40kg 용기 떨어뜨리고 폭파시키고…산골 마을서 움트는 수소경제

충북 음성군 금왕읍에 위치한 한국가스안전공사 수소제품시험평가센터 전경 /사진=조규희 기자

'무탄소'(Carbon Free)가 시대 화두다. 지속가능한 미래의 필수다. 수소 자동차 30만대 시대, 수소충전소 확대 등 정부 정책도 맞춰진다. 거창한 듯 보이는 수소 경제지만 지방의 조용한 마을에서 움직임이 시작된다.

외견상 물류 창고로 보이지만 수소버스와 수소충전소 핵심 제품을 실증하고 인증하는 한국가스안전공사 수소제품시험평가센터. 지난달 27일 충북 음성군 금왕읍에 위치한 센터를 찾았다.

수소 저장 용기는 수소버스 제품가격의 30~40%를 차지한다. 수소버스의 핵심 부품으로 폭발 위험성과 누출에 대한 안전성이 담보돼야 하는 만큼 저장용기에 대한 검증이 무엇보다 중요하다.

센터는 수소자동차 내압용기 관련 △상온압력시험 △환경시험 △고·저온 압력반복시험 △수소가스 압력반복시험 등을 실시한다. 핵심은 500회의 수소 충·방전 과정과 2만번에 걸친 수압 충방전 과정이다.

수소가스 충·방전 과정의 경우 극한 상황에서도 안전성과 가동성이 유지돼야 하는-40℃의 저온과 80℃의 고온에서 이뤄진다. 압력 조건은 20기압에서 875기압이다. 1기압이 13미터 높이의 물줄기를 쏘아올릴 정도의 압력이다.

극한 상황과 고기압을 버틸 정도의 수소버스 저장용기지만 무게는 179ℓ(리터) 기준 40㎏정도다. 탄소섬유를 활용한 덕분이다. 같은 용량을 저장하기 위해 철강 제품을 사용하면 무게가 톤(ton) 단위로 바뀐다. 가벼워진 만큼 안전에 더 신경쓸 수밖에 없다.

낙하와 폭발 시험도 이어진다. 센터 외부에 설치된 기중기를 활용해 2미터가 넘는 높이에서 수소용기를 떨어트린다. 외부 충격과 내부 수소 가스 유출 등에 대한 안전성을 확인하기 위해서다. 2미터 두께의 콘크리트 벽을 세워 저장용기 폭발 시험도 이어진다.

수소충전소에서 사용하는 핵심 밸브에 대한 검증도 주요 업무다. △체크밸브(가스 방향성 유지) △매뉴얼 밸브(열고 닫는 기능) △FCV 밸브(유량조절)에 대한 시험이다. 수소가스 압력반복시험으로 상온에서 30만번, -40℃에서 3000번, 80℃에서 3000번 이뤄진다.

이같이 수소제품시험평가센터의 핵심은 수소상용차와 수소충전소의 보급과 확산에 있다. 산업통상자원부에 따르면 올해 상반기 수소 소비량은 전년동기 대비 46% 증가한 3790톤으로 하반기에는 8400톤에 이를 것으로 전망한다. 수소버스 또한 등록기준 이달 초 1000대를 넘어섰다.

수소 산업이라는 신산업의 태동기인만큼 관련 제품 인증의 비용·시간 절감이 절실하다. 가스안전공사가 앞장서 국내 평가센터를 만든 이유다.

장갑만 수소제품시험평가센터장은 "기존 자동차 산업군에 속한 기업들이 변화하는 시장에 발맞춰 센터를 방문하고 관련 절차를 문의하고 있다"며 "제품 시험기간과 비용을 고려하면 해외 센터를 이용했을 때보다 60%의 절감 효과가 있다"고 말했다.

충북 음성군 금왕읍에 위치한 한국가스안전공사 수소제품시험평가센터가 보유한 극저온과 고온에서 수소가스 충방전을 확인하기 위한 설비. /사진=조규희 기자

음성(충북)=조규희 기자 playingjo@mt.co.kr