미래의 ‘착한 차’ 시장을 잡아라~
           전기차냐, 수소차냐, 제3의 차냐?

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전기차냐, 수소차냐, 아니면 제3의 차냐.
환경오염이 갈수록 심해지면서 세계 각국은 자동차 배기가스에 대한 규제정책을 한층 강화하고 있다. 그리하여 친환경차가 자동차 시장의 대세로 떠오를 것이라는데 이견은 없다. 속도가 얼마나 빠를 것이냐, 또 어떤 차종이 주류를 이룰 것이냐에 대한 논란만 있을 뿐이다.
미래의 ‘친환경차’ 또는 ‘착한 차’를 놓고 전문가들 사이에 전기차와 수소전지연료차(이하 수소차)를 놓고 의견이 분분하다. 다만 현재는 분명 전기차가 한 발 앞서가고 있는 양상이지만, 수소차는 우리가 최후에 선택해야 할 차로 지목되고 있다. 여기에 한 번 연료 주입으로 평생을 달릴 수 있다는 ‘토륨 자동차’가 개발돼 우리를 흥분하게 한다.
이들 자동차들의 기술개발과 장·단점을 짚어가면서 미래의 친환경자동차 시장을 알아보고자 한다.

전기차 보다는 수소차인가?

◇수소자동차의 개념도

우리가 친환경차 하면 전기차를 떠올리게 되는데 3가지 종류가 있다. 연료의 사용에 따라 전기차, 전기와 내연기관을 함께 사용하는 하이브리드, 일반인에겐 다소 생소하지만 수소로 움직이는 수소차로 구분된다. 이들 세 종류의 친환경차는 장·단점이 뚜렷하다.
먼저 전기차는 내장된 배터리에 전기를 충전해 사용하는데 차량 자체에서는 배출가스를 전혀 내보내지 않는다. 그러나 우리가 알고 있다시피 국내에서는 아직도 전기의 상당량을 화력발전에 의존하고 있는 실정이다. 그리하여 전기를 많이 쓸수록 화석연료를 사용하는 발전소를 돌려야하는 불편한 진실이 있다. 전기차가 많아질수록 화력발전소가 늘어야 하고 공기오염 개선효과도 감소된다고 말하는 이유가 여기에 있는 것.
거기에 기술적 한계로 아직 배터리에 저장할 수 있는 전기의 양이 많지 않다는 게 아킬레스건으로 지적된다. 주행거리를 늘리려고 자동차업체들이 연구와 투자를 계속하고 있지만, 현재 상용화되고 있는 차량은 한번 충전으로 200km를 넘기지 못하고 있다는 것이 정설이다.
초기의 친환경차라 불리는 하이브리드는 내연기관과 전기모터를 함께 사용하는데 도로사정, 주행속도에 따라 번갈아가며 사용할 수 있다. 배터리가 장거리 주행에도 방전될 걱정이 없으며 가속으로 힘이 필요할 때는 내연기관을 활용하면 돼 효율적이다. 하지만 일부 전문가들은 여전히 화석연료를 번갈아 사용한다는 이유로 ‘친환경차’가 아니라고 주장한다.
반면에 수소차는 차량 연료에 수소를 주입함으로써 달리는 ‘꿈의 친환경차’라 말할 수 있겠다. 우리 주변의 수소가 외부에서 유입된 산소와 화학반응을 해 자체적으로 전기를 생산하는 방식이며 소량의 물을 배출한다. 하지만 아직 상용화가 안 된 관계로 가격이 비싸다는 큰 단점을 갖고 있다. 아직 수소연료 충전소 인프라가 많지 않고, 폭발성이 있는 수소의 안전성 확보도 넘어야할 과제다.

일본-전기차, 한국-수소차 집중

 

△현대자동차의 수소차

그러면 장차 전기차 VS 수소차 대결의 승자는 어떻게 될까?
이에 대한 정답은 세계의 자동차산업에서 어느 기업이 주도권을 잡느냐와 직접적으로 연결된다. 내로라하는 글로벌 업계들이 서로 다르게 친환경차 산업에 접근하기 때문이다.
현재 전기차 쪽에 무게중심을 두고 개발하는 쪽은 일본차 업계로 닛산 리프가 가장 먼저 상용화에 성공했지만 도요타가 대표적이다. 반면 한국 자동차인 현대차는 전기차와 함께 수소차 개발과 연구에 투자를 더 집중하고 있다.
지금의 추세로 간다면 당분간은 전기차가 시장에서 강세를 보일 것으로 예상된다. 그 이유는 먼저 전기차의 기술개발 속도가 매우 빠르기 때문이다. 전기차는 지금까지 힘이 부족하다는 평가를 받아왔는데 기술수준이 업그레이드 돼서 내연기관에 버금가는 성능을 내고 있는 것.
또한 한 번 충전으로 운행할 수 있는 거리에 한계가 있었지만 점차 그 거리를 점차 늘려가고 있는 것도 긍정적이다. 상용화는 되지 않았지만 한번 충전으로 400km를 넘게 달리는 전기차의 모델을 개발했다고 한다.
배터리 성능도 좋아져 충전 시간도 짧아지고 있고 충전시설도 빠르게 늘어가고 있다.
국내의 경우 환경부는 지난 1월 롯데마트와 충전기 설치확산을 위한 업무협약을 체결하고, 올해 내로 전국 롯데마트 모든 매장(119개)에 전기차 급속충전기를 구축할 계획이다. 또한 전기차 급속충전기 사용요금을 kWh당 313.1원에서 173.8원으로 하향조정해 1월 12일부터 시행 중이다. 이렇게 되면 급속충전기를 이용한 전기차의 100km당 연료비는 2759원이며, 휘발유차 1만 1448원 대비 24%, 경유차 7302원 대비 38% 수준이다.(휘발유차 연비 13.1㎞·1ℓ 1499.65원, 경유차 연비 17.7㎞·1ℓ 1292.58원 기준)
수소차는 전기차에 비해 오히려 장점이 더 많다. 먼저 수소는 무한대의 자원이고 쉽게 구할 수 있기 때문에 환경오염은 ‘제로’다. 전기를 생산하는 데 대기오염의 주범인 배기가스를 배출하는 화력발전소가 필요하지 않다는 얘기다. 전문가들은 수소차 10만 대를 보급하면 원자력발전소 1기 생산전략을 확보하는 효과가 있다고 말한다. 여기에 전기차처럼 충전 과정이 필요하지 않아 경쟁력이 있다고 볼 수 있다.
그러나 위 두 차종은 경쟁관계가 아니라 동반자 관계로 발전할 것으로 예상된다. 지금 내연기관의 차들이 가솔린엔진과 디젤엔진이 서로의 장점을 내세우며 시장을 나누고 있듯이, 앞으로 친환경차도 전기차와 수소차가 일정 정도 시장 점유율을 나눌 것이라는 전망이 나온다.
한편 일부 전문가들은 전기차와 수소차는 각기 다른 용도로 공존할 수 있다고 내다봤다. 전기차는 세컨카, 경차, 소형차 위주로 사용되면서 내연기관의 도심, 단거리 주행을 대체하고, 장거리는 여전히 내연기관이 주도하는 시대가 전개되다가 장기적으로는 수소차가 내연기관의 장거리 주행을 대체한다는 것이다.

현대차·도요타, 친환경차 시장 경쟁

△현대차 아이오닉 일렉트릭

현재의 국내 시장 친환경차 대결은 현대차와 일본의 도요타로 압축된다.
특히 현대자동차와 도요타는 급부상한 전기차와 함께 수소차를 동시에 공략하는 투트랙 전략으로 글로벌 시장의 선점을 노리고 있다. 
친환경 대표 차종으로 사랑받던 디젤 차량의 인기가 감소하며 높아진 하이브리드와 전기차 분야에서 맞대결을 펼치고 있는 양사는 글로벌 제조사보다도 한 발 앞서 있는 수소차 분야에서도 패권다툼을 벌이고 있는 것.
현대차는 지난해 초 브랜드 첫 친환경 차량인 아이오닉 하이브리드를 시작으로 전기차 모델인 아이오닉 일렉트릭을 출시 중이다. 이어 하반기 플러그인 하이브리드(PHEV)까지 연달아 선보이며 친환경차량 시장 경쟁에 본격적으로 뛰어든 셈이다.
특히 아이오닉 하이브리드는 도요타의 프리우스를 정조준하면서 공격적인 전략으로 맞서고 있다. 뒤이어 아이오닉 일렉트릭을 내놓으면서 친환경차 경쟁에 본격적으로 나섰다.
도요타도 2015년 4세대 프리우스를 아이오닉 하이브리드와 비슷한 시점에 국내에 출시했다. 지난해 프리우스의 국내 판매 목표가 8500대인 점을 감안하면 한 해 동안 4000대 이상의 하이브리드 차량을 판매하겠다는 야심찬 목표를 세웠다. 

△도요타 프리우스

작년 하이브리드 시장에서 팽팽하게 맞붙은 양사는 글로벌 시장에서 수소차의 주도권을 놓고 2라운드를 치르고 있다. 현재 현대차와 도요타는 전 세계에서 단2종만 존재하는 양산 수소차 ‘Mirai(미라이)’와 ‘투싼ix FCEV’를 보유했기 때문이다.
수소차가 높은 차량 가격대와 충전시설 부족, 관련 정책 미흡에 대중화를 논하기엔 이른 상황이다.
그럼에도 불구하고 양사가 수소차 대결을 벌이는 이유는 1회 주입으로 400km이상을 주행할 수 있고 주입시간 역시 전기차에 비해 훨씬 빨라서 가장 효율적인 친환경 차종이기 때문이다. 또한 온실가스 감축 효과도 커 이산화탄소 배출량을 연간 210만 톤 정도를 줄일 수 있다.
가벼운 수소의 특성상 가스차나 석유차보다 오히려 폭발면에서 안정적이라는 지적도 나온다.
한편 한국자동차산업연구소에 따르면 국내에서 유일하게 양산 판매 중인 수소차 현대차 투싼ix FCEV가 동종 디젤 모델 차량을 대체(100만대 기준)했을 경우 연간 1조5000억 원의 원유 수입 대체효과가 발생한다고 밝힌 바가 있다.

백금 대체-인프라 확대 땐 수소차 ‘급가속’

그러면 최고의 친환경차인 수소차는 왜 비싸고 그 이유는 무엇일까?
현재 국내 시장에서 가장 저렴하게 공급되는 일본 수소차 미라이의 가격이 5만7500달러(약 7300만 원) 정도이다. 현대차의 투싼ix FCEV도 미라이 출시에 맞춰 가격을 8300만 원 수준으로 파격적으로 내렸지만 여전히 비싸기만 하다.
이렇게 수소차량의 가격이 비싼 이유는 연료전지에 들어가는 50~70g의 백금 때문이다. 그리하여 수소차의 연료전지 가격의 절반정도를 백금이 차지한다는 말도 있다.
다른 부분은 기술이 올라가면서 가격이 떨어질 수 있지만, 연료전지의 가격은 낮추기가 쉽지 않은 것으로 알려지고 있다. 미국 최초의 국립연구소인 아르곤국립연구소의 한 자료에 의하면, 연료전지의 제조비용에서 백금이 차지하는 비중은 거의 50%에 달하기 때문에 백금의 사용량을 감소시키거나 대체할 수 있게 되면 수소자동차의 가격을 획기적으로 낮출 수 있다고 언급했다. 개발된 촉매는 백금을 전량 대체할 수 있다고 밝히고 있다..
현재 부족한 인프라는 정부가 의지만 가지면 해결될 수 있는 문제이고, 폭발의 위험성은 다소 과장된 측면이 있으며 기술적으로 해결이 가능하다고 전문가들은 지적한다.
국내에선 지난해 12월부터 국내에서 처음으로 수소택시가 등장했는데, 환경부, 울산광역시, 현대차가 손잡고 울산지역에 투싼ix 수소차 택시 10대를 시범 운영 중이다.

꿈의 차 ‘토륨 자동차’ 언제쯤?

최근 2~3년 전부터 자동차에 관심이 있다면 놀랄만한 깜짝 뉴스가 등장하고 있다.
연료를 한 번 주입해 평생을 달릴 수 있는 자동차가 개발됐다는 소식이 외신을 통해 전해진 것. 소위 ‘토륨 자동차’인데 방사성 물질로 원자번호 90번인 ‘토륨(Thorium)’을 동력으로 사용한다 해서 주목을 받고 있다.
주목할 점은 토륨은 방사능이 약해 큰 위험성이 없는 물질로 알려져 있어 새로운 연료 시대를 개척할 것으로 기대를 모은다. 온 인류가 핵의 공포로부터 자유롭지 않다는 걸 생각하면 더욱 기대되는 자동차라 할 수 있다.
‘토륨 자동차’의 개념을 보면 6개의 바퀴가 모여 하나의 바퀴를 형성하는데 토륨 자동차 한 대에 24개의 바퀴가 달린 형태다. 각 바퀴에는 ‘인덕션 모터(induction motor·유도 전동기)’가 장착된다.
미국의 ‘레이저 파워 시스템(Laser Power System)’이 구상했다는 토륨 자동차는 딱 한 번만 주입해도 평생 달릴 수 있다는 장점이 있다. 토륨 자동차에는 총 8g의 토륨만 주입하면 되는데, 토륨 1g이 내뿜는 에너지는 휘발유 약 2만9000ℓ와 맞먹는다고 한다. 다시 말하면 휘발유 약 23만ℓ를 미리 넣어놓고 평생을 운행하는 셈이다.
온 인류가
아직 이론의 완성단계라지만 그야말로 ‘무결점 자동차’가 등장하는 날이 멀지 않아 보인다.

[환경미디어 박원정 기자]

 

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