기술 한입

전기차와 수소차는 진정한 친환경일까?

전기차와 수소차는 이제 미래가 아니라 현재가 되었다.

매연 대신 물이나 아무것도 내뿜지 않는 이 차들은 친환경의 상징처럼 여겨진다.

하지만, 조금만 깊이 들여다보면, 진정한 친환경인지는 생각해 볼 필요가 있다.

수소차는 수소를 고압 (약 700 bar) 탱크에 저장하고, 연료전지로 공급하여 전기를 생산하고 모터를 돌린다.

고압으로 저장하는 이유는 수소는 질량당 에너지는 매우 높지만, 부피당 에너지는 낮아서 고압으로 압축이 필요하기 때문이다.

연료전지(Fuel Cell)는 수소와 산소를 외부에서 주입하여 화학반응을 통해 전기 에너지를 생산하는 장치다. 수소와 산소라는 연료를 이용하여 전기를 생성하는 일종의 발전기다. 이 과정에서 부산물은 물 뿐이라 깨끗한 에너지의 상징처럼 보인다.

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<수소차 - 넥소, 출처:현대차홈페이지>

전기차는 원리가 단순하다. 외부에서 공급되는 전기를 배터리에 저장하고, 이 전기로 모터를 구동한다.

운행 효율만 보면 전기차가 유리하다.

배터리에 저장된 전기로 곧바로 모터를 돌리기 때문에 에너지 손실이 적다.

<전기차 - 아이오닉5, 출처:현대차 홈페이지>

반면, 수소차는 수소 -> 전기(연료전지) -> 모터 단계를 거쳐야 하므로 효율이 그만큼 떨어진다.

그럼에도 수소차가 주목받는 이유는 충전 시간이 전기차에 비해 짧고, 한 번 충전하면 700km 이상 달릴 수 있기 때문이다.

장거리 트럭이나 버스에는 수소차가 유리하다.

수소차나 전기차 모두 전기로 모터를 돌린다는 공통점이 있다. 둘 다 매연 없이 깨끗하다.

하지만, 연료 생산 단계부터 차량 운행까지 '전 과정 평가(LCA - Life Cycle Analysis)' 관점에서 보면 얘기는 달라진다.

전기차의 배터리를 충전하는 전기가 태양이나 바람을 이용한 재생에너지가 아니고, 석탄/LNG 화력발전소에서 왔다면, 친환경이라 부를 수 있을까? 결국 '석탄/LNG로 달리는 전기차'에 불과하다.

수소차도 마찬가지다.

수소를 생산하는 방식은 1) 천연가스를 개질(Reforming)하는 방식, 2) 석유화학 공장이나 제철공장에서 나오는 부생 수소, 3) 물을 전기분해하여 수소를 얻는 수전해 방식이 있다.

1)번과 2)번으로 수소를 만드는 과정에서는 이산화탄소가 배출되기 때문에 그레이 수소(Grey Hydrogen)라 한다. 이산화탄소 포집 기술을 적용하면 블루 수소(Blue Hydrogen)가 된다. 3)번으로 수소를 만들면 그린 수소(Green Hydrogen)라 부르지만, 전기분해에 공급되는 전기 원천이 재생에너지가 아니면 온실가스가 배출될 수밖에 없다.

전기나 수소를 생산하는 원천 측면에서 보면 '친환경차'라는 수식은 어색하다. 친환경은 단순히 차에서 매연이 안 나온다는 개념이 아니다.

결국 답은 하나로 정해졌다.

진정한 친환경으로 가기 위해서는 태양, 바람과 같은 재생에너지 비중이 획기적으로 늘어나야 한다. 소형 모듈 원자로(SMR)에도 관심을 높여야 한다.

그렇지 않으면, 전기차도 수소차도 탄소 저감 효과는 제한적일 수밖에 없다.

진짜 친환경은 자동차 한 대에서 매연이 배출되지 않게 하는 게 아니라, 그 자동차를 움직이는 에너지 시스템 전체가 바뀌어야 비로소 완성된다.