2019년 5월 23일 오후 6시 22분경 강릉 강원테크노파크 벤처공장에서 400㎥ 규모의 수소탱크 3기가 테스트 중 폭발하였다. 잠정 피해액은 340억원이었다. 폭발 충격으로 3300㎡ 규모의 해당 공장은 뼈대만 앙상하게 남았고, 150m나 떨어진 건물에도 상당한 피해를 일으킬만한 엄청난 충격파(shock wave)가 발생했다. 

폭발음은 사고 지점에서 수㎞ 떨어진 곳까지 들렸다. 폭발의 양상도 매우 특이했다. 옅은 섬광(閃光)이 순간적으로 번쩍인 후에 약간의 흰 연기가 피어오르면서 유리창·벽·지붕이 깨지고, 구겨지고, 부서졌다. 저장탱크의 파편 안쪽에 검은 그을음은 확인되었지만 본격적인 화염(火焰)은 볼 수가 없었다. 이 폭발로 인해 이곳을 견학중이던 젊은 벤처 경영인 2명이 사망했고, 6명이 중경상을 입었다. 

사고가 발생한 수소탱크 용기는 8bar로 저압으로 분류되며, 사고탱크의 설계압력은 12bar이며 용량은 40,000L이었다. 해당설비가 고압가스 안전관리법 대상인 10bar에 미치지 못하는  6bar 정도의 저압용기였기 때문에 고압가스안전관리법 대상의 설비에서 제외되었다. 
 

이 과제는 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원이 전담하는 정부 지원 R&D 사업( "IoT기반 전원 독립형 연료전지-태양광-풍력 하이브리드 발전기술")이었다. 총 사업비 62.3억 원 중 정부가 45억 원을 출연하고 나머지 사업비를 민간 참여기관이 부담했다. 사업기간은 2015.10.1∼2019.3.30로 사업기간은 이미 종료된 시점이었다. 

주관기관은 에스에너지이고, 참여기관은 8개업체(한국가스안전공사(KGS), 에스퓨얼셀(주), (주)플라스포, 한국건설기술연구원, 전자부품연구원, 고려대학교 산학협력단, 재단법인 강원테크노파크)였다. 

에스에너지는 2019년 4월 이 실증센터를 구축했고 태양광을 통해 얻은 전기에너지를 수소에너지로 변환하는 테스트(Power-to-gas)를 진행했다. 사고 원인 규명을 위한 경찰 수사는 장기화되었다. 사고가 발생하고 1년 반이 지난 2020년 10월 30일 춘천 강릉지방법원은 강원테크노파크 강릉벤처공장 수소탱크 폭발사고 책임자 4명에게  실형을 선고했다. 
​

 사고이후 경찰은 운전미숙, 설비결함과 부실시공의 가능성을 두고 조사에 착수하여 관계자를 소환했고, 주변의 CCTV를 확보했다. 보통 폭발사고는 화재가 뒤따르지만  이 사고는 화재가 발생하지 않았다. 수소가스는 매우 가볍기 때문에 외부로 누출되는 순간 바로 날아가버리기 때문이었다. 외부 충격은 없었던 것으로 보여 내적인 원인으로 폭발된 것으로 보였다. 물리적 폭발의 가능성도 있지만, 해당설비가 고압가스 안전관리법 대상인 10bar에 미치지 못하는  6bar 정도의 저압용기였고, 압력방출장치가 설치되어 있기 때문에 물리적 폭발일 가능성은 적었다. 

화학적 폭발은 가연물, 산소,점화원이 있어야 발생한다. 수소용기안에 수소만 있다면 폭발은 일어나지 않는다. 어떠한 원인으로 인해 수소용기안으로 산소와 점화원이 유입되었고, 수소와 반응하여 폭발로 이어졌다. 조사결과 수소탱크에는 산소를 분리해내는 정제기와 정전기로 인한 점화를 제거하기 위한 정전기 제거장치가 설치되어 있지 않았다. 

어느 물질이 폭발하기 위해서는 폭발범위에 들어가야 한다. 수소는 이 모든 물질중에서 가장 폭발범위가 높다. 따라서 수소탱크내부에 산소가 조금만 유입되더라도 폭발분위기를 형성한다. 화력발전소에서는 발전기 냉각을 위해 수소를 사용하는데 이때 수소용기에 산소가 유입되지 않도록 수소의 농도를 99.99%이상으로 관리하며 설정값 이하로 저하되었을때 경보장치가 작동하도록 설계한다. 사고원인은 수전해중 발생한 산소가 수소탱크내로 유입되어 폭발분위기를 형성하였고 정전기가 점화원으로 작용하였다. 

 수소폭발의 가능성을 대비하여 수소용기는 사람이 접근하지 않는 곳에 설치했어야 했다. 사망자는 견학을 온 젊은 벤처기업인이었는데 센타의 견학 통로의 동선은 위험시설을 피해 설계해야 했다. 안전의 대원칙 중 하나가 본질적인 안전이다. 처음부터 위험이 없도록 설계하는 것인데 이것은 매우 어렵다. 두번째가 차단 및 격리이다. 격리로 사람의 출입이 없고, 사람의 출입을 최소화할 수 있는 곳에 위험설비를 설치하고 부득이한 경우 펜스를 설치하여 접근을 막아야 한다. 

설계자인 A씨는 수소탱크에서 산소를 분리해 내는 정제기를 포함하여 도면을 설계했지만 A사로 부터 연락을 받고 임의로 정제기를 제거했다. 시공자인 B씨는 안전을 위해 산소정제기와 정전기 제거장치를 설치해야 했음에도 비용문제로 이러한 안전장치를 설치하지 않았다. 사업총괄책임자인 C씨는 설비가동중 수소내 산소수치가 3%까지 올라가 위험하다는 보고를 받았다. 그는 바로 설비의 가동을 중단하고 안전장치를 설치해야 했으나, 1000시간 실험시간 달성을 위해 아무런 조치도 하지 않았다. D씨는 C씨의 지시에 따라 사업 정량목표인 1000시간 달성을 위해 수전해 시스템을 가동했다. E,F,G씨는 안전관리책임자 등으로 선임되어 안전관리규정에 따라 매일 1회 수소의 품질검사를 하여야 함에도 품질검사를 하지 않았다. 

​

사고는 한 가지 원인으로만 발생하지 않는다. 현대문명의 기술시스템은 여러층의 방호장치로 겹겹히 보호되고 있기 때문이다. 하지만 공교롭게도 이 모든 장치들이 우연히 겹쳐 해제되는 순간에 사고가 발생한다. A~G씨까지 어느 누구 한명이라도 자신이 맡은 책임에 최선을 다했더라면 이러한 사고는 발생하지 않았을 것이다. 

 리스크랩연구소 홈페이지링크:
http://www.risklab.co.kr