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[열린포럼] 안전하고 청정한 에너지원 수소 - 김상원 (폴리텍대학 창원캠퍼스 전기과 교수)

  • 기사입력 : 2021-04-26 20:54:11
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  • 최근 일본 정부는 후쿠시마 원전의 오염수를 바다에 방류하는 것을 결정한 이후에 전 세계적으로 공포와 우려를 나타내고 있다. 후쿠시마 원전의 오염수는 핵 연료봉이 녹아내려 60가지가 넘는 방사능 물질들이 뒤섞여 굳어진 상황이기 때문에 아무리 정화 처리를 해도 한계가 있다. 해양 방류된 방사능 물질은 전 세계의 해양을 오염시킬 것이고 오랜 시간 동안 잔류하면서 각종 심각한 문제를 초래할 것이다. 따라서 원전의 오염수로 인한 해양 오염은 어느 한 나라에 국한된 문제가 아니라 전 세계적인 재앙이면서, 인류를 포함해서 해양 생물은 방사능으로 오염된 채 고통을 받으면서 죽어가게 될 것이다. 반면 수소는 안전한가? 수소는 산업 전반에 걸쳐 수십 년간 사용해 온 가스로서 다른 에너지와 같이 안전 관리에 필요한 기술이나 노하우가 충분히 축적된 안전한 에너지이다. 에너지로 사용되는 수소 가스는 수소폭탄에 사용되는 중수소나 삼중 수소라는 특수한 수소와는 원자 구조가 다르며, 만일 중수소와 삼중 수소가 있다고 해도 수소폭탄 정도의 폭발력을 내기 위해서는 섭씨 1억 이상의 온도와 수천 기압의 압력이 필요하므로 자연 상태에서는 이 같은 환경이 조성될 가능성은 거의 없다. 전문 기관의 연구 결과에 따르면 수소는 가장 가벼운 기체로 만일 공기 중에서 누출하게 되면 즉시 확산하기 때문에 폭발 조건을 만족 시키기 어렵고, 우리가 흔히 일반 가정에서 사용하는 도시가스보다 안전하다고 평가하고 있다. 또 수소는 산소와 화학반응을 통해 열과 전기를 생산한 후 물을 부산물로 남기므로 방사능 오염에 대해 전혀 걱정을 할 필요가 없는 친환경 에너지이다.

    수소를 이용해 구동되는 자동차인 수소 전기차는 수소를 연료를 사용하기 때문에 도로 위를 달리는 시한폭탄이라는 오해도 받고 있지만, 수소의 저장, 충전 및 운행 중 사고 등의 상황 속에서도 폭발의 위험성은 전혀 없다. 긴급 상황에서는 수소 공급을 차단하고 화재나 위험인지 시 탱크에 있는 수소를 대기로 방출하는 안전장치도 갖추고 있기 때문이다. 수소 탱크 용기 경우의 안전성은 일반 내연기관이나 압축 천연가스(CNG) 차량의 안전성과 비슷하다.

    수소 전기차의 안전성을 확보하기 위해 국제 기준(Global Technical Regulation)이 마련돼 있으며, 국가마다 전기 안전성과 수소 안전성 측면에서 만족해야 하는 여러 항목들이 있다. 특히, 수소 전기차에 들어가는 수소 저장 용기는 에펠 탑(7300t) 무게도 견딜 수 있는 수준으로 무려 17개의 안전성 시험을 시행하고 있다.

    수소 충전소에 대해선 폭발에 대한 무작정 공포감이 있다. 하지만 수소 충전소는 주요 설비·부품에 대한 검사 및 인증, 3중 안전장치 설치, 안전 관리자 상주 및 안전 거리 확보 등을 통해 안전하게 관리하고 있다. 특히 국내 수소 충전소 설치는 고압 가스 안전관리법에 따라 시행하고 한국가스안전공사가 안전 검사를 하며, 최종적으로 행정 관청의 승인을 받아 설치된다. 안전 관리 기준은 일본과 비슷한 수준이다. 우리나라의 경우 국회와 정부 세종청사 내 수소 충전소가 설치돼 있고, 프랑스는 에펠 탑 주변, 일본은 도쿄 타워 근처 밀집 지역에 수소 충전소가 설치되어 있을 정도로 국제적으로도 수소 충전소의 안전성은 입증됐다고 볼 수 있다. 수소는 친환경 에너지원으로 온실가스 감축, 미세 먼지 저감 등을 통해 깨끗하고 안전한 청정 사회 진입을 촉진하며 태양광·풍력 등 재생 에너지의 단점을 극복하고 활용도를 제고할 수 있는 보완 관계 가능하면서, 방사능 오염으로 발생할 수 있는 극단적인 재앙도 없는 안전한 에너지원이다. 시대에 변화에 따라서 우리 삶에 필요한 에너지원도 변화해왔다. 안전하고 편리하게 사용할 수 있는 수소가 미래 에너지원으로 선도하길 바란다.

    김상원 폴리텍대학 창원캠퍼스 전기과 교수

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