다. 하지만 수소전기차의 연료로 사용되는 수소는 수소폭탄에 사용되는 중수소·삼중수소와 다르다. 자연상태에서는 수소가 중수소·삼중수소가 될 수 없어 폭탄이라는 잘못된 인식이 개선돼야 한다.

    수소폭탄은 수소의 원자핵이 융합해 헬륨의 원자핵을 만들 때 방출되는 에너지를 사용하지만, 연료전지에서 일어나는 전기 화학 반응은 이와 연관성도 없다.

    잘못된 인식을 전환하기 위해 정부의 정책 홍보가 뒷받침돼야 한다는 지적이다.

    김필수 대림대 자동차학과 교수는 “수소에 대한 막연한 불안감이 문제”라며 “일반 내연기관 자동차 수준의 안전성을 갖췄다고 보면 된다”고 말했다. 이어 “이런 불안감을 해소시켜주기 위해서는 정부 차원에서 수소에 대한 안전성 홍보와 캠페인이 지속적으로 이뤄질 필요가 있다”고 강조했다.

    현대차 관계자는 “수소전기차 보급이 확대되기 위해서는 충전소 구축이 필요하고, 이를 위해 충전소, 즉 수소가 안전하다는 것을 국민들이나 소비자들에게 알리는 것이 중요하다”고 말했다. 이어 “현대차의 수소전기차는 이중 삼중의 안전장치와 극한의 테스트로 최고의 안전성을 입증 받았다”고 덧붙였다.

    실제로 현대차의 수소전기차 내압용기(수소저장탱크)는 최적의 설계를 통해 수소, 고전압, 전기안전성 부문에서 안전 인증을 획득했다.

    구체적으로 파열시험, 극한반복가압시험, 화염시험, 총탄시험, 낙하시험, 내화학시험, 인공결함시험, 극한온도시험, 수소가스충전반복시험, 가속응력시험 등 14개 항목에서 인증을 받았다. 7300톤의 무게도 견딜 수 있으며, 수심 7000m에서도 안전하다는 것이 회사 측 설명이다.

    수소저장용기는 일반 LPG 용기와 달리 합금 실린더에 실처럼 생긴 고강도 유리 섬유나 탄소 섬유를 감아서 제작된다. 표면 두께만 약 10cm에 달해 극한의 상황에서도 찢어질 뿐 터지지 않는다.

    수소저장용기에 탑재된 센서는 주변 온도나 충격을 감지해 수소 방출을 차단하거나 외부로 내보낸다. 즉, 차량 화재로 일정 온도를 넘어서면 수소를 외부로 방출하며, 이때 폭발이 아닌 불꽃만 발생한다는 것이다.

    차량도 정면·후방·측면충돌, 고전압안전성, 수소누출안전성 등 13개 항목에서 인증을 통과했다.  정면·후방·측면충돌 성능 시험을 통해 승객 안전이 검증됐다. 충돌 후 프레임, 탱크, 고압부품류 파손 및 수소 가스 누출 여부에 대한 확인도 이뤄졌다는 설명이다.

    고전압 배터리의 물리, 화학, 열적 충격 시 발화 및 폭발 여부에 대한 테스트도 진행됐고, 수소가스 누출 시 감지 센서 및 차단 밸브의 정상 작동 여부도 수많은 테스트를 거쳤다는 것이다.

  • ▲ ⓒ현대차
    ▲ ⓒ현대차
    이를 통해 현대차의 수소전기차는 국내외서 뛰어난 안전성을 인정 받았다.

    넥쏘의 경우 유럽에서 '2019 올해의 가장 안전한 SUV'로 선정됐다. 유럽 신차 안정성 평가 프로그램인 '유로 NCAP'에서 최고 등급인 별 다섯 개를 받았으며, FCEV 중 최고 등급을 받은 것은 넥쏘가 처음이다.

    또 넥쏘는 국토교통부 교통안전공단 주관 ‘2018 올해의 안전한 차’ 중형 SUV 부문에서 수상했다. 총점 95.9점(1위)을 획득하며 ‘올해의 안전한 차’ 최우수상을 받았다.

    특히, 현대차는 수소탱크 총격시험, 파열시험 등을 포함한 안전 인증시험을 실시하고, 기존 충돌시험 항목에 더해 수소밸브 부위 직접 충돌, 후진 시 수소탱크 하부 타격시험 및 화재 안전성 평가 등 악조건하의 수소탱크 안전성을 재차 점검했다.

    전방 충돌 성능을 획기적으로 보강한 전방구조물 및 수소탱크 보호를 위한 차체 구조물 적용으로 차량 자체의 충돌안전성도 확보했다. 초고장력 강판 적용으로 고강도 차체를 구현하는 한편, 보행자와 충돌 시 후드를 자동으로 상승시켜 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하는 ‘액티브 후드 시스템’을 적용해 최고 수준의 안전성을 확보했다.

    이외에도 수소연료전지가 안전하다는 테스트 사례는 많다.

    미국 연료전지 관련 기관 BTI(Breakthrough Technologies Institute)에서 수소연료전지차와 가솔린 자동차의 연료 누출에 의한 화재 전파 실험 결과, 수소연료전지차가 안전 면에서 더 우수하다는 결과가 나왔다. 수소는 누출 부위에서 높은 불길이 치솟지만 연소 시간이 짧아 불길이 빨리 작아지는 반면 가솔린 자동차는 실내로 불이 옮겨 붙어 차량이 전소됐다.

    미국 캘리포니아주 연료전지 사업 관련 민·관합동기구인 CaFCP(California Fuel Cell Partnership)는 수소연료전지차가 도로 위의 다른 차량들만큼이나 안전하다고 밝히고 있다.

    유럽연합(EU) 산하 민·관 합동 수소연료전지 정부과제 운영기관인 FCH-JU는 수소가 다른 일반적인 연료보다 더 위험하다고 제안할 증거가 없으며, (수소가) 더 안전하다는 몇몇 증거들도 있다’고 명시하고 있다.