▲ 출처: 현대자동차 공식 사이트
바로 지난 9일, 2015 도쿄모터쇼가 막을 내렸죠. 세계 자동차 트렌드를 한 눈에 볼 수 있는 이번 모터쇼에서 가장 눈에 띤 것은 바로 친환경 자동차였답니다. 지금 세계 자동차 시장에서 단연 화두는 ‘연비’죠. 디젤 자동차의 인기가 수그러지고, 대신 전기자동차, 하이브리드 자동차, 수소연료전지 자동차 등 친환경 연료 에너지 자동차들이 대거 등장했답니다. 전기자동차와 하이브리드 자동차는 많이 들어보셨을 텐데, 수소연료전지 자동차는 조금 생소하신 분들도 계실거에요.
고갈되는 화석연료와 탄소배출 감소를 위해 새롭게 떠오른 친환경 자동차, '수소연료전지 자동차'! 도대체 어떤 원리로 전기를 만들어 내고, 전기차와는 어떻게 다른지 궁금하지 않으신가요? 공해 없이 달리는 ‘수소연료전지 자동차’에 대해 지금부터 알아보도록 하겠습니다.
#수소연료전지 자동차란?
▲ 수소연료전지 자동차 원리(출처: www.seriouswheels.com)
수소연료전지 자동차는 줄여서 FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle) 또는 FCV라고 부르는데요. 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 발생하는 전기에너지를 이용해 전기모터로 구동됩니다. 배기가스 대신 물을 배출해 무공해 친환경 자동차로 각광받고 있는데요. 기술만 있다면 우리나라와 같이 자원이 부족한 국가에서도 얼마든지 만들 수 있다는 점에서도 매력적입니다. 수소연료전지 자동차가 보급된다면, 에너지 걱정은 물론 배기가스와 지구 온난화에 대한 걱정도 줄어들 것 같네요.
#수소연료전지는 언제 만들어졌을까?
▲ 수소연료전지(출처: http://today.lbl.gov/)
연료전지는 약 160년 전 1839년 영국 그로브(W.Grove) 경이 실행한 전지실험이 시작이었습니다. 1959년 프란시스 베이컨(Francis Bacon) 박사가 알칼리 전해질형 연료전지(AFC)를 발명했는데, 이후 산소와 수소만으로 전력을 만들 수 있어 우주선에 탑재하기 위해 개발 발전되었다고 합니다.
이렇게 오랜 역사를 가지고 있지만 본격적으로 연구개발이 진행된 것은 1990년대인데요. 바로 1997년 선진국의 온실효과 가스 삭감목표를 기록한 ‘교토의정서’가 기폭제가 됐습니다. 일본은 2008~2012년에 온실효과 가스 배출량을 1990년 기준 6% 삭감해야 했는데, 목표를 달성하기 위해 획기적인 신기술이 필요했고. 그 기술이 바로 ‘수소연료전지 기술’이었습니다.
#전기자동차와는 어떻게 다를까?
▲ 출처: http://designtimeline.cias.rit.edu/
수소연료전지 자동차도 결국 전기에너지로 구동하는 자동차인데요, 그렇다면 우리가 일반적으로 알고 있는 전기자동차와는 어떻게 다른 것일까요? 전기자동차의 경우, 스스로 전기를 생산해내지 못해 충전소에서 전기를 충전해야만 합니다. 하지만 수소연료전지 자동차는 스스로 전기에너지를 생산하기 때문에 따로 충전할 필요가 없습니다. 단, 수소를 주입해야 하는데요, 일반 휘발유를 주입하는 시간과 별 차이가 없다고 합니다.
또한 전기자동차는 한번 충전하는 데에 기본 30분 이상이 걸리고, 주행거리도 100km 정도로 짧아 약간의 불편함이 있는데요. 수소연료전지 자동차는 수소 한번 충전으로 400~600km까지 달릴 수 있습니다.
▲ 도요타 FCEV 콘셉트 이미지(www.autoevolution.com)
하지만 지금까지 수소연료전지 자동차가 많이 나오지 못했던 이유는 바로 ‘비용’ 때문이었는데요. 차체에서 직접 전기에너지를 만들어야 하기 때문에 배터리와 모터 외에 발전장치가 별도 필요합니다. 따라서 전기차보다 훨씬 복잡하고 비용이 비싸 보급되기까지 좀 더 시간이 걸릴 것으로 전문가들은 내다봤었는데요. 폭스바겐 사태 이후 디젤 차량에 대한 신뢰도가 하락하면서, 친환경 연료 자동차 개발이 가속화되기 시작했습니다. 양산화까지는 좀 더 시간이 필요할 것 같았던 수소연료전지 콘셉트카가 대거 선보일 수 있었던 이유도 바로 여기에 있었어요.
또한 글로벌 자동차 브랜드들의 수소연료전지 자동차 경쟁이 치열해지면서 가격도 내려갈 조짐도 보이고 있다는 소식이에요. 그렇다면 가까운 미래에 우리가 탈 수소연료전지 자동차는 어떤 모습일까요?
#도쿄모터쇼에서 선보인 수소연료전지 콘셉트카
1 렉서스 LF-FC
▲ 출처: http://www.lexus-int.com
렉서스는 도쿄모터쇼에서 수소연료전지 콘셉트카 ‘LF-FC’를 세계 최초로 공개했는데요. 연료전지기술을 적용, 수소 탱크를 T자 형태로 제작해 최적의 전후 중량배분을 이뤄냈습니다. 친환경과 주행의 안전성과 즐거움을 그대로 구현한 자동차라고 할 수 있는데요. 럭셔리함, 친환경, 고성능 등 모든 것을 완벽하게 구현한 미래형 친환경 자동차라고 할 수 있답니다.
2 도요타 FCV Plus
▲ 출처: http://icdn5.digitaltrends.com/
도요타는 이미 수소연료전지 자동차 ‘미라이’를 양산판매하고 있는데요. 이번에 선보인 FCV PLUS는 탑재된 수소 탱크뿐 아니라 차량 밖에 있는 수소에서 직접 발전이 가능하고, 또 여기서 생산된 전기를 다른 곳에 공급할 수 있는데요. 자동차를 작은 수소발전소로 만든 것입니다. 자동차를 굴리는 것을 넘어 지역사회의 발전장치 역할을 할 수 있도록 고안했다고 합니다.
3 혼다 FCX 클래리티(Clarity)
▲ 출처: http://automobiles.honda.com
혼다 FCX 클래리티는 2개의 수소 탱크를 장착해 1개일 때보다 높은 압력으로 수소를 저장할 수 있도록 했습니다. 기존 수소차보다 전기를 만드는 발전장치 크기를 33% 작게 한 점이 눈에 띄는데요. 1회 충전으로 최대 698km를 주행할 수 있으며, 충전시간은 3분으로 대폭 줄였습니다. 2016년 3월 일본에서 출시될 예정이며, 가격도 최대한 낮출 예정이라고 합니다.
우리도 #친환경 자동차 시대!
▲ 현대자동차 FCEV(출처: http://www.autopista.es)
우리나라도 이제 친환경 자동차가 자리를 잡아가고 있는데요. 내년 새로 출시될 자동차 중 친환경 자동차만 10여 종에 달한다고 합니다. 전기차(EV) 1종, 플러그인하이브리드차(PHEV) 6종, 하이브리드차(HEV) 3종 등인데요. 국내 소비자들도 친환경 자동차를 많이 선호한다는 증거겠죠? 그리고 수소연료전지 자동차를 적극적으로 개발하고 있는 현대자동차에서는 올해 2월 국내 투산iX 수소연료전지차 가격을 43.3%나 인하한다고 밝혔는데요. 국내 수소연료전지차의 대중화를 위한 조치임과 동시에 세계 수소연료전지 자동차 시장에서 적극적으로 대응하고자 하는 의지를 반영하는 것 같습니다.
대중화를 위한 첫 걸음, #수소 충전소!
▲ 현대자동차 ix35 FCEV(출처: http://www.hyfive.eu/)
이제 세계적인 자동차 트렌드는 친환경 자동차로 가고 있으며, 그 중에서도 수소연료전지 자동차는 자동차 회사들에게 선택 사항이 아니라 필수 사항이 되어가고 있는데요. 다양한 수소연료전지 자동차들이 이제 곧 세계 도로를 누비는 날도 머지 않은 것 같습니다. 그렇다면 친환경 자동차에 대한 수요가 점점 증가하고 있는 우리나라의 경우는 어떨까요? 수소연료전지 자동차 국내 보급을 가로막을 것으로 보이는 한 가지가 있습니다. 바로 '수소 충전소'가 부족하다는 거에요.
정부는 올해 수소 충전소를 100기에서 2025년까지 1천기, 2030년까지는 3천기로 늘릴 계획이라고 밝혔는데요. 기본적인 인프라 구축이 되어 있지 않다면 우리에게는 선택할 수 있는 폭이 좁을 수 밖에 없겠죠? 친환경 자동차들이 우리나라 도로를 시원하게 달릴 수 있도록 기본적인 인프라 구축이 빨리 이뤄지기를 바래 봅니다.
참고자료
연료전지의 발전구조 및 실제현황(월간 전자기술 2006.3)
국내외 수소연료전지차 개발동향(정보통신산업진흥원 주간기술돟향 2013.8)
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