수소전기차 (FCEV)

 

 

 

 

 

친환경차의 미래를 수소전기차(FCEV: Fuel-Cell Electric Vehicle)와 전기차(EV: Electric Vehicle)의 경쟁 구도로 보는 경우가 있습니다. 얼마 전까지만 해도 넉넉한 주행 거리와 짧은 충전 시간은 수소전기차만의 장점으로 간주하였습니다.
그런데 수소전기차가 양산 및 시판을 준비하는 동안 전기차가 주행거리, 가격, 충전 관련 문제를 개선하며 그 차이를 줄였습니다. 현재는 전기차가 앞서가고 있지만, 수소전기차도 지속적으로 발전해 가고 있습니다.

수소전기차 VS 전기차

수소전기차와 전기차는 전기에너지를 활용해 구동모터로 주행하고, 배기가스가 없는 친환경차라는 점에서 비슷합니다. 
차이점은 전기차는 전기에너지를 외부(배터리)로부터 수급하고, 수소전기차는 전기에너지를 직접 생산해 활용합니다. 전기차는 특별한 배출물이 없지만 수소전기차는 배기구를 통해 순수한 물을 배출합니다. 

수소전기차 연료

수소전기차는 수소를 연료로 사용합니다. 
연료전지에서 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기에너지를 생산하고, 구동모터로 동력을 만듭니다. 
일부 자동차 회사는 1990년대 말부터 쓸 만한 ‘수소전기차’의 프로토타입을 선보여 왔습니다. 
지난 수십 년간 수소전기차의 개발 과정은 비교적 예측이 쉬웠습니다. 
연료전지와 수소탱크의 원가를 줄이는 것을 목표로 삼았습니다.

 

 

수소는 끓는점이 -252.87℃로 상온에서 기체 상태로 존재합니다. 
기체는 부피 당 밀도가 낮아 같은 공간에 더 많은 수소를 보관하기 위해서 고압으로 압축해야 합니다. 
그래서 700bar(약 690기압) 수준으로 압축한 고압 수소를 사용합니다.

 

 

공기 정화 기능

 

 

 수소전기차가 수소와 산소를 화학 반응시켜 전기에너지를 생산할 때 산소는 공기 공급 시스템을 통해 외부 공기에서 수급합니다. 공기 공급 시스템은 연료전지에 이물질이 들어갔을 경우 연료전지 손상 문제 때문에 여러 단계에 걸쳐 공기를 정화합니다. 이렇게 이물질이 제거된 공기는 다시 대기로 방출되게 됩니다.

 

수소 전기차의 미래

오랜 시간 수소전기차를 개발해온 현대자동차는 2개의 저장탱크로 최대 500km를 주행하는 수소전기차의 ‘비용균형점(Cost-Parity)’이 항속 거리가 같은 전기차와 비슷해졌다고 이야기합니다. 
자동차의 대당 원가는 생산 수를 늘려야 낮아집니다. 수소전기차의 비용균형점은 연간 10만 대 규모인데 아직 그만큼의 수요가 없습니다. 구매를 결정할 만큼의 충전 인프라가 충분하지 못하기 때문입니다.

 

 

에너지 회사들은 수익성을 이유로 수소충전소 구축을 꺼리고 있습니다.  이런 상황에서 정부는 에너지 회사와 협력체제라는 해법을 제시했습니다. 한국 정부는 2022년까지 수소충전소 310개소를 세우고 이를 바탕으로 현대차그룹은 2030년까지 수소전기차 생산을 연간 50만 대 규모까지 끌어올릴 계획입니다.

 

현대자동차 넥쏘, 1회 충전 609km 운행

 

수소전기차가 수송분야(트력, 버스)에 사용되면 이야기가 달라집니다.
미리 정한 동선을 따라 달리기 때문에 특정 지점에 수소충전소를 설치하면 실용적입니다.
이미 전 세계의 많은 도시가 수소전기차 버스를 사용하고 있고, 현대차그룹은 스위스의 H2 Energy와 합작법인을 만들어 2025년까지 매년 단계적으로 총 1600대 규모의 수소전기 트럭을 공급할 계획입니다.

 

 

현대자동차 수소전기버스 (일렉시티)

현대자동차 수소전기트럭 (엑시언트)