[스크랩] 미래 수소자동차 최종 승자는 누구

'지킬 박사와 하이드'처럼 순식간에 성격이 바뀐다. 이산화탄소를 내뿜는 일반 자동차에서 무공해 물을 배출하는 수소자동차로 변신하는 데 필요한 것은 차 핸들 위에 'H2'라고 쓰인 버튼을 누르는 동작뿐이다.

최근 국내에서 시승식이 열린 BMW의 수소자동차 '하이드로젠7' 얘기다. 하이드로젠7은 기존 가솔린 연료와 미래 친환경에너지로 각광받는 수소 두 가지를 함께 연료로 사용한다.

이 같은 친환경 수소자동차에 대한 관심은 나날이 높아지고 있다. 이번에 BMW가 진행하고 있는 하이드로젠7의 세계 투어 시승식에는 브래드 피트, 앤젤리나 졸리 같은 유명 스타들이 참여해 관심을 나타냈고, 한국에서도 유명 인사들은 물론 일반인들의 시승 참여가 줄을 잇고 있다.

앞으로 40년 뒤면 석유가 고갈될 수 있다는 우려, 나날이 심각해지는 환경오염 문제 등으로 수소자동차를 개발하려는 세계 각국의 움직임도 활발하다.

홍성안 수소연료전지사업단 단장은 "앞으로 하이브리드카가 점점 자동차 시장을 잠식해 나갈 것"이라며 "30~40년 뒤면 수소자동차가 주력 차종이 될 것이라는 게 세계 자동차 업계의 전망"이라고 밝혔다.

◆ 수소자동차의 두 가지 종류

= 수소자동차의 개념을 정확하게 이해하는 사람은 많지 않다. 수소자동차란 명칭의 사용 자체가 혼돈스러운 상황이기 때문이다.

수소자동차에는 크게 수소연료자동차(Hydrogen Fueled Car)와 수소연료전지자동차(Hydrogen Fuel Cell Vehicle), 두 가지가 있다.

일반적으로는 수소연료자동차를 수소자동차로 일컬어 혼돈이 생기기도 하지만 실제로는 이 두 가지 모두 수소자동차라고 부른다.

이번에 화제가 된 BMW의 하이드로젠7은 수소연료자동차의 대표격이다. 이와 구분되는 수소연료전지자동차로는 GM의 하이드로젠3, 혼다의 FCX 등을 들 수 있다.

가장 큰 차이점은 수소연료자동차의 경우 일반 가솔린 자동차와 비슷한 엔진을 사용하지만, 수소연료전지자동차의 경우 연료전지가 엔진을 대체한다는 점이다.

BMW 하이드로젠7은 엄밀하게 말하면 수소와 가솔린을 겸용하는 일종의 '하이브리드카'다. BMW의 12기통 엔진은 가솔린은 물론 수소도 연소할 수 있도록 개발됐다. 연료탱크 또한 수소와 가솔린 탱크, 두 가지가 장착돼 있다. 수소충전소가 부족해 수소만으로 차를 움직이는 데에는 제약이 있기 때문이다.

수소탱크는 수소 저장 용량을 늘리기 위해 영하 253도의 극저온 상태로 유지된다. 수소를 액화시키면 기체상태일 때보다 부피가 800분의 1 수준까지 줄어들기 때문이다. 수소탱크는 극저온을 견딜 수 있도록 첨단 단열재로 만들어진다.

반면 수소연료전지자동차는 차량 내부의 연료전지가 만들어내는 전기로 차를 움직인다. 연료전지는 양극과 음극, 전해질로 구성돼 있다. 음극에는 수소가, 양극에는 산소가 공급된다. 음극의 수소는 백금 등의 촉매제에 의해 수소이온(H+)과 전자(e-)로 나누어지고, 이 중 전자가 양극의 산소와 만나 물을 만들면서 에너지를 만드는 원리다.

◆ 미래 수소자동차 승자는 누가 될까

= 현재 미래 수소자동차 시장을 두고 양측은 서로 자신의 기술이 더 우월하다고 주장한다.

BMW를 비롯한 수소연료자동차 개발 진영은 뛰어난 주행 우수성을 강점으로 내세우는 반면 수소연료전지의 비싼 가격을 문제 삼는다. BMW 측은 하이드로젠7에 대해 "100년 이상 검증된 내연기관을 선택해 드라이빙의 즐거움을 구현했다"고 밝혔다.


반대로 현대ㆍ기아차를 비롯한 수소연료전지자동차 개발 진영은 연료전지의 효율성이 뛰어나기 때문에 결국은 모든 자동차가 연료전지를 사용하게 될 것이라는 입장이다.

홍성안 단장은 "수소연료전지는 기존 내연기관보다 엔진 효율이 두 배 정도 더 좋다"며 "효율이 좋으니 차량 가격이 비싸도 구입하려는 소비자가 나타날 것"이라고 말했다.

석유 가격이 상승일로에 있는 반면 연료전지의 가격은 갈수록 떨어지고 있는 것도 수소연료전지자동차의 상용화에 호재다.

우리 정부는 2006년 작성한 수소연료전지 로드맵에서 수소충전소를 비롯한 인프라만 갖춰진다면 수소연료전지자동차를 2012년 상용화한다는 목표를 세워놓고 있다. 아직 수소연료자동차에 대한 정부의 로드맵은 없는 상태다.

◆연료전지 기술, 선진국 70~80% 수준

= "수소차 시대가 오려면 수소충전소가 곳곳에 설치돼야 합니다. 어마어마한 일이죠."

수소 생산과 저장 문제, 수소충전소 구축 문제는 수소자동차 보급의 최대 걸림돌이다.

정문선 수소에너지사업단 박사는 "수소 생산ㆍ저장 기술 연구는 아직 초기단계로 경제성이 별로 없다"며 "2025년쯤에야 다양한 실험을 거쳐 어떤 기술이 경제성이 있는지 판단하고 이를 추진할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

수소차시장에서 가장 앞서 있다는 평가를 받는 BMW도 여전히 최대 장애물로 인프라스트럭처 문제를 꼽을 만큼 전 세계적으로 수소자동차 기반시설은 초보단계다.

대덕 에너지기술연구원 내 수소충전소.

수소연료비를 줄이기 위해서는 우선 수소를 얻는 효율적인 기술개발이 필요하다. 수소 생산에서 가장 단기간에 가장 효율적인 기술은 천연가스에 함유된 수소를 추출하는 방식이지만, 이는 화석연료를 사용해야 한다는 점이 문제다.

결국 가장 유망한 기술은 궁극적으로 물을 분해하는 기술인데, 문제는 아직 상당수 기술이 기초연구 단계에 놓여 있다는 것이다.

최근에는 원자력발전소의 버려지는 열과 요오드를 활용해 대량의 수소를 생산하는 기술도 각광받고 있다. 수소 저장 기술에서 단기간에 활용할 수 있는 기술로는 기체상태 고압 저장이 꼽히지만, 기체 상태에서 부피를 줄여 저장용량을 늘리는 데는 한계가 있다.

극저온에서 액체 상태로 수소를 저장하는 기술이 지금까지는 그나마 부피를 가장 줄일 수 있는 실용 가능한 기술로 꼽힌다.

수소 생산과 저장 기술이 아직 미흡한 상황인 데다 수소충전소 하나를 설치하는 데 수십억 원이 필요한 실정이니 국내는 물론 세계적으로도 수소충전소의 수는 극히 제한돼 있다.

국내에는 대덕 에너지기술연구원을 비롯해 총 7곳에 수소충전소가 있다. 세계적으로는 각국 정부기관, 연구기관, 정유사 등의 설치가 늘어 대략 60~70여 개의 수소충전소가 운영 중이다. 미국, 독일, 일본 등이 수소 관련 연구에서도 앞서고 있다.

정 박사는 "현재 한국의 수소기술 수준이 평균적으로 선진국의 70~80% 수준이라고 평가된다"고 말했다.

[김제관 기자]

출처 : 파란세상

글쓴이 : 보라빛향기 원글보기

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