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현대자동차가 깃발 들고 나선 수소차 시장, 꽃길만 걷기는 힘들다

상품성·효율 측면에서 전기차에 뒤처져…기술 발전해도 전기차와 경쟁 버거워

현대자동차가 깃발 들고 나선 수소차 시장, 꽃길만 걷기는 힘들다


[산업일보]
최근 현대자동차가 수소전기차에 대한 장기 로드맵을 발표했다. 현대모비스 공장에서 연료전지시스템 제 2공장 신축 기공식을 열고, 2030년 국내에서 연 50만대 수소전기차 생산체제를 구축할 것이며 연료전기 스택의 생산 능력은 70만 대까지 확대할 것이라고 발표했다.

7조6천억 원의 투자와 5만 명 이상의 신규 일자리를 창출할 것이라는 장미빛 전망을 내놓았다. 곧이어 정부에서도 수소전기차에 대한 지원책을 내놓았다. 2022년 까지 수소전기차 6만 5천 대 생산, 충전소 310곳 확충, 그리고 수소충전소 투자를 위해 정부의 수소융합얼라이언스가 특수목적법인을 설립하기로 했는데, 현대차 등 13개 회사가 참여해 1천350억 원을 출자했다.

그러나 일각에서는 수소연료전기차가 국내에서 활성화되기 위해서는 다양한 난제를 풀어가야 한다는 주장을 내세우고 있다.

수소연료전기차는 태생적으로 약점을 가지고 있다. 낮은 효율과 승용차로서 상품성이 경쟁차인 전기차에 뒤쳐져 있다. 자연계에서 가장 가벼운 분자인 수소 연료의 특성 때문에 생산, 운송, 저장에서 비효율 문제가 쉽게 해결되지 않고, 전기를 생산하는 연료전지도 효율 개선에 한계가 존재한다.

무엇보다도 전기로 만든 수소를 이용해 연료전지에서 다시 모터를 구동할 전기를 생산하는 과정이 다소 모순적이다. 직접 전기를 충전해서 달리는 전기차 비해 근본적으로 비효율적인 운송 수단이다.

그럼에도 불구하고 현대차가 수소전기차에 대규모 투자를 발표한 것은 전기차 보다 긴항속거리와 충전시간이 짧다는 장점이 있어 전기차와 경쟁이 가능할 것으로 전망한 결과라고 판단한다. 그러나 이는 현대차가 전기차를 바라 봤던 과거 시각에서 크게 벗어나지 못 했기 때문일 수도 있다.

테슬라를 기점으로 전기차는 배터리 에너지 밀도를 높이고, 경량화, 열관리 최적화를 통해 주행거리가 획기적으로 향상됐다. 충전 시간도 한 번에 갈수 있는 최대 주행 거리가 길어지면서 노력 부담이 크게 줄었다. 수소전기차가 이 같이 빠르게 발전하는 전기차와 경쟁이 되려면 하나하나 풀어야 할 문제점들이 많다.

무엇보다 수소저장장치와 이를 지탱하는 구조물, 열관리 장치로 인해 차량이 무겁고 공간 활용도도 떨어진다. 수소전기차는 전기차에 수소저장장치와 연료전지 스택이 추가된 구조를 갖고 있다. 수소탱크의 경량화, 스택의 콤팩트화 기술이 발전하더라도 태생적으로 전기차에 밀린다.

원가 측면도 전기차에 비해 불리하다. 연료전지 가격이 2030년 50만대 생산 체체에서 크게 하락할 것으로 전망하지만 많은 기술적 조건들이 만족될 때 가능한 일이다. 보조배터리 팩과 스택의 합친 가격이 전기차의 배터리 팩 가격과 비슷하다고 가정해도, 수소저장탱크의 가격만큼 수소전기차가 불리하다. 대당 3개의 고압용기가 사용되면 약 1천만 원 가량의 원가 부담이 생긴다. 이는 차 가격의 15% 에 달하는 금액이다.

게다가 수소저장탱크는 대량 생산이 돼도 원가가 획기적으로 떨어지지 않는다. 다량의 탄소섬유로 실린더 외벽을 수천 번 감는 전통적인 방식 외에 아직 대안이 없기 때문이다. 전망 기관들에서는 궁극적으로 원가가 50%까지 하락할 것으로 보는데, 그래도 대당 약 500만 원이 전기차 보다 더 든다.

운행 비용에서도 수소전기차가 전기차 보다 불리하다. 태생적으로 시스템 효율이 전기차에 절반인데다, 차량이 무거워 연비가 내연기관 보다 더 낮다. 현재 화학 공장에서 나오는 저렴한 수소를 이용함에도 불구하고 전기차의 충전 비용보다 2배나 비싼 주된 이유다.

미래에 수소 연료 가격이 떨어질 가능성도 있다. 그러나 궁극적으로 전기 분해를 이용해 물에서 수소를 생산하고 운송, 저장 중에도 비용이 더해지기 때문에 수소전기차의 연료비가 전기차의 충전비 보다 싸지기는 어렵다.

한화투자증권의 류연화 연구원은 “현대차가 약점이 많은 수소연료전기차에 대규모 투자를 할 것이라는 예상은 하지 못했고 단지 기술적 우위를 내세워 친환경 이미지를 부각시키는 수단으로 수소연료전기차를 이용할 것으로 봤다”며, “현대차가 2030년 50만 대 생산 체제를 구축한다는 발표는 수소전기차가 경제성이 있다고 확신했기 때문이라고 판단하나 2030년에 가서 더 발전한 전기차와 경쟁하기 버거울 것”이라고 전망했다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

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