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[오토저널] 수소 전기차 표준화 동향

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2017-12-06 15:47:21

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필자는 2004년부터 현재까지 ISO/TC 197/WG 12 수소품질 회의에 참석해 왔다. 지금까지 회의에 참여해 오면서 표준을 중요하게 인식하게 되는 계기가 있었다. ASTM에서 대부분의 수소 중의 불순물 실험방법을 표준화하기 위해서 Round-robin 방식으로 나라별, 연구소별로 비교실험을 하였으며 각 실험주체별로 실험 데이터 보고를 해야하며, 연료전지 표준셀의 성능확인을 위한 실험주체별로 실험을 진행하면서 동일한 실험 조건, 동일한 양식의 보고서로 보고해야만 실험주체별로 상호검증을 용이하게 할 수 있었다. 이때 만약 실험주체별로 표준화된 실험방식에 대한 의견일치가 없었다면 수소사회를 향하여 국제사회가 한 발자국도 나아갈 수가 없다는 것을 느꼈다.


우리나라에서는 국가기술표준원을 중심으로 수소에서는 가스안전공사가 간사기관으로 선정되어서 ISO, IEC, 국제표준화 활동을 지원하고 있으며 부문별 전문위원회를 두어 국제회의 참여와 표준문서검토, 표준화 기술개발, 관련 산업체에서는 국제표준의 국내산업 실제적용과 산업체에 필요한 표준의 수요가 있을 경우 부문별 전문위원회의 검토를 거쳐 국가기술표준원에 통지, 협의를 통하여  ISO, IEC 등에서 다음의 필요한 조치를 취하도록 하고 있다. 이 경우 각 이해당사자 혹은 새로운 표준이 필요하다고 판단하는 기관 등은 국제표준으로 진행하기 위한 첫번째 단계로 NWIP(New Working Item Proposal)를 제안하는데 TC(Technical Committees)별 Working group에 참가하는 국제 전문가에 의해 검토 되어서 필요하다고 판단될 경우 CD(Committee Draft)단계를 거쳐 최종적으로 국제 표준(IS)으로 등록된다.


이런 표준화 노력에서 제일 중요한 점은 충분한 실험데이터와 이에 대한 검증을 충실히 하는 것이다. 이에 따른 표준화 관련 예산 확보도 중요하다. 국내 표준화 활동의 법적인 근거는 국가 표준기본법(2013년 시행)과 산업표준화법(2014년 시행)에 근거를 두고 있다. 표준화 활동은 산업 활동 관련 서비스의 품질, 생산효율, 생산기술 향상, 거래의 단순화, 공정화를 통한 산업 경쟁력 향상을 통하여 국가경제발전에 기여하는 점에서 상당히 중요하다.

 

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필자가 2004년부터 ISO/TC 197/WG 24, 27, 28에 참여하 면서 주요 이슈가 되었던 부분을 중심으로 수소 충전소 및 수소전기차에 공급되는 수소의 주요 이슈에 대하여 서술하 고자 한다. ISO/TC 197의 WG는 <표 1>과 같이 구성되어 각 담당 분야별로 표준화 활동을 하고 있다.

 

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수소품질에 대하여는 ISO/TC 197/WG 27, 28에서 다루는 데 ISO 14687-2 Annex에 수소 중의 불순물의 허용 농도가 표로 정리되어 있다<표 2>. SAE J2719는 적어도 ISO관련 회 의에서는 전혀 언급이 되지 않고 있다. ISO/TC 197에서는 수 소품질에 대한 지침과 수소충전소 형태별로 주요 불순물이 상이하므로 수소 중에 포함되는 필요한 최소한의 불순물을 정리하고 있다. 물론 가급적 모든 불순물을 분석하면 좋지만 비용 문제가 발생하기 때문에 충전소 사업자가 감당할 수 있 는 경제적인 여건을 고려하여 최소한의 불순물을 선정하고 있다.

 

ISO/TC 197/WG 27, 28의 전신은 2005년 6월 일본 주도 로 교토에서 진행되었는데 필자가 참석하자마자 일본이 주 도면밀하게 수소에 부취제를 넣겠다는 것을 필자가 거부하 고 미국과 유럽의 전문가들이 이에 찬성하여 일본의 수소 부취제에 대한 안을 부결시킨바 있다. 미국은 DOE의 재정 지원 아래, 2008년부터 적극적으로 WG회의에 참석하여 수 소 폭발에 관한 모델링, 표준 단위 셀에 대한 불순물의 영향 실험자료, 관련된 데이터 보고 양식 제정 등의 분야에서 국 제적으로 많은 기여를 하고 있다.  ISO/TC 197 TS 14687-2와 SAE J2719는 내용이 일치하며 2011년 9월경에 정리가 되 었다. 미국 캘리포니아에서는 수소 품질 관련 내용이 법률 (SB76)로 제정되었다. ASTM에서는 대부분의 불순물에 대한 분석방법이 결정되었으나 여전히 미완성이며 미국과 일본 주도로 계속 정리 중에 있다. 독일은 ASTM 분석방법에 대하 여 부정적으로 생각하고 있으며 유럽 전체의 상황도 독일과 다르지 않다. 최근 EIGA(유럽산업가스협회) 주도로 2016년부 터 새로운 실험방법으로 수소 중 불순물 분석 자료를 꾸준 히 내고 있으며, 이는 전세계 수소시장을 장악하기 위한 Air Liquid의 야심으로 비춰진다. 현재 ISO/TC 197 전문가들의 목표는 수소품질유지에 필 요한 최소한의 불순물을 수소 생산방식별로 결정하는 것이 며 이는 수소 품질에 대하여 ISO/TC 197의 TPM(Technical Program Manager)과의 협력을 통하여 더욱 철저한 보완 작 업이 필요하다. 다음 이슈는 수소계량문제인데 CNG의 경우 ±2% 정도의 오차가 용인이 되고 있다. 수소의 경우 700Bar 가 상용화되고 있어서 CNG보다는 오차가 상당히 클 것으로 생각되는데 미국의 경우 ±1.5%, 독일 등 유럽의 경우는 ± 1.0% 정도로 보고하고 있으나, 실제 상황은 이보다 상당히 클 것으로 보고되고 있다(국내 ±20%, 미국 ±15%, 부생수 소를 연료공급자가 부피기준으로 공급하는 양과 디스펜서의 MFC를 통하여 수소전기차에 무게로 공급하는 양의 차이).

 

수소계량문제는 소비자 불만을 상당히 누적시킬 수 있는 문 제이기 때문에, 새로운 계량 기술 등의 개발과 오랜 시간의 현장 검증이 필요하다고 할 수 있다. 수소 중의 먼지 제거를 위한 필터의 장착도 상당히 중요 한데 수소 연료 중의 먼지입자가 포함되어 있어서 ISO/TC 197/WG 27, 28에서는 일본이 5㎛(기존 10㎛) 등의 필터를 장착하는 것을 국제표준으로 가져가기 위하여 노력 중이다.


이상에서 본 바와 같이 국가적인 노력을 기울여 자국에 유 리한 방향으로 국제표준을 만들기 위한 각국의 노력이 치열 하게 진행 중이다. 에어 리퀴드같은 다국적 기업은 수소 연 료 시장을 차지하기 위하여 유럽가스협회 등을 통하여 활발 하게 활동중이다. 우리나라도 지금까지 대책없이 미국 유럽 일본의 노력의 산물인 국제 표준을 그래로 복사해서 이용해 왔다면 이제부터는 우리나라가 주도한 국제 표준을 만들기 를 기원해 본다.

 

글 / 이택홍 (호서대학교)
출처 / 오토저널 17년 7월호 (http://www.ksae.org) 
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