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차세대 연료 자동차 – 수소 전기차 알아보기

 

 

그리 머지않은 미래엔 가솔린이나 디젤 엔진을 탑재한 자동차들을 박물관에서만 찾아볼 수 있게 될지도 모르겠습니다. 전 세계적으로 내연기관 차량의 판매금지 계획을 발표하고 있기 때문입니다.

 

구체적으로, 노르웨이와 네덜란드는 2025년부터 가솔린과 디젤 등 화석연료를 사용하는 차량의 판매를 금지하기로 했습니다. 연평균 7.01%의 내수 판매 성장률을 기록하고 있는 인도도 2030년부터 기존 내연기관 차량을 퇴출한다는 계획을 발표했는데요. 세계적인 자동차 강국인 독일 역시 2030년부터 내연기관 차량의 판매를 금지하는 결의안이 상원을 통과했습니다.

 

 

 

이 밖에도 영국과 프랑스도 2040년부터 내연기관 차량 판매금지 계획을 내세우고 있는데요. 내연기관차 판매금지와 관련해 국내에서는 아직 구체적인 정부 정책을 발표하고 있진 않습니다. 하지만 전기차 및 수소 전기차 보조금 지원을 확대하며 친환경 차 시대로 전환하려는 지속적인 의지를 나타내고 있는데요. 올해 전기차 3만 1,000대, 수소 전기차 746대 규모였던 보조금 지원을 내년에는 전기차 3만 3,000대, 수소 전기차 2,000대 규모로 증가시키기로 한 것입니다.

 

좀 더 장기적으로 정부는 2022년까지 올해 기준 5만 6,000대의 누적 보급대수였던 전기차를 35만대로 증가시키고, 수소 전기차 역시 923대의 누적 보급대수를 1만 6000대까지 늘리겠다는 목표입니다. 특히 수소 전기차의 보조금 지원이 크게 증가한 것이 눈에 띄는데요. 지난 11월 15일에는 국정현안점검조정회의가 열려 수소 충전 인프라 확산을 위해 입지규제를 완화하고 다양한 유형의 충전소를 허용하는 등 수소 전기차 보급을 촉진하는 내용을 밝히기도 했습니다.

 

(▲출처 : 현대자동차)

 

수소 전기차는 산소와 수소를 반응시켜 발생하는 전기로 모터를 구동시키는 자동차입니다. 배터리에 충전된 전기를 사용하는 전기차와 달리 수소 전기차는 산소와 수소의 화학반응으로 직접 전기를 만드는 것입니다. 수소 전기차는 혼다의 'FCX 클래러티', 토요타 '미라이', BMW의 '하이드로젠 7' 등 생각보다 다양한 모델들이 있지만 세계 최초로 수소 전기차의 양산체제를 구축한 것은 현대자동차였습니다. 현대차는 1998년 수소 연료전지를 개발하며 독자적으로 기술화를 이루고 2006년에는 수소 전기차의 연구 차량 제작을 성공, 2013년에는 '투싼 iX 수소 전기차'의 양산 체제를 완성했습니다.

 

 

이어 현대자동차는 2018년, 차세대 수소전기차인 '넥쏘'를 출시하며 향후 수소 전기차 시장에서도 주도적인 경쟁을 이끌겠다는 포부를 드러냈습니다. 현대차는 또한 폭스바겐 그룹과 '수소차 동맹'을 통해 특허와 주요 부품 중 일부를 아우디와 공유하며 수소 연관산업 발전으로 혁신적 산업 생태계 조성에 새로운 전환점을 열겠다는 자세입니다.

 

메르세데스 벤츠도 최근 수소 연료전지 플러그인 하이브리드 모델인 'GLC F-CELL'을 선보였습니다. BMW와 토요타도 수소 전기차 플랫폼을 공동 개발하며 2020년까지 상용화하겠다는 계획입니다. GM과 혼다도 합작법인을 설립하며 수소 전기차에 탑재되는 연료전지 시스템을 함께 생산하며 차세대 동력원 경쟁을 더욱 심화시키고 있습니다.   

 

 

(▲출처 : 토요타)

 

수많은 자동차 업체들이 수소 전기차 개발에 주목하는 이유는 높은 친환경성에 있습니다. 수소 전기차는 수소와 산소가 결합하며 오직 물만을 배출할 뿐, 이산화탄소나 기타 오염물질이 배출되지 않습니다. 그리고 수소 연료전지 스택의 효율적 작동을 위해 사용되는 고성능 에어필터가 PM2.5의 초미세 먼지까지 제거하며 달리는 공기청정기의 역할을 수행하는 것도 수소 전기차의 장점입니다.

 

수소의 열효율이 내연기관 연료보다 높아 최대 주행 거리의 확보도 쉽습니다. 현대차 넥쏘의 경우 수소 1kg으로 96.2km를 달릴 수 있어 연료의 단위 무게 당으로 계산 시 가솔린이나 디젤 차량의 약 6배 수준 연비를 기록합니다. 또한, 일반 전기차 대비 충전시간이 짧은 것도 수소 전기차의 장점입니다.

 

 

 

많은 장점이 있었지만 수소 전기차는 산소와 수소의 반응 시 필요한 촉매제인 팔라듐, 백금, 세륨 등의 단가가 높아 연료전지의 비용, 더 나아가 수소 전기 차량의 가격이 높아지는데요. 개발 초기에 비하면 판매 가격이 큰 폭으로 낮아졌다 하더라도 기존 내연기관 차량과 비교 시 판매 가격이 약 2배 이상이므로 정부 보조금을 지원 여부에 따라 판매가 좌우됩니다. 향후 대체 촉매제의 개발이 수소 전기차 확산에 관건인 셈입니다.

 

 

(▲출처 : 현대자동차)

 

하지만 무엇보다 수소 전기차가 당면한 가장 큰 문제는 충전 인프라의 부족입니다. 현재 국내 수소충전소는 총 10개소로 연내 18개소로 구축 예정인데요. 수소 전기차 사용자의 거주지나 활동 반경이 충전소 인근에 있지 않다면 매번 충전을 위해 먼 거리를 이동해야 하는 불편이 존재합니다. 전기차 충전소와 비교 시 건설 비용이 많이 들고 규제가 많은 것이 수소충전소 인프라 확대를 위한 걸림돌이었는데요. 최근 정부의 수소충전소 입지 규제 완화와 수소충전소 구축을 주도할 특수 목적법인(SPC)이 발대식을 하는 등 충전 인프라도 확대될 전망입니다.

 

 

(▲출처 : 현대자동차)

 

일반 자동차뿐 아니라 상용차를 대상으로 한 수소 전기차의 적용도 활발한 움직임을 나타내고 있습니다. 11월 21일부터 현대자동차의 신형 수소 전기 버스가 서울시의 시내버스 정규 노선에 시범 투입되었고, 내년 3월부터 전국 6곳 지자체까지 총 30대의 수소 전기버스가 시범적으로 도입될 예정입니다. 세계 각국에서는 수소전기 버스 외에도 다양한 자동차 브랜드와 스타트업이 수소 전기 트럭을 개발하고 시범사업을 진행하고 있습니다. 특히 친환경차에 대한 관심이 높은 유럽에서는 친환경 물류 및 수송시장의 규모가 크게 증가할 것으로 예상합니다.

 

 

 

얼마 전 북극에서는 수만 년 된 '최후의 빙하'마저 녹아내렸습니다. 빙하 전문가들은 2030년에는 북극의 모든 얼음이 사라질 것이라며 이젠 늦었다는 섬뜩한 경고를 남겼습니다. 최근 과학자들은 이제 '제로 에미션'만으로 부족한 상황이라고 입을 모으고 있습니다. 오히려 '마이너스 에미션'을 실행해야 한다고 주장하고 있습니다.

 

 

이러한 환경의 변화는 이제 친환경 차의 개발과 사용이 선택이 아닌 생존의 문제임을 나타냅니다. 수소 전기차의 개발은 이를 위한 노력 중 하나입니다. 수소 생산과정의 문제와 인프라의 확충, 생산단가의 절감 등 아직 개선해야 할 난제들이 남아있지만, 개인과 기업, 그리고 정부가 힘을 모아 해결해야 할 과정입니다. 고도화된 산업사회로 넘어오며 발생한 환경문제들이, 앞으로도 이어질 기술의 발전과 환경을 위한 의식의 성숙으로 해결되기를 기대합니다.

 

 

  • 지나다가 2018.12.06 22:19 신고 ADDR 수정/삭제 답글

    조금 동심 파괴가 될만한 내용입니다

    https://blog.naver.com/sokki77/220997341443

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