수소폭탄(?)·공기정화(?)..수소전기차에 대한 오해와 진실은...

현대차가 수소전기차 ‘넥쏘’를 공개함에 따라 수소전기차에 대한 관심이 집중되고 있다.

9일 업계에 따르면, 현대자동차의 넥쏘와 토요타의 미라이 등 수소전기차는 액화수소를 공기중의 산소와 반응시켜 발생되는 전기를 동력으로 삼는다.

그러나 액화수소 충전 인프라 부족, 수소 공급 가격 등은 수소차가 직면한 과제로 평가된다. 이와 함께 수소차 폭발 가능성에 대한 불안 심리 또한 높은 편인데, 일각에서는 수소차가 폭발할 경우 수소폭탄 수준의 높은 폭발력을 발생시킬 것이란 주장도 존재한다.

■ 수소차=수소폭탄(?)

수소전기차는 충돌사고 및 화재사고 시 수소폭탄처럼 폭발할까? 결론부터 말하자면 그럴 가능성은 전무하다.

수소전기차는 평균 700기압 수준의 수소를 보관할 수 있는 연료탱크를 지녔는데, 연료탱크의 구조는 여러 겹으로 설계해 만약의 상황이 모두 염두됐다.

현대차 관계자는 “수소는 되려 폭발시키는 게 더 어려운 물질”이라며 “수소폭탄과 작동 원리도 다르거니와 수소는 공기보다 가볍고 확산성이 높아 폭발은 불가능에 가깝다”고 설명했다.

일각에서는 수소탄이 핵탄두와 압축된 수소를 내장시키는 단순한 기술로 오해 받기도 하지만, 수소탄 제조 기술은 세계적으로 5개 국가만이 기술을 보유했을 정도로 고도화된 기술력을 요한다는 게 무기체계 전문가들의 설명이다.

수소탄은 원자핵이 압축된 중(重)수소와 융합되는 원리로 작동된다. 이는 원자핵이 분열할 때 발생하는 에너지를 기반으로 하는 원자폭탄과 원자력 발전 방식과는 다른 방식이다.

수소탄은 두 단계의 폭발 과정을 거친다. 수소탄 내부에 위치한 우라늄 폭탄이 폭발하며 내부의 압력이 상승하면, 중수소가 내장된 탱크에 압력이 가해지며 핵융합 반응을 일으키는데, 이때 발생하는 핵융합 에너지가 방출되는 것이 수소탄의 작동 원리다.

한 무기체계 전문가는 “수소탄에 내장되는 중수소 탱크의 압력과 수소차의 저장 탱크를 비교하는 건 새발의 피 수준”이라며 “작동 원리도 전혀 다르거니와 수소차가 그런 형태로 폭발할 가능성은 거의 없다고 봐도 무방하다”고 밝혔다.

■ 미세먼지 정화..반은 맞고 반은 틀리다

넥쏘 10만대가 2시간을 주행한다면 서울 시민 전체가 1시간 정도 호흡할 수 있는 공기의 양을 정화한다는 건 현대차 측의 설명이다.

그러나 이는 단순 공기청정의 개념이 아닌, 수소전기반응 극대화를 위한 깨끗한 공기가 필요해서다.

넥쏘는 총 3단계의 공기정화 시스템이 적용됐는데, 먼지 및 화학물질을 걸러내는 1차 필터를 거쳐 가습 기능을 통한 건조 공기 정화를 통해 미세먼지를 추가적으로 걸러낸다.

3단계에선 탄소섬유 재질로 만들어진 확산장치를 거쳐 초미세먼지의 99.9%를 제거하며, 이는 수소전기시스템의 내구성 강화 및 연료 효율 향상에 그 목적이 있다. 수소전기반응 효율 증대를 위한 장치이지만, 더불어 미세먼지 정화에도 효과가 있는 것이다.

현대차 관계자는 “승용차 보다 주행거리가 긴 버스의 경우 서울시에서 운행중인 버스 모두가 수소전기차로 대체된다면 공기정화효과는 크다”며 “이는 50여만명이 호흡할 수 있는 1년치의 깨끗한 공기에 해당한다”고 설명했다.

■ 수소차, 경제성은 아직...

수소전기차는 전기차 대비 빠른 충전 시간을 갖는다는 게 장점이지만, 경제성은 아직 디젤차 수준에 머물러 있다는 건 단점이다.

서울, 울산 등에 설치된 수소연료충전소에 따르면, 수소 연료의 공급가격은 1kg당 평균 5500~7500원 선으로, 6.33kg의 충전 용량을 갖는 넥쏘에 수소 연료를 완충하면 최대 4만7000원의 연료비를 필요로 한다.

계산 상 600km를 주행하는 데에 약 5만원의 연료비가 필요한 것인데, 서울을 기준으로 한 디젤 평균 가격이 1300원 수준인 점을 감안할 때, 이는 약 37리터에 해당하는 디젤 연료의 양과 맞먹는다.

평균 15~20km/L 수준의 연비를 보이는 디젤차가 37리터를 이용해 주행할 수 있는 거리는 최대 700km 선으로, 수소전기차의 경제성은 아직 디젤차를 따라잡지는 못한다.

국산차 업계의 한 관계자는 “수소차가 전기차 대비 강점을 갖는 점은 많지만 수소 충전 인프라가 상대적으로 열악한 것은 아직 해결해야 할 과제”라며 “궁극의 친환경차로 평가되지만 인프라 구축 및 수소 공급 가격 인하 등 해결해야 할 과제가 많다”고 평가했다.

한편, 환경부는 현행 12개 수준에 머물러 있는 수소 충전소를 올해 22개까지 확대하겠다는 계획이다.

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