"미래 자동차는 수소전기차가 주도할 것"

↑ 차세대 차량의 특징과 과제 [자료 제공 = IBK투자증권]

수소연료전기차(FCEV)가 미래 자동차 시장을 주도할 것이라는 분석이 나왔다. 당장은 화석 연료를 사용하는 내연기관을 대체하기는 어렵지만 궁극적으로는 수소전기차가 시장 패러다임을 바꿀 것이라는 의견이다.
이상현 IBK투자증권 연구원은 최근 발간한 보고서를 통해 "수소전기차가 궁극적인 미래 자동차에 가깝다"면서 "수소전기차의 경우 수소 공급 인프라 확립 등의 난제가 있지만 배출 청정도, 저탄소, 주행거리, 충전시간 등에서 가장 궁극적인 차량으로 꼽히고 있다"고 말했다.
수소전기차는 수소를 사용해 발생시킨 전기에너지를 동력원으로 사용하는 자동차를 말한다. 보통 수소를 에너지원으로 활용하는 자동차를 수소자동차(Hydrogen Car)로 통칭하는데, 개발 초기 수소를 직접 연소하는 방식에서 더 효율적인 연료전지 방식으로 발전해왔다. 연료전지를 활용해 전기에너지로 구동에너지를 활용할 경우 상대적으로 동급 내연기관차의 약 2배 효율성이 높은 것으로 알려져있다.
기존의 내연기관차가 진화를 거듭해 2050년 경에는 엔진의 에너지 효율성이 50%를 달성할 수도 있지만 저탄소 배출 측면에서는 전기차나 하이브리드카를 따라갈 수 없다. 또 수소전기차의 연료전지를 통해 수소 1몰(mole)당 286kJ의 에너지가 생산되는데, 이 에너지를 전기에너지로 전환할 경우 이론상 연료전지의 전지 최대 효율은 80% 이상으로 알려져 있다.
이 연구원은 "이 같은 석유 연료의 한계 때문에 단·중거리 배터리전기차(BEV)가 전도 유망해 보인다"면서도 "전기차가 유망한 것은 사실이지만 충전시간과 비용을 줄여야 하는 이슈에 봉착해 있다"고 설명했다.
그러면서 수소전기차의 장점은 전기차 대비 초기구입비용 저감 가능성이 높다는 데 있다고 진단했다. 2016년 기준 전기차 차량 원가에서 차지하는 배터리 원가 비중은 약 36% 정도로 추산되고 있다. 차량 가격을 낮추기 위해서는 배터리 원가를 낮춰야 하지만 전기차 단점인 운행거리를 늘리려면 배터리 용량을 늘릴 수 밖에 없다. 또 배터리 구성품 가운데 가장 중요한 '셀' 제조에 사용되는 코발트 등의 원재료 가격이 가파르게 상승하고 있는 점도 부담이다.
이 연구원은 "수소전기차의 경우 전기차 배터리와 같은 핵심 부품이 '스텍'인데, 스텍은 셀이 적층된 구조이고 이 셀에 귀금속인 백금이 촉매제로 사용돼 가격이 비싸지만 최근에는 가격이 떨어지는 추세"라면서 "스텍에서 백금이 차지하는 원가 비중은 50% 정도로 알려져 있지만 최근 원가 비중은 기술개발로 20% 내외수준까지 낮아졌다"고 말했다.
실제 현대차 투산ix35 수소전기차의 백금사용량은 80g에 달했으나 이후 도요타·혼다 수소전기차에 사용된 백금량은 각각 30·11g으로 대폭 줄었다. 특히 백금은 회수 후 100% 재활용이 가능해 원가 부담이 크지 않다고 볼 수 있다.
수소전기차의 단점으로는 충전소 인프라 및 연료 비용을 들 수 있다. 국내 운영 중인 수소충전소는 8개 정도에 불과할 정도로 인프라가 극히 제한적이다. 수익을 목적으로 하는 수소충전소 운영사업이 거의 없다보니 지방자치단체 운영 수소충전소는 충전용 수소를 무상으로 제공하고 있다.
이 연구원은 "수소 공급사업자로부터 충전용 수소를 공급받는 지역별 평균 가격은 지난해 7월 기준 충남지역이 ㎏당 7150원, 창원 6910원, 울산 5500원 수준"이라면서 "단위거리로 환산해보면 수소가격이 디젤가격보다는 낮게 형성돼야 메리트가 있는 것으로 평가된다"고 내다봤다.
[디지털뉴스국 김경택 기자]