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‘궁극의 친환경차’, 수소전기차에 대한 모든 것

정부가 1월 17일 수소를 주 에너지원으로 사용하는 ‘수소 경제’ 활성화 로드맵을 발표 후 ‘수소 전기차’에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그렇다면 수소전기차는 과연 무엇일까요? 그 특징과 장단점을 알아보도록 하겠습니다.


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# 왜 수소전기차인가?

미국 경제 학자 제러미 리프킨은 2003년 수소의 중요성을 말합니다. 그는 화석 연료 고갈에 따른 대체재는 수소이며, 이를 통해 수소 경제가 도래할 것이라고 주장합니다. 그리고 현재, 그의 예측대로 국내뿐 아니라 많은 선진국은 수소 경제에 집중하고 있습니다. 특히 수소차는 미래 수소 경제의 첫걸음이라는 측면에서 많은 관심을 받습니다.

그렇다면 왜 하필 수소전기차일까요? 수소는 환경적인 측면에서 다른 어떤 에너지보다 우위를 점합니다. 현재 석유로 운행하는 자동차 같은 경우 이산화탄소, 기타 오염 물질을 배출하며 환경 피해의 원인이 됩니다. 하지만 수소 전기차는 오로지 순수한 물을 배출합니다. 심지어 달리는 동안 공기 정화까지 가능해 ‘달리는 공기청정기’라는 별칭이 붙을 정도입니다.


# 수소전기차의 원리는? 

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수소차의 기본 원리는 수소와 산소가 결합할 때 생기는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 것부터 시작합니다. 수소전기차 내부에 있는 연료전지 양 극에서 수소와 산소를 받아들이면 물이 생기게 되는데, 이때 두 전극 사이에서 0.7볼트의 전압이 발생합니다. 이를 여러 개의 직렬로 연결하여 원하는 전압을 얻고, 이를 통해 수소전기차는 움직입니다.

# 수소전기차 VS 전기차?


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얼핏 보면 수소 전기차와 일반 전기차의 차이는 크게 없어 보입니다. 모두 전기로 움직이고 친환경 자동차라는 측면에서 비슷합니다. 그렇다면 이 둘의 차이는 무엇일까요?

1. 동력을 얻는 방식

수소 전기차는 수소와 산소를 통해 만들어진 전기를 통해 구동하는 반면, 전기차는 리튬이온배터리로 충전시킨 전기를 통해 움직입니다.

2. 주행거리 및 배터리 충전 시간

수소전기차는 완충까지 3~5분이 걸리며 최대 609km까지, 전기차는 완충까지 20분에서 8시간까지 걸리며 354km까지 주행 가능합니다. 따라서 장거리 운전이 많다면 수소 전기차, 단거리 위주로 운전을 한다면 일반 전기차가 적합합니다. 수소차의 빠른 배터리 충전시간과 보다 긴 주행 거리는 전기차와 비교되는 장점이기도 합니다.

3. 환경적인 측면

둘 모두 친환경 차임에는 틀림없습니다. 하지만 굳이 비교를 하자면 수소 전기차가 환경적인 측면에서 우위를 점합니다. 전기차는 발전소에서 생산한 전기를 배터리에 충전해 사용합니다. 이러한 전기는 화석연료의 연소나 원자력을 활용해 생산합니다. 따라서 그 과정에서 많은 유해 물질이 배출 되기 때문에 ‘완전한 친환경’이라 부르기는 어렵습니다.

물론 수소 전기차역시 수소 추출 과정에서 온실가스의 배출이 나오지만 그 양은 극소량입니다. 그뿐만 아니라 운행 과정에서 공기 청정 기능까지 책임지고 있다는 점에서 ‘더 환경친화적인 자동차’라는 칭호는 수소 전기 자동차에 보다 어울립니다.

# 수소전기차, 문제는 없을까?
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환경적인 측면에서 수소전기차의 우수성은 모두가 알고 있습니다. 하지만 그 외적으로 수소전기차에 대한 많은 문제점들이 제기되고 있습니다. 대표적으로 2가지가 있습니다.

1. 경제성 측면

수소전기차는 개발 및 유지를 위한 막대한 비용이 들어간다는 문제점이 있습니다. 현재 수소전기차 1대 판매 가격은 7000~8000만 원대, 수소 충전소 1곳을 마련하는 데는 30억 원 이상이 들어갑니다. 비싼 가격 때문에 수소전기차가 얼마큼 많은 사람들이 이용할 수 있을지 또한 30억 이상의 충전소를 얼마나 많은 곳에 설치할지도 문제입니다.

2. 수소를 얻는 과정의 한계

수소는 자연에 단독으로 존재하지 않습니다. 수소를 얻기 위해서는 천연가스나 원유 등을 정제해 만드는데, 이 때 이산화탄소 · 황산화물 · 미세먼지 등이 배출됩니다. 물론 그 양은 극소량이지만 ‘환경을 위해, 환경을 파괴하는 꼴’인지도 모릅니다. 그뿐만 아니라 수소 추출 비용 역시 매우 비싸다는 한계를 가지고 있습니다. 따라서 ‘공해 제로’ 수준, 수소 추출 비용 축소를 위해서는 아직 가야 할 길이 남아있습니다.

# 그럼에도, 수소 전기차

앞서 언급한 2가지 문제점은 수소 전기차 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있습니다. 또한 막대한 개발비 때문에 수소전기차를 위한 인프라 구축은 현실적으로 어려운 상황입니다. 하지만 여전히 수소전기차에 대한 전망은 밝습니다. 글로벌 회계 기업 KPMG에서 글로벌 경영진을 대상으로 한 설문에서 2025년까지 자동차 산업을 이끌 핵심 트렌드 1위에 수소전기차가 올랐습니다. 그들은 “2030년 수소전기차가 전 세계 전체 운영 차량의 21%를 차지하며, 2040년에는 25%인 3500만 대가 될 것이라고 예측합니다.

결국 수소 전기차의 상용화 핵심은 인프라 구축입니다. 기술력은 이미 상용화 단계까지 왔지만 그 기술을 뒷받침 해줄 환경은 그렇지 않습니다. 따라서 수소 충전 네트워크 확대, 대용량 충전소 구축 등 그 기반을 탄탄히 만드는 것. 앞으로 수소 전기차가 풀어나갈 숙제입니다.
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