노즐 결빙 해결…수소충전소 만족도 급상승
가스기술公, 질소발생장치·충전기 노즐 전용커버 국내 최초 적용
습도 높은 겨울·장마철도 쉽게 노즐 탈거…운영자·이용자 만족도↑

[전기신문 정세영 기자] 서울에서 중부고속도로를 타고 충북 오창 톨게이트를 빠져 나오면 길가에 나란히 서 있는 주유소들 사이로 청주 수소충전소를 찾을 수 있다. 청주 수소충전소는 한국가스기술공사가 노르웨이의 수소전문기업 넬(Nel)과 손을 잡고 지난해 6월 준공한 충청북도 1호 수소충전소다.

청주 수소충전소도 여느 충전소와 같이 개장 초반에는 한바탕 홍역을 치렀다고 한다. 이유인즉 충전기 노즐이 차량에 얼어붙는 아이싱 문제로 인해 이를 떼어내는 데만 충전시간 만큼의 시간이 걸렸기 때문이다. 국제충전규격인 SAE J2601(수소충전 프로토콜)에서는 수소 급속 충전 시 차량 수소탱크 압력과 온도가 상승하는 특성을 고려해 안전을 위해 충전 온도를 –40℃ ~ –33℃까지 낮춰 충전하도록 명시하고 있다.

김현일 청주 수소충전소 대표는 “수소충전소 오픈하고 한 달 만에 저희 직원 어깨랑 팔이 나갈 정도였으니까요. 얼어붙은 노즐을 녹이려고 핫팩을 대거나 뜨거운 바람을 쐬기도 하고, 강제로 떼어내려고도 했지만 소용없었어요. 고객들도 불만이 많았죠. 충전시간이 길어지면서 대기열도 길어졌으니까요.”

청주 충전소는 가스기술공사의 지원으로 이 문제를 해결했다. 가스기술공사가 자체 개발한 질소발생장치와 충전기 노즐 전용커버를 설치해 노즐 결빙 문제를 해결했다.

가스기술공사가 개발한 장비는 아이싱을 해결하기 위해 순도 98% 이상의 질소로 충전기 노즐 주변을 감싸서 얼어붙을 수분 자체를 없애는 방식으로 해결했다. 이미 얼어붙은 노즐을 해동하는 게 아니라 결빙 자체를 막는 것이다.

질소발생장치는 공기 중에 있는 질소를 분리해서 충전소에서 바로 공급한다. 산업용 질소를 봄베로 받아 쓰는 충전소도 있지만 주기적으로 교체를 해야 하는 번거로움이 있다. 김 대표에 따르면 질소발생장치 가동에 따른 전기요금은 하루 평균 1172.6원이다. 한 달에 평균 3만원 남짓한 저렴한 비용으로 고순도의 질소 공급이 가능하다.

마침 충전소 관리직원이 받침대에 꽂혀있던 충전기를 빼내서 넥쏘의 수소 주입구에 연결하고 있었다. 충전기를 자세히 보니 노즐에는 원통형 커버가 씌워져 있고, 질소를 주입하기 위한 가느다란 튜브가 질소발생장치로부터 연결돼 있었다. 모두 가스기술공사가 3년에 걸친 연구 끝에 개발에 성공한 제품들이다.

“이 원통형 커버 안으로 질소가 투입돼 공기 중 수분을 모두 날려줘요. 얼어붙을 수분이 없으니 결빙 현상이 안 생기죠. 일반 주유소에서 주유기를 탈거하듯이 쉽게 노즐을 탈거할 수 있어 정말 편합니다.”

충전을 마친 관리직원은 차량에서 가볍게 충전기를 빼냈다. 바람이 새는 소리가 약하게 날 뿐 별다른 어려움은 없어 보였다.

대전에서 왔다는 넥쏘 차주에게 소감을 물으니 “예전에는 도로변까지 차량이 길게 이어져 하염없이 기다리기 일쑤였는데 요즘은 드라이브 겸 잠깐 들려서 바로 충전하고 가니까 편하네요”라고 답했다.

곁에 있던 김 대표는 “한마디로 백만불짜리 장비죠. 요즘은 이 장비 없이 수소충전소 사업하기 힘들 거에요. 가스기술공사가 정말 큰일을 해낸 거죠”라며 거들었다.

전국 수소충전소 56개소 중 가스기술공사가 개발한 질소발생장치와 충전기 노즐 전용커버는 청주 수소충전소를 비롯해 도원, 평택, 서산 등 충청권 수소충전소 4개소에 설치돼 있다. 모두 가스기술공사가 시범사업으로 결빙 방지 장치를 도입한 충전소들이다.

가스기술공사 관계자에 따르면 효성, 제이앤케이히터 등 수소충전소 설치기업을 위주로 구매수요가 높아 이미 선발주 물량이 15개에 이른다. 기술 개발에 성공한지 얼마 안 돼 30%가 넘는 시장점유율을 기록한 셈이다.

한 차례 시장의 뜨거운 반응을 실감한 가스기술공사는 현재 결빙 방지 장치에 이어 수소누출을 조기에 탐지할 수 있는 장비 개발에 나서는 등 수소충전소 사업자와 이용자의 고충을 해결하기 위해 적극 노력하고 있다.