수소차는 진짜 뜰까? | 수소 자동차와 신재생 에너지

수소차는 진짜 뜰까? | 수소 자동차와 신재생 에너지

 

친환경 자동차의 미래

우리가 흔히 말하는 수소차와 전기차는 에너지를 저장하는 장치의 차이가 있을 뿐, 모두 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 방식이다. 처음 친환경차가 우리들 사이에서 슬며시 이야기 될 때 즈음엔 전기차와 수소차가 서로 싸우며 우위를 알 수 없었다. 무작정 전기차가 우세할 것이라고 하기에는 리튬전지의 긴 충전시간, 적은 무게 대비 용량 등으로 주행거리가 불안하였고, 반대로 수소차가 우세할 것이라고 하기에는 수소 채집 기술 및 저장 기술이 부족으로 인한 높은 비용 문제가 있었다. 그러던 중 일론 머스크 형님의 등장으로 테슬라 출시, 전기차로 차세대 자동차 시장을 압도적으로 휩쓸었다.

 

이러한 분위기 속에 수소차가 뜰 거라는 말을 하는 사람은 시대에 뒤쳐진 사람 정도로 여기는 분위기가 되었고, 만약 수소차가 상용화 되더라도 한참 후에나 가능한 일이라 생각하는 사람들이 많아졌다. 실제로 현대자동차가 넥소 출시를 성공 후, 세계적인 친환경 자동차 포럼에 가서 힘차게 수소차 기술을 홍보하려다 지금 분위기에 전기차를 걸고 수소차를 띄우다가는 갑분싸 될 것이라는 협회 관계자의 만류에 전기차와 함께 투트랙으로 개발될 기술이라고 순화하여 발표했다는 일화도 있다.

 

그런데 이 말도 일리가 있다. 실제로 수소차는 전기차와 동시에 개발될 것이다. 분명 리튬 이온 베터리도 단점이 존재하기 때문이다. 토크 곱하기 속도가 곧 자동차의 출력 파워가 될테니 트럭이나 버스와 같은 무거운 차의 경우 베터리 소모가 크다. 이를 맞추기 위해선 차에 베터리를 더 실어야 하고 그러면 무게가 더 증가하니 더 큰 파워를 위해 베터리 무게가 더 늘어나게 된다. 이러한 역설적인 문제에, 특히 미국과 같은 장거리 운송이 필요한 곳에서 가볍고 에너지 밀도가 높으며 기존 내연기관 자동차처럼 빠른 충전이 가능한 수소연료전지에 관심을 갖고 있다. 따라서 얼마전 큰 이슈가 된 니콜라의 사업 타켓과 같이 장거리 운송용 대형 트럭 위주로 수소차가 역할을 해줄 것이다. 마치 경유와 휘발유 차가 함께 시장에 존재하듯 미래 시장에는 전기차와 수소차가 존재하지 않을까.

수소차의 현재

그렇다면 수소차의 기술력은 어디만큼 왔을까? 놀랍게도 정말 많이 왔다. 또한 더욱이 믿기 힘들게도 현대자동차가 최고 수준으로 세계를 선도하는 중이다. 일례로 중국의 권위있는 친환경 자동차 대가들이 그동안 자국의 기술과 일본의 기술들을 경험해보고 수소차에 대해 회의적인 생각을 갖고 있다가 현대차의 넥소를 시승해보고 깜짝 놀랐다는 이야기와, 수소 트럭에 대한 비전으로 반짝 주가 상승을 맛보다 떨어지고 있는 니콜라가 버스와 트럭을 실제로 양산 성공한 현대차에게 러브콜을 보내고 있다는 이야기가 있다.

 

는 너무 희망적인 이야기고. 이러한 장점과 기술력이 아직까지 일반인들에게 알려지지 않았다는 것은 분명 그만큼 단점도 존재하기 때문일 것이다. 가장 큰 문제는 수소 생성을 위한 어려움이다. 단순히 물을 전기분해 하여 수소를 얻기엔 너무나 많은 에너지가 필요하기 때문에 전체적인 비용을 생각하면 경제적으로 손해일 수 있다. 따라서 현재는 석유나 철광을 다루는 공정에서 나온 부생수소를 이용하거나 천연가스를 개질하여 수소를 얻고 있다. 이는 기존의 내연기관과 비교하였을 때 여전히 공해를 발생하므로 친환경 기술이라고 부르기엔 아직 완전하지 못하다.

 

또한 수소를 충전하는 과정에도 큰 문제가 있다. 현재 수소 충전소의 저장 탱크는 700기압을 유지해야 하며 이 저장 탱크로 운반하는 수송차에서는 탱크로 이송 전에 무려 870기압까지 높여야한다. 어느정도의 압력인지 감이 안잡힌다면 캠핑갈 때 가져가는 부탄가스 통이 약 1.5기압, 업소나 가정에서 주로 쓰는 LPG 통이 약 8기압 정도라고 하니 참고하여 그 위험성을 가늠해볼 수 있다. 이러한 이유로 수소 충전소를 설치하는데 비용만 약 27억원 정도가 필요하며, 이는 일반 주유소 설치 비용의 15배 정도라고 한다.

 

그 외에도 수소연료전지에서 사용되는 백금 촉매로 인해 비용이 매우 비싸진다는 점이 있다. 보통 수소차 한 대당 70g 정도 필요하며 재미로 이를 현시세로 환산해보면 촉매 가격으로만 약 300만원 정도 하는 것을 알 수 있다.

재미로 검색해본 백금 현시세

수소차 미래

이처럼 수소차가 실현되기 위해서는 해결 과제들이 많다. 만약 수소연료전지 분야에 관심이 많아 향후 연구를 희망하는 학생이라면 이 과제들에 대해 관심을 가져보길 바란다. 최근 이에 관해서 수소 운송 및 저장 기술에 대한 연구도 핫한 이슈로 떠오르고 있다. 구체적으로 수소를 액화시켜 운송하는 기술이나 탄소나노튜브나 암모니아와 같은 수소 운반체에 관한 연구 등이 활발히 진행되고 있다. 또한 백금 촉매를 대체하기 위한 소재 연구가 활발히 일어나며 유의미한 성과를 보인 논문도 꽤 발표가 되고 있어 향후 비용 문제 해결에 대한 기대가 크다.

 

사실 수소차 시대는 생각보다 빠르게 다가올지 모른다. 최근까지 수소차 개발이 난항을 겪던 중 같이 난항을 겪고 있던 뜻밖의 분야가 서로의 대안으로 떠오르게 되었다. 그것은 바로 ESS(Energy Storage System) 분야이다. ESS는 계통에서 태양광, 풍력 발전과 같은 재생에너지 비중을 높이기 위해 꼭 필요한 기술이다. 재생에너지는 다른 발전 기술과 다르게 정말 자연 그 자체에서 전기 에너지를 얻기 때문에 매우 친환경적인 기술이지만, 날씨와 시간에 따른 변동성이 너무 커 계통의 안정성에 불리하다는 단점이 있다. 따라서 에너지를 많이 얻을 수 있는 시간에 남는 에너지를 저장해놓고 사용량이 많은 시간에 방출하면 타 발전기의 비중을 낮출 수 있어 화석연료나 원전가동을 줄일 수 있다. 그러나 불행히도 리튬 베터리로 만들어진 ESS 장치들이 틈만 나면 불이 나버리는 바람에 그 효과를 온전히 누리지 못한 채 개발이 지연되고 있었다. 그러던 중 리튬 전지와는 다른 수소연료전지가 그 대안으로써 등장하였고 이에 신재생 관련 분야에서 수소차에 대한 적극적인 관심과 지원이 진행되고 있다. 이름바 수소경제이다. 이에 개인적으로 현재 전기차가 뜨면서 함께 뜨고 있는 리튬 전지 관련 회사들처럼 수소차가 성장하게 되면 신재생 관련 회사들도 함께 시장이 커질 것이라 생각한다. 즉 두 분야의 시너지로 수소차와 재생에너지의 연구가 더욱 가속될 것이며, 재생에너지 발전 비중을 높이려고 하는 각국 정부의 세계적인 추세에 따라 수소차의 개발도 함께 떠오를 것이다. 수소차에 대해 긍정적으로 생각하는 투자자라면 재생에너지 분야도 함께 묶어 고려해보는 것도 추천한다.