수소 연료 전지 차량이 왜 이렇게 주목받는가?
재작년에 니콜라라는 자동차 회사가 큰 이슈가 된 적이 있다. 니콜라 테슬라라는 발명가 한 사람의 이름에서 나온 자동차 회사가 둘인 셈인데, GM이 수소 대형 트럭 제작 스타트업인 니콜라와 지분 계약을 했다는 소식에 주가가 40% 급등했다가 사실은 사기극이었다는 한 애널리스트 회사의 보고서 때문에 주가가 곤두박질쳤다.
니콜라 원 이미지 - PV 매거진이제는 보편화된 전기차와는 달리, 수소차는 아직 우리에게 많이 생소하다. 핵반응이라는 것이 좀 무섭고. 수소라는 가스는 왠지 LPG나 다른 가스들보다 더 위험하고 다루기 힘들 것 같은 느낌이 든다. 그리고 수소 충전소는 주변에서 쉽게 찾아본 적이 없다. 자동차 회사의 판매 차량 CO2 규제 관련해서 전기차는 한 대 팔면 3대로 쳐 주는데 수소차는 5대로 쳐 주는 규정이 있었는데, 일각에서 수소차를 만들어 파는 현대차만 특혜 주는 거 아니냐고 이야기가 있다가 “야 몇 대나 판다고?” 한마디로 정리된 적도 있다.
전기가 우유라면 수소는 치즈다.
우리 아이들이 즐겨보는 '내일은 실험왕'에 이런 내용이 나왔다. 전기를 통해 물을 수소와 산소로 분해하고 이를 다시 반응시키면 전기가 다시 발생한다. 초등학생을 대상으로 한 학습 만화에도 나오지만 물을 전기를 이용해 수소로 만들어 두면 필요한 순간에 산소와 반응시켜서 전기를 이용할 수 있다. 전기를 받았다가 다시 사용하는 과정이 배터리로 동일하니까 연료 전지라고 부르고 이런 연료 전지로 작동하는 전기차를 수소 전기차라고 한다. 배터리 대신에 수소를 이용하는 것이다.
내일은 실험왕 40권 원소 편왜 수소가 중요한지는 전기를 만드는 방법의 변화와 밀접한 관련이 있다. 여름이 되면 전기 소비가 늘면서 Black Out 이 올 경우가 있는데 이럴 경우 한 도시 전체가 정전이 되어 시스템 전체가 마비되는 상황이 벌어지기도 한다. 이를 방지하기 위해서 한전에서는 항상 예비전력이라는 것을 10%~20% 정도 유지하기 마련이다.
사람들이 얼마나 쓸지가 정확히 예측되어서 유연하게 운영하면 좋겠지만 전기를 만드는 발전이라는 과정은 그렇게 마음대로 조절하기가 쉽지 않다. 그나마 발전량을 조절하기 쉬운 화력 발전은 기후 변화에 대한 영향이 크다 보니 점점 배제되면서 친환경 재생 에너지와 원자력 발전 비율이 늘어나고 있는데 이런 발전 방식의 가장 큰 특징은 발전이 되는 양을 제어할 수 없다는 것이다. 바람이 불어야 풍력이 되고, 구름이 끼면 태양광 발전은 줄어들 수밖에 없고, 원자력은 한번 동작하면 낮이고 밤이고 계속 발전을 해 대니까.
결국 낮 혹은 특정 계절의 피크에 필요한 예비전력까지 고려하면 발전이라는 산업은 늘 과잉 생산을 할 수밖에 없는 구조다. 이런 낭비를 보완하고 불필요한 발전량을 줄이려면, 저장을 해 둔 후에 피크시에 사용하는 ESS (Energy Storage System)를 이용한 Smart Grid 연구가 활발히 진행 중이다. 이 저장의 방법 중에 하나가 물을 분해해서 수소의 형태로 저장하는 것이고 이런 수소를 자동차에도 활용하면 이동에 필요한 탄소 배출량 전체를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.
현대차 공식 블로그 참조전기차보다 더 빨리 충전하고 큰차도 더 멀리 갈 수 있다.
다른 전기차와 내연기관 자동차에 비해 연료 전지는 kg당 에너지 밀도가 월등히 뛰어나다. (수소 30KW/kg vs 디젤 13KW/kg) 대신 특별한 충전 시설이 필요하고 가스 형태라 부피도 많이 차지한다. 그래서 가장 가능성이 높다고 여겨지는 분야가 기착지가 명확한 도심 버스나 운송용 대형 트럭이다. 국내에서는 현대자동차에서도 몇몇 도시에서 이런 차량들을 시범 운행하고 있습니다.
특히 대형 트럭은 현재 개발 중인 자율 주행이 상용화되려면 전동 화가 필수적인데 단순 배터리만으로는 무게 문제로 채 200km를 가기가 어렵다. 주행 거리 500km가 가능한 40톤짜리 전기차 트럭을 만들려면 배터리가 8톤이 들어가고 충전하는데도 엄청 긴 시간이 필요하다. 이 문제를 해결해 줄 수 있는 대안으로 각광받는 것이 한번 충전하면 용량에 따라 700km 이상 주행이 가능한 연료 전지다.
미국 내에서는 특히 심야에 장거리를 주행해야 하는 대륙 횡단용 대형 트럭이 연료전지를 통해 전동화 되면 운송 시장 자체가 크게 달라질 것으로 예측하고 있다. 현대자동차가 수소 상용차 연구에 중점을 두고 니콜라가 사기였음에도 불구하고 주식 시장의 주목을 받았던 이유도 여기에 있다.
공상 과학 만화에 나오는 물로 가는 자동차는 없다. 대신 달리면서 물만 내는 자동차는 실제 우리 주변을 지금도 달리고 있다. 수요가 줄어든 원유의 가격이 내려가면 소비자들의 기호는 경제성을 따라 움직이겠지만, 기후 변화와 미래를 생각한다면 수소와 연료 전지로의 전환은 허황된 꿈이 아니라 이미 다가온 가까운 미래다.
제 5 장 이제는 대세다 전기차 이야기
5-1 전기차와 내연기관 차량의 혼종 - 플러그인 하이브리드
5-2 전기로 가는 모터가 자동차 엔진보다 더 효율적인가?
5-3 모든 차량이 전기차로 가는 것이 가능한가? 정말 전기차가 친환경적인가?
5-4 테슬라 이야기 1 - 테슬라의 창립과 로드스터의 출시까지
5-5 테슬라 이야기 2 - 죽음의 계곡을 넘어 모델 S 개발까지
5-6 테슬라 이야기 3 - 테슬라 - 자동차를 새롭게 정의하다.
5-7 한번 충전하면 부산까지는 가야지?
더 생각해 보기 - 수소 연료 전지 차량이 왜 이렇게 주목받는가?
참고로 도움이 될만한 기사 링크입니다.
https://n.news.naver.com/mnews/article/469/0000474679?sid=101
