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수소연료전지와 수소차 경쟁

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작성자최고관리자 댓글 0건 조회 119회 작성일 21-01-12 16:25

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미래 모빌리티 지형이 바뀐다.

이미 전 세계 자동차 업계는 빠르게 다가오는 E-모빌리티 시대의 격전장이 됐다. 전기차의 급속한 확대로 100년 이상 모빌리티 시대를 지배해왔던 내연기관차는 우리의 예상보다 훨씬 빠른 속도로 종말을 고하고 있다. 

특히 E-모빌리티 전쟁은 전기차보다 더욱 친환경적이고 운행비용을 절감할 수 있는 잠재력을 갖춘 수소연료전지 자동차(FCEV : Fuel-CellmElectric Vehicle, 이하 수소차) 경쟁으로 번지고 있다. 

현재 전기차가 친환경을 내세워 E-모빌리티 산업을 견인하고 있지만, 미래에는 수소차가 전기차를 앞설 것으로 전망된다. 

수소차는 전기차보다 더 친 환경적일 뿐 아니라 충전 시간이 짧고 한 번 충전으로 훨씬 먼 거리를 주행할 수 있어 전기차가 가진 불편함과 한계를 뛰어넘을 수 있다는 것이다.

다만, 빠르게 대중화되고 있는 전기차와 달리 수소차는 현대와 도요타 등 소수의 글로벌 기업들 간의 경쟁으로 제한되는 모양새다. 

수소차는 수소와 산소가 화학반응을 일으켜 전기를 만드는 수소연료전지를 필요로 하는데 여기에는 상당한 기술력이 요구된다.

전기차가 수소차보다 먼저 대중화된 것은 접근성이 좋고 기술 진입장벽이 낮아서다. 모터로 달리는 전기차는 기존 내연기관차 보다 부품 구조가 간단해 IT회사들마저 전기차 시장에 뛰어들 정도였다.

하지만 전 세계적으로 전기차가 급격하게 늘어나면서 전기차가 과연 친환경적인지에 대한 반성과 보다 더 친환경적인 미래 모빌리티에 대한 요구도 커졌다.

전기차 배터리 제조과정에서의 탄소배출량과 충전을 위해 소요되는 전기량,그리고 전기차에서 나오는 폐배터리 처리 문제들 때문이다. 

배터리 무게 때문 에 버스나 트럭과 같은 상용차에서의 경제성에도 회의적인 시각이 크다 이에 따라 수소차는 승용차부터 대형 상용차까지 아우르는 진정한 친환경 운송수단으로서 미래 모빌리티 지형을 바꾸려 하고 있다.


수소연료전지와 수소차 시장

수소연료전지는 물을 전기분해 했을 때 수소와 산소가 발생하는 원리를 역으로 활용한 기술에 바탕을 두고 있다. 

수소탱크에 수소를 넣어두고 이를 공기 중의 산소와 반응시키면 물과 수소에너지를 발생시키는 원리다. 

차를 주행시키는 데 필요한 수소에너지를 쓰면 배출하는 물질은 물뿐이다. 특히 수소연료전지 발전 체계가 효율적으로 작동하기 위해서는 청정한 공기가 필요하다. 

이를 위해 수소차는 주행하는 동안 주변 공기를 빨아들여 정화한 후 수소연료전지에 사용하고 다시 배기구를 통해 깨끗한 공기를 내보내게 된다. 

따라서 매연이 나오기는커녕 오히려 공기정화기의 기능을 하게 된다. 

수소차를 달리는 공기청정기라 부르는 이유도 이 때문이다.

이처럼 수소차는 에너지 효율이 높고, 소음도 적을 뿐만 아니라 전기차 배터리의 제조공정 과정까지를 감안해 비교했을 때 전기차보다 친환경적이다.

다만, 수소차 대중화의 관건은 핵심인 수소연료전지와 고압으로 수소를 저장해야 하는 수소탱크의 원가를 줄이는 데 있다. 

기술적 성숙도가 많이 높아졌다. 하지만 전기차와 비교해도 여전히 높은 제조원가 때문에 막대한 국가보조금 없이는 많은 소비자의 선택을 받기 어렵다. 

수소차 판매로 제조사가 수익을 내려면 연간 1◦만 대를 팔아야 하는데 수요가 크게 미치지 못하니 제조사 역시 국가보조금에 의존할 수밖에 없다.

또 하나 대중화의 걸림돌은 전기차와 비교해 수소충전 인프라가 크게 부족하기 때문이다. 

단적인 예로 우리나라의 수소충전소는 전국에 50곳이 채 되지 않는다. 

수소충전소 설치비용 자체가 비쌀뿐더러, 수소가 폭발할 때 엄청난 에너지를 내므로 충전소 주변 안전거리 확보 문제는 전기차 충전소나 주유소에 비해 대단히 큰 걸림돌이 된다.

승용 수소차 시장에서는 현대차 ‘넥쏘’와 토요타 ‘미라이’가 전 세계 시장점유율을 양분하고 있으며 혼다 ‘클래리티’가 뒤를 쫓는 모양새다. 

넥쏘의 경우 올해 국내외 누적 생산 대수 1만 대를 넘기며 의미있는 성과를 냈지만, 대중화 측면에서는 갈 길이 멀다.

하지만 상용차라면 얘기가 다르다. 대형 상용차에 적합한 용량의 배터리보다 수소연료전지 및 수소탱크를 합친 무게가 훨씬 가벼운 까닭이다. 
또한 상용차는 보통 미리 정한 동선을 따라 달리기 때문에 수소 충전 인프라 구축이 승용차보다 용이하다는 장점이 있다.
특히 수소트럭 분야에서 우리나라의 현대차는 세계 최초로 시장진입에 성공한 상태다. 
현대차는 2018년 스위스에 수소트럭 1,000대 계약을 맺고 현재 수출 중에 있다. 
미국의 니콜라 역시 수소트럭 시제품의 상용화 임박을 알리며 시장의 엄청난 관심을 받고 있다. 
니콜라는 단 한 대의 수소트럭도 팔지 않은 초기 기업이지만, 100년간 차를 만들어온 포드의 시가총액과 엎치락뒤치락하고 있다. 
벤츠, 만, 볼보, 도요타 등 기존 트럭시장을 이끌고 있는 제작사들 역시 디젤엔진으로 버텨온 과거와 현재를 뒤로하고 수소차에 대한 연구개발에 뛰어들고 있다.
이처럼 지난 100년간 내연기관으로 모빌리티 시장을 지배해왔던 대형 자동차 제조사들이 수소차를 모빌리티의 미래로 낙점하며 시장의 성장세도 가파르게 이루어질 것이라는 예측이 지배적이다.

세계 수소차 경쟁에 따른 기대와 비전
미래 친환경차 시장이 전기차로 갈 것인지 수소차로 향할 것인지 전망은 여전히 엇갈린다. 
수소차는 자동차 선진국들을 중심으로 너도나도 연구 중에 있지만 양산형 모델을 시판하고 있는 곳은 사실상 현대차와 도요타에 그친다.
휘발유차와 경유차가 지난 100년을 함께 지배해왔듯 기술력과 경제성, 미래 잠재력 등을 고려할 때 전기차와 수소차가 공존할 가능성이 높다. 
결국 차량의 제조원가를 낮추고 충전 인프라 문제를 어느 쪽이 먼저 해결하느냐가 미래 모빌리티 시장을 선점하는 관건임에는 분명하다. 
이에 비추어보면 현재는 전기차가 수소차를 압도하고 있지만 장기적 관점에서 발전 가능성은 수소차가 더 큰 것으로 평가받고 있다. 
우리 정부도 수소경제 활성화의 기치를 내걸고 수소차를 밀기로 한만큼 생산과 보급, 인프라 구축이 지금보다 빨라질 것은 분명하다.

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