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[기획] 현실 앞으로 다가온 수소경제시대수소자동차가 몰려온다~
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승인 2011.11.29  
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오는 2015년부터 상용화 개시…수소충전소 보급 박차

도심에서 무공해 수소연료전지자동차를 운전하고 가까운 주유소에서 수소연료를 주입하는 날이 현실로 다가오고 있다.

화석연료의 고갈로 인한 대안으로 꼽히던 수소에너지는 그동안 많은 기술적 발전을 거듭했다. 비록 미국을 비롯한 여타 선진국에 비해 늦은 출발을 보였던 우리나라도 꾸준한 투자와 기술개발을 통해 현재 당당히 수소에너지 분야에서 강국으로 군림하고 있다.

수년전에 비해 비약적인 발전을 이룬 수소에너지 분야의 중심에는 수소자동차가 존재한다. 물론 발전용, 가정용 등 수소의 적용분야는 다양하지만 운송수단으로서의 수소의 역할이 다가오는 수소경제시대의 중심임은 두말할 나위가 없다. 때문에 현재까지 가장 많은 기술적 진전을 보인 분야 또한 수소자동차 관련 분야이다.

이러한 수소자동차의 보급이 오는 2015년부터 이뤄질 것으로 예상되는 가운데 각 나라들은 수소자동차의 연료 공급을 책임질 수소충전소 건설에도 박차를 가하고 있다.

수소연료전지자동차의 상용화를 위해서는 차량의 보급도 중요하지만 충전소와 같은 인프라를 구축하는 것도 무엇보다 중요하다.

현재 전세계적으로 몇백여대에 불과한 수소연료전지차를 위해 수소충전소를 운영하기에는 많은 설치·운용비 등의 적자와 같은 애로사항이 따르기는 하지만 전문가들은 수소연료전지차의 당초 보급계획을 위해서는 수소충전소 보급이 절대적으로 우선시돼야한다는 입장이다.

이에 본지는 미래 수소경제시대의 핵심 인프라로 꼽히고 있는 수소충전소에 대해 집중 살펴보기로 한다.
<편집자 주>

■ 수소경제를 이끄는 ‘수소연료전지차’
2015년 5만7,000대…2020년 120만대 보급

수소경제에 있어서 인류에게 가장 직접적인 영향력을 끼칠 수 있는 분야는 무엇일까?
이 질문의 대답에 대부분의 사람들이 수송용, 즉 자동차 부문이라고 말할 수 있을 것이다.

현재 전세계 수소 관련된 기술 개발 분야에 있어서 자동차 분야가 압도적으로 많은 것만 봐도 향후 도래할 수소경제의 핵심은 바로 자동차 분야가 될 것임은 자명하다.

지금까지 전세계 자동체 제조업체 및 연구기관들에 의해 개발된 수소연료전지 차량(자동차, 버스, 트럭, 오토바이)은 수백여종에 달한다.

지금도 각 국가들은 저마다 새로운 수소연료전지차량을 개발, 시범운행을 진행중에 있으며 조만간 양산을 눈앞에 두고 있다.

이같은 수소연료전지차량의 보급은 미국, 유럽, 일본, 한국 등 각국 정부와 자동차업체들의 기술개발 및 보급 계획과 맞물려 2015년을 기점으로 기하급수적인 증가세를 나타낼 것으로 전망된다.

최근 시장조사기관 파이크리서치에 따르면 전세계 수소연료전지차 시장이 2015년(5만7,000대)을 기점으로 고속 성장해 2020년 누적 판매량 120만대를 기록할 것이라는 전망을 발표했다.

특히 미국 캘리포니아주정부가 2017년 약 5만3,000대, 일본 정부는 2025년까지 200만대의 보급계획을 천명한 데 힘입어 2008년 미국 국립과학학술원(NAS)은 2030년 미국에서만도 2,500만대가 운행될 것이라는 전망이 나오는 등 2020년 이후에는 수소연료전지차 시장의 폭발적 성장이 이뤄질 것으로 보인다.

현재 하이브리드 차량 광고가 홍수를 이루고 있는 가운데 이 추세대로라면 수년 뒤면 우리는 TV를 통해 수소연료전지차 판매광고를 보게 될 것이 분명하다.

우선 현대·기아자동차를 비롯해 혼다, GM, 도요타 등 세계적 완성차 메이커들이 오는 2015년을 상용화 시점으로 정하고 있으며 메르세데스벤츠의 경우 당초 계획보다 1년 앞당긴 2014년 양산에 돌입한다는 계획을 발표하며 막바지 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

이 가운데 가장 발 빠른 행보를 보이는 곳은 벤츠와 혼다다. 두 기업은 이미 ‘B클래스 F-Cell’과 ‘FCX 클래러티’를 각각 상용 모델로 확정하고 연구역량을 집중하고 있다. 특히 실증 프로그램과는 별도로 성능과 안전성의 확신을 통해 지난해 말부터 미국·일본에서 일반인 대상의 렌털서비스도 실시하고 있다.

국내의 경우 현대·기아자동차가 최근 미국 시장조사기관 파이크리서치가 발표한 ‘수소연료전지차 제조업체 평가’에서 다임러·혼다·도요타에 이어 세계 4위에 랭크되는 쾌거를 거뒀다. 이는 기술력과 시장전략·혁신성 등 12개 항목을 고려한 결과로 제너럴모터스(GM)·포드·BMW 등을 제치고 업계 리더로 인정받았다는 점에서 의미가 크다.

실제 현대·기아차는 2001년 첫 시제품을 개발한 이래 지속적 기술 고도화를 모색, 자타가 공인하는 최정상급 기술력을 확보했다. 최신 모델인 3세대 투싼ix와 모하비는 2세대와 비교해 연비 15%, 주행거리 55%가 개선됐으며 두 모델에 각각 채용된 10kW급, 115kW급 연료전지는 효율이 63%에 이르며 이는 다임러(60%)와 혼다(62%)를 앞선 수치로 평가된다.

이를 바탕으로 현대·기아차는 오는 2015년 상용화를 목표로 기술개발에 더욱 투자를 늘리고 있다.

이러한 상용화를 위해 각 기업들은 현재 연구소가 아닌 일반도로에서의 실증테스트를 병행하고 있다.

지금까지 북미·유럽·아시아를 중심으로 약 750여대(승용차 700대, 버스 50대)의 실증테스트가 진행된 것으로 추산되며 이 가운데 우리나라는 현대·기아차가 2015년 1만대 생산을 목표로 수도권과 울산에서 투싼ix와 모하비 수소연료전지차 100대를 모니터링하고 있는 상황이다.

성능 ‘업그레이드’…가격 경쟁력 확보에 사활

이러한 수소연료전지자동차 상용화를 위한 각국의 노력과 함께 현재 차량의 자체 기술력 및 성능도 과거에 비해 큰 발전을 이뤘다.

우선 주행거리에서 충전압력 700bar의 고압저장용기 도입과 함께 과거 150~200㎞에서 기존 내연기관 차량에 육박하는 400~500㎞ 수준까지 업그레이드됐으며 10분이상 걸리던 수소충전 시간도 5분 이내로 크게 줄인 상황이다. 연료전지의 내구성에 있어서도 아직 목표치에 모자라긴 하지만 과거에 비해 크게 개선됐고 상용화 시점까지 충분히 극복 가능할 것란게 전문가들의 의견이다.

하지만 무엇보다 이러한 기술 및 성능 업그레이드를 통한 차량 제작에 들어가는 가격이 얼마가 될 것인가가 최대 관심사라 할 수 있다. 국내를 기준으로 아직 수소연료전지차 1대를 제조하는데 재료비를 기준해 1억5,000만원~2억원에 달하고 있다. 이는 과거 수소연료전지차량 개발 초기에 비해 분명 1/5 가까이 떨어진 수준이지만 아직 웬만한 외제차량 가격과 맞먹는 가격은 시장 형성에 장애요소가 될 수밖에 없다.

때문에 현재 국내를 비롯한 각국의 자동차 메이커들은 2015년 상용화 전까지 연료전지를 비롯한 핵심부품가격 인하와 대량생산에 따른 생산비 감소 등을 통해 대당 한화 기준 5,000만원 선까지 출고가를 떨어뜨린다는 계획을 갖고 있다. 특히 정부가 보조금·세금감면 등의 지원을 약속한다면 초기 시장진입은 무난할 것이라는 게 업계의 판단이다.

현재 우리나라의 경우에도 제조단가 저감 연구를 통해 이미 90% 이상 부품 국산화를 완료했으며 시스템 모듈화 등 전용부품 개발을 통해 대량생산에 대비하고 있다.........
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