세계 최초의 수소전기차 양산에 성공하고 고도의 수소연료전지 시스템 기술을 갖춘 한국과 현대자동차그룹이 '수소 시대'를 외칠 때마다 일각에선 "한국과 현대차만의 꿈 아니냐"는 우려가 나온다.
수소차가 아직 보급이 덜 된 상황과 많은 글로벌 자동차브랜드가 전기차에 더 많은 투자를 하는 상황, 그리고 수소차가 언제쯤 대중화되겠냐는 우려가 바탕에 있다. 하지만 이미 많은 자동차 선진국은 수소차 개발을 넘어 상용차 출시를 앞두고 있고 버스와 기차 등 대중교통에 투입하고 있다. 전문가들은 전기차와 수소차가 각각의 쓰임새에 따라 현재의 가솔린과 디젤처럼 시장을 양분할 것이란 분석이다.
◇ '수소올림픽' 준비하는 日, '수소기차' 달리는 獨수소차는 한국과 현대차만의 전유물이 아니다. 한국 외에도 이미 많은 글로벌 업체들이 전기차와 함께 수소차를 개발하고 있다. 방식은 업계 간 기술협력 등 '동맹 형태'이다.
폭스바겐 그룹의 아우디는 이미 현대차와 '수소연료전지 파트너십'을 맺었다. 2021년부터 수소전기차인 H-tron을 판매할 예정이다.
폭스바겐 그룹 차원에서도 수소연료전지 시작차(Prototype car)를 개발하고 이미 양산 시점을 조율하고 있다. BMW는 도요타와 협업해 2020년부터 양산차를 출시하고 벤츠는 닛산, 포드와 손을 잡았다.
수소차는 수소를 저장할 탱크를 많이 장착할수록 긴 주행거리와 강한 힘을 가진다. 덩치가 크면 불리한 전기차와 달리 수소차는 덩치가 클수록 유리한 것이다. 이에 버스나 기차에 적합하고 실제로 이미 수소버스는 운행, 수소기차는 시험 운행 상태다.
서울을 포함한 전국에서 이미 수소버스가 운행 중이다. (사진=서울시 제공)
독일 정부는 지난해 이미 수소기차 시범운행을 마쳤다. 2040년까지 디젤기차를 전량 폐기하고 수소로 대체할 계획이다. 한국은 이미 서울에선 405번 수소버스가 달리고 있고 지역, 관공서 차량으로도 쓰고 있다.
일본의 성장세는 위협적이다. 수소차 상용화가 현대차보다 1년 늦었지만 막대한 정부 지원과 함께 2020년 도쿄올림픽을 '수소올림픽'으로 선전하고 있다. 도요타가 2014년 개발한 수소차 미라이의 1호 고객도 아베 신조 총리였다.
일본은 정부 주도로 수소충전소를 100개 가까이 늘렸지만 한국은 현재 16곳에 그쳤고 이마저도 일반인이 이용할 수 있는 곳은 8곳이다. 현대차 넥쏘보다 주행거리도 짧은 도요타의 미라이는 내수시장을 중심으로 누적판매 5,300대를 기록했다.
결국 전문가들은 현재 가솔린과 디젤과 같이 수소차도 전기차와 함께 미래 자동차의 한 축을 맡을 것으로 보이는 만큼 수소기술 99%의 국산화율을 달성한 한국이 시장을 선점해야 한다고 지적한다.
◇ '위험 우려' 해소한 수소차… 숙제는 '대중화'수소차가 '친환경 끝판왕'이라 불리는 것은 배기가스가 없는 것을 넘어서 오히려 공기를 정화하기 때문이다.
수소차에 공급되는 산소는 미세먼지가 없어야 하기에 차량 내 필터로 미세먼지를 걸러낸다. 넥쏘를 1시간 몰면 공기 26.9㎏이 정화되는데 이는 성인 42명이 1시간 동안 호흡할 수 있는 양이다.
'수소차는 폭발하지 않느냐'는 막연한 불안감도 이제 어느 정도 해소되고 있다. 애초 수소차는 폭발이 일어날 환경 조건이 아닌 데다 이중, 삼중 안전장치도 마련했다.
우선, 수소탱크를 철보다 10배 강한 '탄소섬유'로 만들었다. 국내 일진그룹이 제작 공급하고 있는 수소탱크는 실과 같은 탄소섬유로 제작돼 늘어났다 줄어들었다를 반복하며 충격을 흡수, 내구성이 강하다.
일진그룹에서 제작한 수소연료탱크는 이미 현대차의 수소전기차 넥쏘에 탑재돼 안전성을 검증받았다. (사진=일진그룹 제공)
실제 수소탱크가 극한에 몰린 상황을 가정해 총으로 수소탱크를 쏜 총격실험에서도 총탄에 맞은 수소탱크는 폭발하지 않고 구멍에서 수소만 빠져나갔다. 화염실험(800도)도 폭발 없이 안전밸브가 작동하며 수소만 빠져나갔다.
수소는 공기 중 농도가 4~75% 범위에서 폭발하는데 수소탱크에서 수소가 유출되더라도 순간 농도가 75%를 넘고 이후 강한 확산성으로 인해 농도가 4% 이하로 떨어진다.
수소충전소 역시 최근 독일과 프랑스, 일본 등은 다양한 안전기술을 적용해 도심 한복판에서 운영 중이다.
다만, 아직 비싼 차량가격과 수소연료 생산 비용은 숙제다. 경제성 문제를 해결하지 못할 경우 자칫 수소산업 전체가 좌초될 수도 있다는 지적이다.
최근 정부 지원 등 수소산업에 대한 투자가 본격적으로 시작되면서 대중화를 위한 작업이 진행 중이다. 업계는 지원과 투자가 늘어나면 관련 기술 연구도 활발해질 것으로 보고 있다.