수소차 보급 확대를 위한 효율적 수소 공급망 구축 방안

수소차(FCEV)가 탄소 중립 시대의 핵심 동력으로 부상함에 따라, 생산된 수소를 안전하고 경제적으로 충전소까지 전달하는 물류망 구축이 시급해졌습니다. 수소는 에너지 밀도가 낮아 대량 운송을 위한 부피 제어가 필수적이며, 이를 해결하기 위한 기술적 진보가 운송 비용 절감의 핵심 열쇠입니다.

"수소 경제의 성공은 단순한 생산을 넘어, 얼마나 효율적인 '혈관'을 통해 수요처에 도달시키느냐에 달려 있습니다."

현재 우리나라의 운송 기술 전환기

• 기체 압축 방식: 현재 가장 보편적인 튜브트레일러 운송 형태
• 액체 수소 방식: 부피를 1/800로 줄여 대량 운송 효율 극대화
• 파이프라인 구축: 대단위 수요지 연결을 위한 인프라 고도화

우리나라는 초기 고압 기체 방식의 한계를 넘어, 대규모 수소 수요에 대응하기 위한 액체 및 파이프라인 운송 체계로의 전략적 전환을 추진하고 있습니다. 이는 단순한 이동을 넘어 수소 산업 전반의 비용 구조를 혁신하는 중대한 전환점이 될 것입니다.

기체 수소 튜브트레일러: 현재를 책임지는 주력 운송 방식

현재 대한민국 수소 생태계에서 가장 중추적인 역할을 담당하는 방식은 수소를 고압(약 200bar)으로 압축하여 튜브트레일러(Tube Trailer)에 실어 나르는 형태입니다.

이 방식은 별도의 액화 설비나 복잡한 파이프라인 구축 없이도 기존의 도로망을 활용해 즉각적인 공급이 가능하여, 초기 인프라 구축 비용 면에서 탁월한 경제성을 자랑하며 현재 시장의 주류 모델로 자리 잡고 있습니다.

핵심 메커니즘 및 운용 현황

• 작동 원리: 압축된 기체 수소를 강재 혹은 복합소재 실린더에 충전하여 운반합니다.
• 물류 효율: 한 번에 약 250~500kg의 수소를 운송하며, 이는 넥쏘 약 50~100대를 완충할 수 있는 양입니다.
• 기술의 진화: 최근 탄소섬유 복합용기(Type 4) 도입으로 450bar 이상의 초고압 운송을 실현 중입니다.

기술 사양 비교 분석

구분	기존 방식 (Type 1)	차세대 방식 (Type 4)
운송 압력	200 bar	450 bar 이상
운송 용량	약 250kg	약 1,000kg 이상
주요 소재	금속 (강재)	탄소섬유 복합소재

낮은 운송 밀도는 여전히 큰 숙제입니다. 빈번한 운송 횟수는 물류비 상승과 수소 가격 인상의 원인이 됩니다. 이를 극복하기 위해 단거리는 기체가, 장거리는 액화 방식이 담당하는 이원화 구조가 가속화될 전망입니다.

액체 수소 운송: 대량 수송 시대를 여는 게임 체인저

기체 방식의 한계를 극복하기 위해 등장한 액체 수소 운송은 수소를 영하 253도 이하로 냉각하여 부피를 기체 대비 약 800분의 1로 줄이는 기술입니다. 이는 공간 효율성을 극대화하여 대규모 에너지 수요에 대응할 수 있는 가장 현실적인 대안입니다.

비교 항목	고압 기체 수소	극저온 액체 수소
운송 용량(대당)	약 250~500kg	약 3,000kg 이상
충전소 부지	대규모 압축 시설 필요	기체 대비 약 1/2~1/3
안전성 및 압력	200~700bar (고압)	대기압 수준 (저압)

효율적인 수소 생태계 구축을 위한 장점

• 압도적인 운송 효율: 기체 방식 대비 약 10배 이상의 수소를 운송하여 물류비를 절감합니다.
• 충전 속도 향상: 승압 과정 없이 펌프를 이용해 빠르게 충전할 수 있습니다.
• 안전성 강화: 대기압과 유사한 저압 상태로 이동하여 폭발 위험이 상대적으로 낮습니다.
• 부피 최소화: 도심 내 좁은 부지에도 설치가 가능해 공간 제약을 해소합니다.

미래 지향적 인사이트

초기 설비 비용은 높지만, 수요가 늘어날수록 경제적 이점이 비약적으로 커집니다. 특히 상용차 위주의 생태계에서는 대용량 충전이 필수적이기에 액체 수소는 핵심 인프라로 평가받습니다.

파이프라인 및 LOHC: 장거리와 대규모 인프라의 해법

도심지나 대규모 산업 단지의 수소 수요를 충족하기 위해서는 기존 트럭 운송의 한계를 넘어야 합니다. 이를 위한 핵심 솔루션으로 전용 파이프라인망과 LOHC(액체유기수소운반체) 기술이 주목받고 있습니다.

파이프라인 공급 방식

연중무휴 일정한 압력으로 수소를 직접 공급합니다. 대규모 충전소와 산업체에 최적화된 방식입니다.

• 대량 수송 시 운송 비용 급감
• 도심 내 탄소 배출 저감
• 에너지 공급의 안정성 확보

LOHC 저장 및 운송 기술

상온·상압에서 운반하는 혁신 기술로, 기존 유조선 인프라를 활용할 수 있어 해상 운송에 유리합니다.

• 장기 저장 시 수소 손실 최소화
• 기존 정유 시설 재활용 가능
• 화재 및 폭발로부터 안전성 극대화

대규모 운송 방식 비교

구분	파이프라인	LOHC
적정 거리	중단거리(국내 거점)	장거리(해외 수입)
인프라 활용	신규 배관 건설 필요	기존 유조차/선박 활용

최적의 기술 포트폴리오를 통한 수소 사회 실현

수소 운송 인프라는 거리와 수요량에 따른 '최적의 운송 믹스(Transport Mix)'를 구축하는 방향으로 진화하고 있습니다. 단기적으로는 기체 트레일러의 고도화가 중심이 되며, 장기적으로는 대용량 체계 확보가 핵심입니다.

단계별 인프라 전략

• 단기: 450bar 이상 고압 기체 트레일러 보급
• 중기: 상용차 대응 액체 수소 인프라 확충
• 장기: 수소 전용 배관망(Pipeline) 구축

운송 효율 비교

구분	운송 용량	적합 거리
기체 방식	약 300~500kg	단거리
액체 방식	약 3,000kg+	장거리/대용량

안전하고 저렴한 운송 기술의 정착은 수소차 대중화의 마지막 퍼즐입니다. 운송 단가의 하락은 소비자의 편의성으로 직결되며 경제적인 수소 모빌리티 생태계를 완성할 것입니다.

수소 운송에 대해 자주 묻는 질문

Q1 수소 트레일러 운행, 폭발 위험은 없나요?

수소는 공기보다 가벼워 누출 시 초속 20m로 빠르게 확산됩니다. 운반 용기는 탄소섬유 복합소재로 제작되어 극한의 충격에서도 파열되지 않도록 설계되었습니다.

Q2 액체 수소가 기체 수소보다 경제적인 이유는?

핵심은 운송 밀도의 극대화입니다. 부피가 800분의 1로 줄어들어 트럭 한 대당 운송 효율이 10배 이상 높기 때문에 물류비를 70% 이상 절감할 수 있습니다.

Q3 가정에서도 수소를 공급받을 수 있을까요?

정부의 '수소 도시' 계획에 따라 점진적으로 확대될 전망입니다. 도시가스망처럼 전용 파이프라인을 구축하여 가정용 연료전지에 수소를 직접 공급하는 실증 사업이 진행 중입니다.