[4차 산업혁명 미래차] ④ 수소 연료 차의 현재와 미래
[4차 산업혁명 미래차] ④ 수소 연료 차의 현재와 미래
  • 김소윤 기자
  • 승인 2020.01.15 06:01
  • 댓글 0
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-2020년은 정부의 ‘수소 경제 활성화’ 로드맵 발표 1주년
-세계 판매와 연료 전지 발전 수치 높지만 현실을 살펴봐야
-실효성 없는 인프라 현황과 안전성 논란은 극복해야 할 과제
경기도 화성 현대·기아차 기술 연구소에서 열린 ‘2018 R&D 아이디어 페스티벌’에서 수소전기차에서 나오는 물을 재활용하는 기술로 우수상을 받은 ‘숲어카’를 연구원이 설명하는 모습. (사진=현대·기아차)
경기도 화성 현대·기아차 기술 연구소에서 열린 ‘2018 R&D 아이디어 페스티벌’에서 수소전기차에서 나오는 물을 재활용하는 기술로 우수상을 받은 ‘숲어카’를 연구원이 설명하는 모습. (사진=현대·기아차)

[데일리비즈온 김소윤 기자] 4차 산업 혁명의 중요 키워드는 친환경이다. 대표적으로 친환경차가 거론된다. 4차 산업 혁명 시대를 맞아 발달한 기술은 친환경을 중점으로 적용된다. 특히 수소차의 경우 정부의 ‘수소 경제 활성화’ 로드맵과 맞물려 더 주목된다. 로드맵 발표 후 1년이 지난 현재의 상황과 향후 과제들을 살펴봤다.

◆고갈 우려 없는 수소 태워 물 배출하는 친환경 대표주자

수소차의 원리를 간단하게 살펴보면 수소차 수소 연료 전기차가 정식 명칭으로 고갈 우려가 없는 수소를 태워 전기를 만드는 원리다. 배출가스가 아닌 물을 배출해 전기차보다도 친환경적이라고 보는 시각도 있다.

수소 연료 시스템은 수소 고압 저장 탱크, 수소공급 드라이브, 수소차단/공급 밸브, 수소이젝터, 연료전지, 수소 재순환 블로어, 워터트랩/퍼지밸브, 가습기, 물 배출의 순서대로 이루어진다.

수소차에 시동을 걸면 깨끗한 공기를 얻기 위해 연료전지 효율을 극대화하기 위해 미세먼지 등을 걸러내는 고성능 에어필터가 이용된다. 걸러진 공기는 홈기 차단 밸브, 레조네이터(소음 방지)를 거쳐 공기불로어로 이동된다.

공기불로어는 고농도로 압축된 공기를 연료전지에 보내 반응을 높이기 위함이다. 공기불로어가 고속회전을 하게 된다. 수소차 출력의 10% 정도를 사용할 정도로 에너지 소모량이 높다.

이 다음 수소와 산소의 화학반응에 필수인 습기를 위해 가습기로 공기 습도를 조절 후 연료전지로 보낸다. 연료전지에서 에너지 생성 후 발생한 물과 산소는 배기라인으로 배출되는 원리다.

◆정부의 ‘수소 경제 활성화’ 로드맵 발표 이후 1년

새해가 밝아 정부의 ‘수소 경제 활성화’ 정책이 추진 된지 1주년이 됐다. 산업통상자원부 성윤모 장관은 최근 이와 관련 “1년간 로드맵에 따라 정책역량을 집중한 결과 초기 시장과 인프라가 본격 형성되고 산업의 기틀이 마련되는 등 가시적인 성과를 냈다”고 자평한 바 있다.

정부의 수소 경제 활성화를 위한 지원 금액을 살펴보면 그간 부처별 후속대책 6건 수립과 보급 확대‧기술개발 등에 3700억원 정도로 추산된다. 이후 수소차 세계 판매 집계에 따르면 지난해 1월부터 10월 현대차가 3666대(60%)의 비중으로 1위를 기록했다. 세계 완성차 업체 시장에서 수소차를 생산하는 곳은 현대차‧도요타‧혼다 뿐이다.

국내 수소 인프라의 경우 지난해 20곳을 확충해 34곳을 갖고 있다. 연간 생산량(20곳)은 압도적인데 이유가 있다. 전체적인 인프라 규모가 아직 부족하기 때문이다. 일본은 수소충전소가 112곳에 달하고 미국도 70곳을 갖고 있다.

수소 연료전지 발전 수치를 보면 한국은 세계 시장에서 최대 규모를 자랑한다. 지난해 말 기준 한국의 연료전지 발전량은 408㎿를 차지했는데 이는 미국(382㎿), 일본(245㎿)보다 앞서는 편이다.

◆국내 과학계, 꾸준히 수소 연료 연구 

현재 수소차와 관련된 기술은 완성차 업체에서뿐만 아니라 과학 기술 분야에서 계속 연구가 진행되고 있다. 최근 한국표준과학연구원 열유체표준센터는 수소 정량 충전 핵심 기술을 개발했다는 소식을 내놨다.

이 연구 결과에 따르면 수요자와 공급자 모두 측정된 값을 신뢰할 수 있고 이동식으로 개발됐기 때문에 전국 수소 충전소 현장을 찾아가 즉시 교정이 가능해진다.

키스트도 수소 연료 전지의 발전을 위한 연구 결과를 내놓은 바 있다. 키스트 수소‧연료전지연구단 유성종 박사팀은 경희대학교 김진수 교수와의 공동연구를 통해 알칼라인 연료전지에 사용되는 고가 촉매(백금)을 대체할 저가형 촉매를 개발했다고 밝혔다.

키스트 유성종 박사는 해당 연구 발표 당시 본지와의 통화에서 “백금의 경우 전 세계 채굴량이 이동수단 생산량에 못 미친다. 이번에 개발된 촉매는 수소 활용 에너지를 얻는 과정에서 무궁무진하게 사용될 것으로 전망된다. 특히 수소차 상용화에도 도움이 될 것”이라는 취지로 말했다.

◆세계적으로 아직 대세는 수소차 아닌 전기차…우리나라는 선도적으로 원천 기술 확보 의의

세계적으로 친환경차 시장 중 전기차가 수소차보다 유리하긴 하지만 선제적 원천 기술을 개발해 간다는 점에서 수소차에 대한 현대차의 생산 노력, 정부의 대책 마련 등에 대한 의의가 있다. 국내 과학기술계의 수소차와 관련된 기술에 대한 연구도 같은 의미가 있다.

다만 정부의 대책이나 성과 발표가 세계적인 시장 상황이나 인프라의 실효성 등을 참고하지 못했다는 지적은 피할 수 없어 보인다.

경기도의 수소 인프라 현황을 보면 수소차 구매 선호도를 낮추는 요인으로 지적된다. 충전소가 고속도로 휴게소에 위치해있어 충전을 위해 고속도로까지 나가야한다.

향후 인프라 확대를 위해 지자체와 민간이 협업한 계획이 있다고 전해지지만 현재로선 당장의 불편함을 해소하긴 어렵다. 서울의 경우 세계 최초 국회 수소충전소가 생기긴 했지만 이는 상징성을 갖는 것에 불과하다는 의견이 많다.

◆전문가들 “안전성 대책과 연구 보장과 실질적인 인프라 구축 선행이 정책 홍보보다 우선”

세계 최대 시장 규모를 자랑한다는 수소 연료전지 발전 분야도 안전성 논란이 끊이지 않고 있다. 지난해 강릉 수소탱크 폭발 사고로 2명의 목숨을 잃은 적이 있는데 국민적 불안을 증가시켰다.

이 때문에 발전소 건설 지역을 정하는데 어려움이 따를 것으로 보인다. 전문가들은 수소연료전지와 탱크를 연결하는 부분에 대한 안전 방침을 구체적으로 마련해야한다고 조언한다.

정부는 향후 경제성 있는 수소생태계를 구축하고자 수소차와 충전소, 연료전지 등 핵심부품을 국산화하고 생산방식을 다양하게 만들 계획을 갖고 있다.

전문가들은 정부의 방침에 대해 세계적으로 수소차 시장이 커지고 있지 않은 상태에서 우리나라가 먼저 수소경제 기반을 닦는 노력을 기울이긴 했지만 아직은 홍보하긴 이르다고 지적한다. 인프라와 안전성 논란에 대한 지적을 제대로 받아들이고 이에 대한 대책부터 내놓아야 한다는 의견에 힘이 실리고 있다.

 


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