[뉴스비전e 정윤수 기자] 전세계적으로 수소 연료전지차에 대한 필요성이 증대되고 있다.

수소연료전지차는 경제적 효과, 에너지 수급, 친환경 측면 등에서 많은 장점을 가지고 있다.

이론상 수소에너지의 효율성은 85%로서, 가솔린 엔진 27%, 디젤 엔진 35%와 비교해 매우 높은 수준이다. 리튬이온 배터리를 사용하는 전기자동차의 경우 리튬자원 고갈의 위험이 있으나, 수소의 원료가 되는 물은 비교적 쉽게 획득이 가능하다. 또한, 지구 온난화의 원인이 되는 배기가스를 배출하는 가솔린 엔진과 달리 물을 방출하는 친환경 에너지를 사용하고 있다.

게다가 연료 무게가 상대적으로 가볍기 때문에, 소형/중형차 중심인 전기자동차에 비해 대형차에도 적용 가능한 이점이 있다. 높은 주행거리는 수소연료차의 대표적인 장점으로, 1회 충전 시 주행가능 거리는 도요타 미라이(Mirai)의 경우 480㎞, 현대 투산 ix의 경우 415㎞ 수준이다.

3월 출시할 현대차의 넥소(NEXO)가 5분 동안 수소를 한 번 충전하면 609㎞를 달릴수 있는 것으로 발표되면서, 기존 기록들을 훨씬 뛰어 넘게 됐다. 이를 위해 현대차는 수소탱크의 수소 저장 밀도와 용량을 늘렸다.

1세대 모델이었던 투싼수소차는 1회 충전에 415㎞를 갈 수 있었는데 이보다 거리가 40% 이상 늘어난 것이다. 늘어난 크기만큼 안전성과 적재공간의 해결이 중요해 진다. 

수소탱크 총격·파열 시험을 통해 안전성을 확보했고, 수소탱크의 효율적인 배치로 일반 SUV 차량과 비슷한 적재 공간을 확보했고 회사측은 설명했다. 
 

‘수소차’는 크게 수소를 연료로 내연기관을 작동시키는 ‘수소연료차’와 수소를 산소와 반응시킬 때 만들어지는 전기로 움직이는 ‘수소연료전지차’로 구분된다. 일반 전기차가 2차전지를 활용해 저장/충전된 전기를 동력원으로 사용한다면, ‘수소연료전지차’는 수소를 에너지원으로 연료전지를 통해 전기를 자체 생산한다.

대표적인 모델로 다음달 출시 예정인 현대의 넥소와 이미 출시된 투산 FCEV, 도요타 미라이(Mirai), 혼다 클라리티(Clarity) 등이 있다. 세계적으로 수소연료전지차 양산이 가능한 곳은 소수에 불과하다. 

친환경 이동수단의 패권을 놓고 전기차와 수소차 간의 경쟁은 갈수록 치열해질 것으로 전망되고 있다. 전기차는 지난 한 해만 75 만대 이상이 판매됐지만, 그에 비해 현대 투산 ix FCEV는 240대, 도요타 미라이는 1,000대 판매되어 저조한 수준을 보이고 있다. 그러나 업계에서는 향후 글로벌 수소충전소 확충에 따라 판매 대수가 증가할 것으로 전망하고 있다.

◆해외는?

수소연료전지차와 관련해 활발한 움직임을 보이는 국가는 일본, 미국, 유럽, 중국 등이 있다. 

일본은 2014년 6월 수소 사회 실현을 위해 ‘수소 연료전지 전략 로드맵’을 발표한데 이어 2014년 4차 국가 ‘에너지 기본 계획’을 통해 수소사회 추진을 명문화하고 있다. 일본은 2020년을 수소사회 진입 원년으로 삼고있다. 2020년 열릴 도쿄올림픽에서 도요타와 혼다의 수소차 기술력을 세계에 알릴 계획이다. 

‘수소 연료전지 전략 로드맵’에서는 수소연료전지 자동차, 가정용 연료전지, 수소 발전 등의 도입과 함께 수소 수요의 확대와 필요에 대응하기 위해 수소 공급망 구축을 추진중이다.

미국의 경우 에너지국(Department of Energy) DOE와 캘리포니아주 정부 주도로 수소연료전지차 상용화를 위한 인프라구축 프로젝트를 진행하고 있다. 미국은 ZEV 규제를 확대해 2020년까지 10만대의 수소차를 보급하는 것이 목표다. 유럽은 2015년 초에 SET-Plan(The European Starategic Energy Technology Plan)을 발표하였으며, 미래의 지속 가능한 에너지 시스템을 위한 8가지 기술에 연료전지 기술을 포함시켰다. 유럽연합은 2019년까지 수소충전소 100곳을 구축할 계획이다.

미국, 일본, 유럽 등 주요선진국들을 중심으로 기술표준 및 규정을 국제 규격화하기 위한 활동이 진행 중이다.

수소·연료전지 분야의 연구개발 및 실증·이용 추진을 위한 국제협력을 목표로 2003년, 국제 수소·연료전지 경제 파트너십인 IPHE(International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy)가 설립되는가 하면, 국제표준화 기구인 ISO(International Organization for Standardization)는 ISO/DTR 19880-1을 통해 수소 충전소 일반사항에 대한 표준을 지정하고 있다.

중국은 전기차에 이어 수소차 최대 시장으로 떠오르고 있다. 중국 정부는 지난해 2030년까지 수소차 100만대를 보급하겠다고 발표했다. 

2020년까지는 수소버스 200대를 운행할 계획이다. 2022년 열릴 베이징 동계올림픽을 수소차 대중화의 기폭제로 삼겠다는 각오다. 중국은 전기 생산방식의 85% 이상을 화력발전에 의존하고 있어 수소에 대한 관심이 높다. 

최근에는 글로벌 기업인 일본의 도요타, 혼다와 독일의 벤츠 등이 상업화로 두각을 드러내고 있다.

◆국내는?

정부에서는 2016년 정부와 지자체, 수소차 부품업체, 수소제조유통업체, 수소충전소설치 업체 등 42개의 회원사가 참여하는 민관협의체인 ‘수소융합얼라이언스’를 발족했다. 수소 융합얼라이언스는 수소산업의 새로운 경쟁력과 신규 유망수출품목 창출에 적극 가담하기 위해 발족했다. 이에 수소 관련 정부부처(3개)와 지자체(3개), 수소차·부품업체(3개), 수소제조·유통업체(2개), 수소충전소 설치 업체(5개), 도시가스 및 LPG업체(4개), 공공기관·학회(2개) 등 22개 민·관이 대거 참여했다.

얼라이언스는 2020년까지 수소차 1만대 보급, 충전소 100개소 구축을 목표로 하고 있다. 이를 위해 민간주도 보급 활성화 정책을 발굴할 계획이며, 상업용 수소충전소 건설·운영을 위한 특수목적법인(SPC) 설립, 국제협력, 수소차 관련 홍보 등 다양한 역할을 추진할 예정이다.

국토부에서는 수소차 정책을 지원하기 위해 수소차 지원 포럼을 만들기도 했다.

국내의 경우 현대자동차가 2013년 세계 최초로 수소차 양산에 성공했다. 수소차에서는 상용화에 성공한 현대차의 넥소, 그리고 투산 ix Fe와 더불어 기아차도 2008년 부터 스포티지, 모하비 기반의 수소차 테스트를 진행 중이다. 

업계에서는 수소연료차의 대중화 시점은 2025~2030년경으로 예상하고 있다.

지금까지의 글로벌 수소연료전지차 산업의 선두주자는 일본이다. 도요타 미라이, 혼다 등 일본 완성차 업체가 현재 수소연료전지차 산업을 주도해 왔다. 그러나 현대차 넥소의 출시 이후 주도권의 변화에 관심이 높아지는 상황이다.  

미국 기업으로는 GM, 독일 기업으로는 다임러 등이 적극적으로 수소연료차 개발에 나서고 있으나, 대량 양산면에서 일본 기업에 크게 뒤쳐진 상태다.

◆충전소 현황은?

국내의 경우 정부는 2025년까지 수소전기차 10만 대 보급과 충전소 210개소 확충 목표를 세웠지만, 2018년 국회에서 수소전기차를 위해 책정한 예산은 185억 8,500만원에 불과하다.

업계 관계자는 "수소충전소 인프라 확대를 위해서는 정부가 확실한 미래 비전을 갖고 주도해야 한다"며, "이해관계자들에게 투자비용 및 위험을 분담시키는 산업육성 시스템이 필요하다"고 조언했다.