[자동차 산업과 환경②] 차세대 운송수단, 수소차 어디까지 왔나

일반적으로 수소차라고 불리는 수소연료전기차(FCEV)는 수소와 공기 중의 산소 반응을 통해 전지가 작동하는 원리로 전기차(BEV)와 함께 친환경차로 주목받고 있다

전기차와 함께 차세대 운송수단으로 주목받고 있지만 전기차와 비교했을 때 그 추이는 다소 상이하다. 2021년 기준, 전체 자동차 시장에서 전기차의 점유율은 약 4% 정도지만 10년 후인 2030년에는 17% 시장으로 성장한다.

2021년 기준으로 수소차 시장은 전체 시장의 0.03%의 규모다. 2030년의 수소차 시장규모를 봤을 때도 전체 자동차 시장의 1%를 차지하지 못할 것이라고 예측한다.


하이브리드차 시장을 역전해 차종 중 두 번째로 큰 시장으로 성장하는 전기차와 달리 10년 후에도 수소차는 여전히 보급화됐다고 볼 수 없다.


가격 경쟁력과 인프라 수소차 갈길 멀어
융합연구정책센터의 ‘수소연료전지차 국내외 산업동향’에 따르면 수소차의 보급화가 늦게 이뤄지는 가장 큰 이유는 가격과 인프라다.

수소연료전지차 가격의 40%를 차지하는 3대부품(연료전지 스택(Stack), 운전장치, 수소탱크)을 양산하는 기업이 소수에 불과해 대량생산이 이뤄지지 못하고 있기 때문에 생산단가 자체가 높게 측정된다는 설명이다.

수소의 폭발 위험성과 충전소 당 20억 이상이라는 높은 설치비로 인해 인프라 구축이 원활하게 진행되지 못하는 점도 수소차 보급화를 늦추는 이유 중 하나다. 실질적으로 운영되고있는 전국의 수소차 충전소는 95개소다.

이러한 이유로 수소차가 차세대 친환경차로 성장하기까지는 20-30년을 바라보고 충분한 인프라 구축과 가격 경쟁력 확보를 위해 노력해야 한다.


상용차, 수소차 확대의 마중물

수소차 보급에 있어 언급되는 것이 상용차이다. 상용차는 한 번에 장거리를 운행하고 많은 짐을 실어야 하기 때문에 출력이 좋고 충전 속도가 빨라야 한다.

수소차는 배터리 대비 에너지 밀도가 높기 때문에 전기차보다 출력이 좋고 장거리 운행이 가능하다. 1회 충전으로 수소차는 600km 이상의 주행거리를 보인다. 평균적으로 300km를 주행할 수 있는 전기차와 비교했을 때 2배 이상 높은 수치인 것이다.

충전시간에 있어서도 수소차가 상용차를 중심으로 보급이 이뤄지기 유리한 구조다. 승용차 기준으로 수소차는 완충까지 5분 내외의 시간이 소요되기 때문에 다량의 연료를 충전해야 하는 상용차에 적합하다.

국내에서 버스, 트럭, 화물차 등 상용차를 중심으로 수소차 보급을 확대시키고 있으며 자동차 이외에도 선박과 같은 대형 운송장비로 확대 적용할 수 있다.

미래 승용차의 양상 어떻게 나타날까?
한국자동차연구원 김덕진 연구원은 수소차나 전기차 모두 어느 하나를 대체하는 양상이 아닌 운용 목적에 맞게 차량을 선택하는 개념으로 생각해야 한다고 말했다.

기술의 중립성을 지켜야 한다고 말한 김덕진 연구원은 “어떤 기술 하나에 지나치게 의존도가 높아지면 변수나 문제가 발생했을 때 리스크가 클 수 있다. 기술 간의 균형을 맞추는 것이 중요하다”고 밝혔다.

또 다른 수소에너지원으로 수소원자를 포함하고 있는 암모니아에 대해 설명하며 “수소와 암모니아가 연료의 형태로 비축과 저장이 가능해 석유나 석탄 에너지처럼 국가 간에 에너지 교환을 할 수 있다”고 했다.

효율적으로 에너지를 옮기기 위해서는 수소를 액화하는 과정이 필요하다고 말하면서 “암모니아가 유독한 성분을 가지고 있지만 암모니아를 액화시키는 과정이 수소보다 쉽게 처리할 수 있어 차세대 에너지이동원으로 거론되고 있다”고 덧붙였다.