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“수소연료전지 기술 수용성은 안전이 최우선”

[인터뷰] 씬 알란 CSA 그룹 랭글리 연구소장
CSA 그룹 랭글리 연구소, 수소 제품 테스트 전문 수행
고압 수소 실린더 및 구성품 유압·수소가스 사이클 테스트 중점
“수소전기차 보급 증가, 수소 제품 시험수요 늘어날 것”


[월간수소경제 이종수 기자] 지난 5월 강릉에서 수전해시설의 수소저장탱크가 폭발하는 사고가 발생한 데 이어 지난 6월 초에는 노르웨이 수소충전소 화재사고 소식까지 전해지면서 수소의 안전성 문제가 불거졌다. 최근 수소전기차와 수소충전소가 늘어나면서 대중 사이에서 수소에 대한 막연한 불안감이 존재하는 게 사실이다. 최근 일부 지역에서는 수소생산기지, 연료전지 발전설비, 수소충전소 구축을 반대하는 지역 민원이 생겨나고 있다.   


수소 전문가들에 따르면 수소는 석유화학, 정유, 반도체, 식품 등의 산업현장에서 수십년간 사용해온 가스로, 이미 안전관리 노하우가 축적된 분야이다.


수소의 폭발은 과학적으로 물리적, 화학적 폭발로 구분된다.


물리적 폭발은 고압에 의한 저장용기 균열 등에서 발생한다. 수소전기차의 수소저장용기는 에펠탑 무게(7,300톤)도 견딜 수 있는 수준으로, 파열·화염·총격·낙하 등 17개 안전성 시험을 실시한다.


화학적 폭발은 연소 반응으로 누출, 가스구름, 발화원 등의 3개 요소가 충족되었을 경우 발생한다. 수소는 가장 가벼운 기체로 누출시 빠르게 확산되어 가스구름이 생성되기 어렵고, 공기중에 쉽게 희석되어 3개 요소 충족이 어렵다.


하지만 수소의 취급 및 안전관리를 소홀히 하거나 시험·인증을 거치지 않아 제품에 불량이 발생할 경우 얼마든지 사고가 날 수 있다는 점은 명심해야 할 사항이다.


세계적인 시험·인증 기업 CSA 그룹의 씬 알란 랭글리 연구소장은 “세계 각국에서 수소연료전지 기술을 수용하기 위해서는 ‘안전’이 최우선”이라고 강조하며 “기업이 개발한 기술이나 제품이 테스트와 인증을 받기 위한 핵심 요건은 표준 시험을 성공적으로 통과할 수 있는 잘 설계된 제품”이라고 말했다.   

 
<월간수소경제>는 씬 알란 소장을 만나 CSA 그룹의 수소 제품 시험·인증 현황에 대해 들었다. 씬 알란 소장은 지난 9월 4일부터 6일까지 창원컨벤션센터에서 개최된 ‘H2WORLD 2019’ 국제연료전지포럼에서 고압 수소연료 시스템 안전점검에 대한 주제발표를 한 바 있다. 
        
CSA 그룹에 대해 소개해달라.
CSA 그룹은 안전, 사회적 이익 및 지속가능성을 전담하는 글로벌 시험·인증 조직이다. 우리는 규제 기관을 위한 표준 개발은 물론 캐나다·미국·유럽 및 아시아를 포함한 전 세계의 시험·검사 및 인증 분야의 선두 기업이다. 우리의 임무는 더 높은 수준의 미래를 유지하는 것이다.


올해로 창립 100주년을 맞이했다. 전 세계에 1,800여 명의 직원과 39개 사무소를 두고 있다.



캐나다 브리티시컬럼비아주 랭글리에 있는 CSA 그룹 랭글리 연구소는 고압 수소 실린더(용기)와 구성부품을 시험하고 있으며, 유압 사이클 테스트와 수소 가스 사이클 테스트를 위한 몇 가지 독특한 테스트 장비를 갖추고 있다.


타입3, 타입4 고압 수소 실린더에 대해 유압식 및 공압식으로 시험을 하고 있다. 자동차 연료 시스템 구성품(밸브, 압력조정기, 호스, 커넥터 등)과 수소충전소 구성품(솔레노이드 밸브, 호스, 노즐, 저장탱크 등)도 시험하고 있다. 


우리는 전 세계의 회사들이 그들의 제품을 전 세계로 안전하게 공급할 수 있도록 돕고 있다.      


CSA의 수소 분야 주요 성과에 대해 말해달라. 그리고 CSA만의 경쟁력은 무엇인가.
CSA 그룹 랭글리 연구소에서는 자체 설계 시험 장비를 사용해 신속한 유압 사이클 시험을 수행할 수 있다. 우리는 현재 시장에 출시되고 있는 트럭과 버스와 같은 대형 수소연료전지 차량에 대형 실린더가 장착되는 추세를 따라 유압 시험 장비를 확장하고 있다.


또한 우리는 동시에 여러 개의 수소 연료 시스템을 시험할 수 있는 두 개의 개별적인 수소 가스 사이클 시험 시스템을 가지고 있다. 우리의 선임 엔지니어들은 광범위한 경험을 가지고 있고, 대부분의 시험 프로젝트에 사용되는 수소 표준을 개발하는 데 도움을 주었다.
 
수소 기술과 제품의 테스트와 인증이 중요한 이유에 대해 말해달라.
안전은 모든 사람에게 있어서 중요한 사항이다. 그리고 안전을 보장하기 위해 노력하는 유일한 방법은 새로운 실린더, 부품, 시스템 및 제품에 대한 시험을 수행하는 것이다.


수소 가스의 사용과 관련된 근거 없는 믿음과 위험들이 있다. 테스트는 그 진실을 밝혀줄 수 있고, 무엇이 안전하고 받아들이질 수 있는지를 보여줄 수 있다. 세계 각국에서 수소연료전지 기술을 수용하기 위해서는 첫째는 안전해야 하고, 둘째는 사용하기 쉬워야 하며, 셋째는 경제성이 있어야 한다.


CSA는 고압 수소 실린더와 구성품의 유압 테스트 및 수소 가스 사이클 테스트에 중점을 두고 있다. 시험하기 가장 까다로운 제품으로는 밸브, 압력경감장치(PRD), 조정기, 체크밸브, 수동밸브, 탱크 내 밸브, 호스 등의 구성품이 있다.


기업이 개발한 기술이나 제품이 테스트와 인증을 받기 위한 핵심 요건은 표준 시험을 성공적으로 통과할 수 있는 잘 설계된 제품이다.


수소연료전지 차량이 늘어나면서 수소 기술과 제품의 시험수요가 늘어날 것으로 기대한다.   


한국 서울에도 CSA의 사무소가 있다. 한국 기업들의 시험·인증 수요가 많이 있나.
CSA 그룹은 한국의 수소 기술·제품의 테스트 및 인증을 지원하기 위해 지난 2014년 서울사무소를 개소했다.


서울의 CSA 사무소는 수소 제품 시험을 하지 않는다. 랭글리에서 시험을 진행한다. 그러나 서울 사무소는 필요할 경우 이 시험을 필요로 하는 한국 기업들과 협력해 랭글리 사무소와 연락을 취해 시험 작업을 완료하게 된다.


많은 한국 기업들이 랭글리 사무소와 함께 테스트를 수행했고, 한국 수소 시장 내에서 CSA의 시험업무 능력을 높이 평가하고 있다고 생각한다. 특히 한국의 고압가스 실린더에 대해 시험을 진행한 점에 자부심을 갖고 있다.  



수소의 안전성에 의문을 갖는 경향이 있다. 수소의 안전성에 대해 말해달라.
수소 가스의 안전은 천연가스의 안전보다 조금 더 복잡하다. 천연가스의 경우 코로 누출을 쉽게 감지할 수 있도록 천연가스에 부취제를 첨가한다. 그러나 대부분의 연료전지는 매우 깨끗하고 순수한 연료를 필요로 하기 때문에 수소에는 천연가스와 같은 안전 조치가 불가능하다.


따라서 수소 안전과 관련된 주요 문제는 압력 등급을 매긴 구성품과 실린더를 사용하고 유능한 전문가들에 의해 설계되고 구축되는 시스템을 갖추어 누출이 발생하지 않도록 하는 것이 중요하다.


액체 가솔린과 매연은 모두 인화성이 높기 때문에 수소보다 훨씬 더 위험할 수 있다. 수소 가스는 공기보다 부력이 14배 높아 누출이 발생하면 가연성 가스는 빠르게 흩어진다. 가솔린 유출은 이렇게 추가적인 분산 안전 기능을 가지고 있지 않지만 정확한 장비와 지식이 있으면  수소 등 가연성 가스를 쉽게 다룰 수 있다.


수소 기술과 제품을 개발하는 데 있어 보다 안전성을 강화하기 위해 어떠한 노력이 필요한가.
시장에 수소연료전지 동력 드론이 많이 출시되고 있다. 업계에서는 이러한 수소연료전지의 새로운 사용에 대한 적절한 기준이 부족하다. 이러한 표준을 개발하는 것이 수소 안전을 촉진하는 중요한 단계가 될 것이다.




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