갈길 먼 수소차..대기중 미세먼지 잡는 거 아시나요
갈길 먼 수소차..대기중 미세먼지 잡는 거 아시나요
  • 강승옥 에디터
  • 승인 2021.02.25 09:00
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친환경자동차의 최종버전, 수소자동차

정부는 18일 현대자동차 남양연구소에서 향후 5년간 친환경차 육성전략을 담은 ‘제4차 친환경자동차 기본계획’을 논의했다. 2025년까지 283만대, 2030년까지 785만대의 친환경차 보급 확산을 실질적으로 이끌어낼 수 있는 방안에 초점을 맞췄다. 이날 논의한 안건 중 요새 자동차 시장에 핫이슈인 전기차만큼 눈에 띄게 ‘수소차’에 대한 안건이 많았다. 왜 이렇게까지 우리나라뿐만 아니라 전세계에서 친환경차를 보급하려고 애쓰는 걸까?

수소자동차
수소자동차

 

기존의 내연기관은 휘발유와 경유로 대표되는 화석연료를 사용한다. 자동차 대수가 많지 않았을 때는 환경오염에 대한 문제의 심각성을 알지 못했다. 그러나 각 가정에서 한 대 또는 두,세대씩 자동차 보급이 급증하면서 환경오염이 심각한 수준에 이르렀다. 세계 각 국가들이 탄소 총량제를 지켜야 되는 지경에 이르렀고, 탄소를 많이 배출하는 국가는 탄소 배출권을 사야하는 경우도 있다.

이런 환경 문제를 해결하기 위해서 ‘친환경 자동차’는 필수다. 대표적으로 전기차와 수소(연료전지)차다.  중간 단계가 바로 ‘하이브리드 자동차’이다. 하이브리드 자동차는 내연 엔진과 전기 자동차의 배터리 엔진을 동시에 장착하는 등 기존의 일반 차량에 비해 유해가스 배출량, 연비를 획기적으로 줄인다. 그러나 하이브리드도 완전한 친환경 자동차는 아니다.

환경 측면에서, ‘수소자동차’는 완전한 친환경 자동차라고 할 수 있다. 정확하게는 수소 전기자동차 또는 ‘수소연료전지차’라는 이름이다. 즉, 수소를 이용하여 발생시킨 전기에너지를 동력으로 하는 전기차다. 전기차와 부품 구조가 거의 비슷하며 전기 모터로 작동된다는 공통점이 있지만 전기차와 구조는 완전히 다르다. 훨씬 복잡하다. 일반적으로 전기차는 리튬이온전지(2차 전지)를 사용하며, 수소차는 연료전지를 사용해 전기를 생산한다. 전기차는 배터리에 저장된 전기를 사용하고, 수소차는 충전된 수소와 공기 중의 산소를 화학 반응해 발생하는 전기로 모터를 돌린다. 전기차보다 수소차가 훨씬 기술적 장벽이 높다. 아울러 수소충전호 인프라 확충도 훨씬 비싸고 어렵다. 이런 이유로 친환경자동차 시장이 주로 전기차 중심으로 형성된다. 수소차를 양산하는 곳은 현재 현대차, 일본 도요타 혼다 등 일부 자동차 기업 뿐이다.

 

KISTEP 기술 동향 브리프(2018-20호)

수소차는 현재 장단점이 극명하다.

장점은  연료 효율이 좋다는 점이다. 수소 열량은 동일 중량당 내연기관 연료의 약 3배 정도로 무거운 배터리와 비교하였을 때 효율이 엄청나다. 현재 출시되는 수소차량은 1kg당 100km의 주행거리가 가능하다. 현재 600km 주행가능한 차량도 개발되고 있다. 둘 째는 친환경적이라는 점이다.  수소차는 달리는 동안 주변 공기를 흡입하여 공기 중에 섞여있는 이물질들도 제거해 주는 효과도 있어 이론상 초미세 먼지 제거도 가능하다. 현대 수소차인 넥쏘 1만대는 디젤 자동차 1만5천~2만대 분의 미세먼지를 정화할 수 있다고 알려진다. 아울러 나무 50만~60만 그루를 심은 효과, 성인 약 4만 9천명이 필요한 공기를 정화하는 효과를 거둘 수 있다. 전기차에 비해 수소 충전 시간이 빠른 것도 장점이다.

장점을 가로막는 단점도 많다. 우선 수소차 연료전지에 사용되는 물질인 백금류가 매우 비싸다. 이는 수소차 원가의 30~50%를 차지한다. 최근 촉매제인 백금을 최소 사용하는 방안과 새로운 촉매 연구가 활발하다. 수소 충전소 인프라 설치가 어렵다는 것도 걸림돌이다. 2021년 현재 우리나라의 수소 충전소는 약 31개소 뿐이다. 전기차 충전소에 비해 투자 비용이 통상 10배 이상 더 들어간다. 확충이 쉽지 않은 이유다. 이밖에 연료인 '수소’를 만드는데 에너지가 많이 들어간다.  지구상에 널린게 수소이지만, 대부분 다른 물질에 결합된 형태라 이를 분리하는데에 오히려 에너지가 들고 이산화탄소가 대량 배출된다. 화석연료 전기를 소모해야 한다는 아이러니다.

 

연료 전지 원가 : 촉매가 많은 비중을 차지한다.

 

아직까지 이러한 단점들 때문에 수소차는 전기차에 비해 보급이 쉽지 않다. 아직까지 안정성도 검증되지 않았다. 우리가 궁극적으로 도달해야 할 친환경적인 삶에는 수소차 완성이 과제인 셈이다.

 

현대자동차 넥쏘
현대자동차 넥쏘

 

 

수소차 시장에서는 지난 2018년 출시된 SUV ‘넥쏘’와 수소전기 버스트럭 ‘엑시던트’를 보유한 현대차가 지난해 3분기 기준으로 글로벌 시장 점유율 73.8%로 부동의 1위이다. 2위는 토요타(11.5%)다.

현대자동차그룹은 2030년까지 엑시언트를 유럽 2만5000대, 미국 1만2000대, 중국 2만7000대 수출하겠다는 목표를 밝힌 바 있다. 

최근 한국수출입은행 해외경제연구소 자료에 따르면 "수소차 개발이 본격화됨에 따라 2050년 수소가 최종 에너지 소비량의 18%를 차지하고, 4억대의 승용차와 2000만대의 수소전기 상용차가 활용될 것"으로 예상했다. 이는 전 세계 자동차의 약 20%의 해당하는 수치다.

강승옥 에디터 carguy@carguy.kr


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