[월간수소경제 송해영 기자] ‘수소충전소’는 수소전기차와 더불어 수소경제 실현을 위한 양대 축으로 손꼽힌다. 수소충전소 보급 확산이 결국 수소전기차 초기 보급을 늘리는 핵심이기 때문이다. 하지만 수소충전소를 구축하기 위해서는 높은 설치비용과 낮은 이용률, 부지 선정 문제, 주민 수용성 해소 등 많은 난관을 넘어야만 한다.

이에 따라 기존 주유소 및 LPG·CNG충전소의 여유 부지에 수소충전설비를 설치하는 복합충전소나 트럭에 수소저장용기, 디스펜서 등을 적재한 이동식 수소충전소에 대한 논의가 활발히 이뤄지고 있다.

지난해 3월 수소충전소 100개소 구축을 달성한 일본 역시 수소충전소 유형을 다양화해 충전 인프라 구축 과정에서의 어려움을 극복하고 있다. 지난해 <월간수소경제>는 일본 도쿄에 위치한 이와타니산업의 이동식 액화수소충전소와 세븐일레븐 편의점 여유 부지에 설치된 고정식 액화수소충전소를 방문하고 2018년 4월호 기사를 통해 그 현장을 소개했다.

이번에 찾아간 곳은 일본 간사이지방으로, 일본 제2의 도시인 오사카(大阪)와 일본 3대 항구도시로 손꼽히는 고베(神戸)를 찾았다. 현재 오사카에는 7개소, 고베에는 1개소의 수소충전소가 구축되어 있다. 이 중에서 이와타니산업이 구축한 간사이국제공항 수소충전소와 에어리퀴드가 구축한 고베 시치노미야(七宮) 수소충전소를 살펴보았다.

액화수소 이용하는 간사이국제공항 수소충전소
셔틀버스가 간사이국제공항 제2터미널에 가까워지자 ‘Iwatani’라고 쓰인 빨간 간판이 눈에 띄었다. 간판 옆에는 ‘수소충전소’라고 적힌 깃발이 펄럭이고 있었다.

최근 일본에서는 공항 내에 수소충전소를 구축하려는 움직임이 잇따르고 있다. 이와타니산업은 2016년 간사이국제공항 수소충전소를 준공한 데 이어, 지난해 6월에는 오사카국제공항(이타미공항) 수소충전소 설치에 돌입했다. 간사이 지역에 위치한 두 공항 모두 수소충전소를 갖추게 되는 셈이다. 향후 이와타니산업은 두 공항을 연결하는 리무진 버스로 수소전기버스를 투입한다는 계획이다.

지난해 11월에는 주부(中部)국제공항과 도쿠시마(徳島)공항 내 지게차용 수소충전소가 운영을 시작했다. 두 충전소 모두 공항에 설치된 태양광발전소에서 생산한 전기로 물을 분해해 수소를 충전한다.

간사이국제공항에도 업무용 지게차를 충전하기 위한 수소충전소가 설치되어 있지만, 일반인 출입이 금지된 구역에 위치해 있다. 이번에 찾아간 곳은 수소전기차와 수소전기버스를 충전할 수 있는 상용 수소충전소다.

이와타니가스의 직원이자 간사이국제공항 수소충전소 운영을 담당하고 있는 오카나카 히데키(岡中英樹) 소장은 “한 달에 10대 정도의 차량이 이용하고 있다”며 “수소전기버스도 충전할 수 있도록 설계되어 있지만, 아직 시에서 수소전기버스를 도입하지 않은 상황”이라고 밝혔다. 지난해 12월 15일 간사이국제공항에서는 수소전기버스 시승 행사가 진행되었는데, 그때 수소전기버스를 이곳에서 충전했다.

오카나카 소장에 따르면 오사카 시내에 위치한 수소충전소는 하루에 3~5대, 한 달에 100대 가량의 차량이 이용한다.

간사이국제공항 수소충전소는 사카이(堺) 시에 위치한 하이드로엣지(HydroEdge)의 액화수소 제조 플랜트에서 탱크로리를 통해 액화수소를 공급받고 있다. 액화수소는 충전소 뒤편에 우뚝 솟은 액화수소 탱크에 저장된다. 이후 기화기(Evaporator)와 압축기를 거쳐 820bar의 고압 수소가스 상태로 저장 유닛에 투입된다.

간사이국제공항 수소충전소에서는 독일 린데(Linde)의 ‘아이오닉 컴프레서(Ionic Compressor)’를 사용하고 있다. 이온 액체를 이용한 수소가스 압축기인 아이오닉 컴프레서는 6bar로 들어온 수소가스를 총 다섯 번에 걸쳐 820bar로 압축한다.

방문 당시 수소 가격은 1kg당 1,100엔(약 1만 1,000원)이었다. 오카나카 소장은 “이와타니에서 구축한 수소충전소 중에서도 액화수소를 이용하는 곳은 대체적으로 1kg당 1,100엔 수준”이라고 설명했다.

수소에너지로 만드는 친환경 공항
간사이국제공항은 ‘스마트 아일랜드 구상(Smart Island Vision)’을 추진 중이다. 태양광 및 풍력발전, 수소 등 친환경 에너지를 활용해 간사이국제공항을 ‘환경 선진 공항’으로 재탄생시킨다는 것이다.

구체적으로 살펴보면 5kW급 풍력발전 터빈 3기와 30kW급 태양광발전소에서 생산한 전기로 물을 분해해 수소를 충전한다. 한편으로는 음식물 쓰레기 등에서 발생한 바이오가스를 개질해 수소를 생산한다. 장기적으로는 간사이국제공항과 오사카국제공항을 잇는 수소전기버스와 연료전지 토잉 트랙터 등을 도입한다는 계획이다.

복층 구조 통해 설치 면적 줄인 고베 시치노미야 수소충전소
다음으로 찾아간 곳은 에어리퀴드에서 구축한 고베 시치노미야 수소충전소다. 바닷가에 위치한 해당 충전소는 ‘수소CGS 에너지 센터’와도 인접해 있다. 지난해 4월부터 운영을 시작했다.

가장 큰 특징은 ‘복층 구조’라는 점이다. 일본 수소충전소의 면적이 500~600m²인 것에 비해, 고베 시치노미야 수소충전소의 면적은 280m²로 절반 이하다. 실제로 일본 고정식 수소충전소 중 가장 작은 면적을 자랑한다.

1층에는 디스펜서, 고압수소가스용기, 수소가스 압축기 등 무게가 많이 나가는 설비가 배치되어 있다. 충전소는 하얀 가림막에 ‘수소(水素)’라고 큼지막하게 쓰여 있어 멀리서도 수소충전소임을 한눈에 알 수 있는데, 이 가림막 너머가 물탱크, 냉각기, 컨트롤 패널 등 전력 및 물 관련 장비들이 설치된 2층이다.

고베 시치노미야 수소충전소는 아마가사키(尼崎) 시에 위치한 수소가스 공급업체로부터 한 달에 한 번씩 튜브트레일러를 통해 부생수소를 공급받고 있다. 이후 압축기를 이용해 수소가스를 6bar에서 820bar까지 가압한다. 압축된 수소가스는 수소저장용기(타입 3)에 저장했다가 디스펜서로 수소전기차에 충전한다. 압축기는 카지테크(Kaji Technology), 수소저장용기는 삼텍(Samtech), 디스펜서는 히타치오토모티브 제품이다.

에어리퀴드 재팬의 직원이자 고베 시치노미야 수소충전소 운영을 맡고 있는 나카무라 아츠시(中村淳) 소장에 따르면 하루 3대, 한 달 50~60대의 수소전기차가 충전소를 이용하고 있다. 간사이국제공항 수소충전소에 비하면 사정이 낫지만, 운영비 적자는 피할 수 없다고 한다. 고베 시치노미야 수소충전소에서도 수소전기버스 충전이 가능하지만, 고베 역시 오사카와 마찬가지로 아직 수소전기버스를 도입하지 않았다.

영업시간은 주중 오전 9시 30분부터 오후 5시까지다. 우리나라와 마찬가지로 많은 고객들이 주말 운영을 요구하고 있다고 한다. 최근 일본 경제산업성은 수소전기차 셀프 충전을 허용했다. 도쿄 시바코엔에 위치한 이와타니 수소충전소는 지난해 10월, 일본 최초로 운전자에 의한 셀프 충전 서비스를 제공하기 시작했다. 어쩌면 ‘셀프 충전’이 대안이 될 수 있지 않을까.

나카무라 소장은 고개를 갸우뚱 기울였다. 정부가 셀프 충전을 허용하더라도 모든 수소충전소에서 셀프 충전이 가능하지는 않다는 것.

그에 따르면 키오스크 등을 이용한 셀프 결제 시스템, 보안책임자가 충전 작업을 원격으로 감독 및 교육할 수 있는 감시카메라 등이 갖춰져야 한다. 아직은 보안책임자가 상주하고 있는 유인 충전소에서만 셀프 충전이 가능한데, 이는 보안책임자가 지켜보는 앞에서 운전자가 수소가스를 충전하는 것에 지나지 않는다는 설명이다.

나카무라 소장은 “일본의 경우 수소충전소 1개소 구축에 대략 4~5억 엔(약 40~50억 원)이 든다”며 “국가로부터 운영비 보조금을 받고 있지만 적자를 벗어나기가 힘들다”고 밝혔다. 이어 그는 “아직은 수소전기차 보급 단계이므로 어느 회사든 이익보다는 수소전기차 및 충전 인프라 보급 확산에 기여한다는 마음가짐으로 임하고 있다”고 덧붙였다.