▲ 김청균 홍익대학교 기계·시스템디자인공학과 교수
LPG경차에 대한 판매 허용은 자동차 메이커로 하여금 신기술 개발에 불을 지폈다. 여기에 현대기아차가 2009년부터 출시할 LPG겸용 하이브리드 자동차는 LPG수요를 크게 확대할 것이다. LPG차량의 지속적인 판매량 증가로 LPG충전소의 증설, 충전시설에 대한 안전교육 및 홍보, LP차량용 충전장치에 대한 기술개발은 중요한 현안으로 떠올랐다.

LPG차량의 연료탱크에 LP가스를 안전하게 충전하기 위해서는 LPG충전기의 충전노즐, 즉 퀵 커플러의 출구를 차량측에 설치한 충전니플 입구에 대고 강제로 체결해야 한다. 충전장치를 안전하게 연결하는 순간에 내부의 체크밸브는 열리면서 LPG를 8~9kg/cm2의 압력으로 공급한다.

일본의 볼 체결방식을 도입한 우리나라 LPG충전노즐 시스템은 충전원이 충전노즐 몸체와 호스를 두 손으로 잡고서 충전노즐의 출구를 충전니플의 입구에 맞추는 순간에 강제로 압입하기 때문에 충전원은 손가락 찰과상과 저온부상을 입을 수 있고 불가피하게 발생하는 가스누출은 환경오염원으로 작용한다.

충전노즐 커플러를 LP차량의 충전니플에 체결하는 순간 대기중으로 방출하는 LP가스를 줄이거나 완벽하게 차단하기 위해서는 충전원의 숙련도가 중요하지만, 유럽의 토글방식 충전노즐/충전니플 체결 메커니즘으로 교체한다면 쉽게 해결할 수 있다.

하지만 유럽의 LP가스 충전장치는 우리가 사용하는 LPG충전기의 충전노즐과 LP차량의 충전니플을 모두 교체해야 하기 때문에 현실적으로 어렵다. 다만 에너지 절약과 온실가스 발생량 억제, LPG차량의 유럽수출이라는 환경적, 경제적 효과를 고려하면 못 바꿀 이유도 없다. 실제로 에너지 절약과 환경보호 측면에서 전기용량을 110V에서 220V로 승압한 사례가 있고 충전장치 교체사업을 차량용 번호판 교체처럼 순차적으로 추진한다면 가능하다.

만약 LPG충전시스템을 기존의 일본방식에서 유럽방식으로 바꾸기가 어렵다면 최소한 LP가스 누출량을 최대한 줄이고 충전원의 숙련도가 떨어져도 사용하기 편리하고 안전한 충전노즐 커플러를 새롭게 개발할 필요가 있다. LPG 충전소는 인건비 절감을 위해 충전원을 임시직으로 고용하기 때문에 충전장치 사용에 대한 안전교육 부족, 빈번한 이직에 따른 충전장치 조작능력 부족, 가스안전에 대한 실천의지 부족 등은 LPG충전소의 잠재적 사고증가와 가스누출에 의한 온실가스 배출이 심각해지고 있다.

올해부터 출시될 LPG경차 및 LP가스 하이브리드 차량 판매는 충전소 증가와 이에 따른 안전사고 위험성을 충전노즐 시스템에 대한 신기술개발과 충전원의 안전교육으로 풀어가야 한다.

또한 현재의 볼 체결식 충전장치는 LP가스 충전니플에 충전노즐 커플러를 체결하는 과정에서 발생하는 마모입자, 황사, 특히 그리스와 같은 외부의 이물질이 LPG에 혼입되어 연료라인에 공급되는 구조적 문제점은 LPG차량의 출력상승과 배출가스 감소를 위해 개발한 연료분사 시스템을 무용지물로 만들고 있다. LP가스 충전과정에서 혼입된 이물질이 미세한 분사노즐 구멍에 끼이게 되면 연료를 고압으로 분사할 수 없어 LPG차량의 연료분사 첨단장치는 고장나게 된다.

따라서 LPG충전노즐 몸체를 두 손으로 힘껏 잡고 억지로 압입하는 기존의 LP가스 충전노즐은 한손으로도 충전이 가능한 충전방식으로 개발돼야 한다. 또한 LPG충전노즐과 충전니플을 체결하거나 충전노즐을 LPG충전기 측면에 거치하는 과정에서 발생하는 충돌에 의한 스파크는 화재를 일으키는 원인으로 작용하므로 비메탈 소재를 사용해 위험성을 낮추는 기술개발이 필요하다.

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