수소차와 수소 전기차는 뭐가 다르지?

2018년 출시되어 평창 올림픽 개막 전에 자율주행으로 평창까지 달려 이슈가 된 차인 현대 넥쏘! 다들 편하게 수소차라고 부르죠.

사진 : 수소 전기차 넥쏘 / 출처 : AutoDeal

그런데,넥쏘는 정확히 말하면 수소 전기 자동차입니다.

수소차는 LPG 차와 비슷하게 수소를 엔진에서 태워서 구동하는 엔진차입니다. 수소 전기차는 연료 전지에서 수소를 산소와 결합하여 만들어 지는 전기로 모터를 구동하는 전기차입니다.

수소 연료전지를 사용하기 때문에 영어로는 Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle. 줄여서 HFCEV라고 합니다.


출처 : Toyota Global

토요타의 수소 전기차 ‘미라이’로 작동원리를 간단히 볼까요?

자동차 인테이크 그릴로 들어온 공기 중의 산소가 필터를 통해 정화되어 연료 전지로 들어가고 수소 탱크에 충전된 수소가 연료 전지로 주입됩니다.

연료 전지에서 주입된 수소와 산소가 결합하여 전기를 발생시키고, 발생한 전기로 모터를 돌려 차량을 구동합니다. 배출되는 것은 오직 물 뿐이죠. 실제 넥쏘 뒤를 따라다니면 물이 흘러나오는 것을 볼 수 있어요.

 

 

수소라, 폭발 위험은 없나요?

왠지 수소를 이용한다고 하니 수소 폭탄이 연상되고 두려움이 생길 수 있죠.

사실, 수소 전기차는 자연상에 흔히 존재하는 경수소를 사용하고, 수소폭탄은 인위적으로 만들어진 중수소와 삼중수소를 핵분열을 통해 작동합니다. 이름은 같은 수소이지만 다른 종류 인 거죠.

또, 수소는 세상에서 가장 가벼운 기체로 만약 사고로 유출된다 해도 순식간에 확산되어 하늘로 올라가 버리기 때문에, 폭발 위험은 매우 낮습니다.

점화 온도도 섭씨 575도로, 휘발유(500도)나 경유(345도)보다 훨씬 높기 때문에 쉽게 자연발화 하지 않습니다.

사진 : Toyota 미라이 수소탱크 Gun Shot 테스트 / 출처 : Toyota USA YouTube

넥쏘에 적용된 수소 탱크는 낙하충격시험, 파열시험, 총격시험 등을 진행해 안전성을 검증한 바 있습니다. 

전 세계를 돌며 총기, 기밀, 낙하, 가압, 화재, 고온 등 15개 인증시험을 마쳤고, 용광로에서도, 수심 7,000m의 고압에서도 터지지 않고 안전한 상태로 남습니다. 철보다 강도가 10배 높은 탄소섬유 강화플라스틱으로 수소 탱크를 만들었기 때문입니다.

뿐만 아니라 전방 충돌 성능을 획기적으로 보강한 전방구조물 및 수소탱크 보호를 위한 차체 구조물 적용으로 차량 자체의 충돌 안전성도 확보했습니다.

– 출처. 현대자동차 그룹 저널

LPG 차보다 더 안전하게 만들어졌다고 볼 수 있습니다. 물론, 사고라는 것은 우리의 예측을 벗어난 상황에서 발생하지만, 불필요한 우려를 가질 필요는 없겠죠?

 

 

수소 자동차의 성능은?

넥쏘는 산타페보다 조금 작은 사이즈 입니다. 그러나 휠베이스는 조금 더 커서 실내 공간은 넉넉하죠.

사진 : 현대 넥쏘 / 출처 : 현대자동차

출력은 154ps, 최대토크 40.3kgf.m로 동급 SUV의 디젤 2.0 엔진보다 조금 낮습니다. 저 rpm에서의 무지막지한 토크는 느껴지지 않지만, 부족함 없는 주행능력과 가속 감각을 보여줍니다.

풀가속하여 160~170 키로를 넘어가면 가속이 더뎌지지만, 넥쏘는 그렇게 타는 차는 아니잖아요? 일상에서 전기차 특유의 조용함과 변속 충격 없는 부드러운 드라이빙을 즐기는데 부족함이 없습니다.

 

 

수소 충전소는 충분한가요?


출처 : 매일건설신문

수소 전기차의 충전 인프라는 아직 부족합니다. 2018년 8월 기준 일반인이 사용 가능한 수소 충전소는 8곳에 불과합니다.

따라서, 넥쏘 구매를 고려한다면 이용 가능한 충전소가 주변에 있는지 사전에 꼭 확인해야 합니다.

충전을 직접하지 못하거나 이용 시간도 제한되어 있는 경우가 있어서 불편함이 있습니다. (예. 상암동 충전소 09:00~18:00)

사진 : 광주 동곡 CNG + 수소 복합충전소 / 출처 : 월간수소경제

올해, 국토부와 한국도로공사는 올해 중 고속도로 휴게소에 수소 충전소 8기를 구축할 예정입니다.

영동선 여주(강릉 방향), 경부선 안성(서울/부산 방향) 및 언양(서울), 중부선 하남 만남의 광장, 호남선 백양사(천안 방향), 중부내륙선 성주(양평 방향), 남해선 함안(부산 방향)의 총 8곳의 휴게소 입니다.

추가로, 2022년까지 310개의 충전소를 추가 구축하기로 계획하고 있지만, 30억에 이르는 구축 비용, 충전소 운영의 수익성, 충전소 설치 규제 법규에 따른 도심 내 충전소 설치 제약 등의 문제를 해결해야 합니다.

 

 

수소 전기차의 경제성은? 


출처 : 현대자동차

보조금은 전기차 최대 수준입니다. 정부 보조금 2,250만 원에 천만원이 넘는 지자체 보조금이 지급되어서 3천만 원 중후반에 구매가 가능합니다. 여기에 취득세 감면 200만 원이 추가되죠.

지능형 안전 기술을 포함한 고급 옵션들이 기본 트림에 많이 포함되어 있고, 내장재도 매우 고급스러우며 유사 옵션 선택 시 동급 디젤 SUV 구입가격과 큰 차이가 없습니다.

오히려 보조금, 취득세 고려한 가격 대비 차량 자체의 가치는 더 높다는 생각도 듭니다. 같은 수소전기차인 토요타의 미라이나 혼다의 클래리티와 비교해도 성능과 옵션이 더 우수한데 가격은 낮죠.


출처 : EV post

유지비 측면에서는 향후 수소 가격이 얼마로 책정되느냐가 관건입니다. 수소 가격은 1kg당 5,500원에서 8,200원 수준으로 지역별로 다른 상황입니다. 서울은 현재 무료 운영, 충남 내포 충전소는 약 8천 원, 울산의 경우 5천 원 등 천차만별이죠.

8천원 기준으로 산타페와 km당 연료비를 비교해보면, 넥쏘는 싼타페 가솔린 대비 49%, 싼타페 디젤 대비 80% 선의 연료비가 예상됩니다.

 

 

배터리 전기차와 비교할 때 어떤 장점이 있나요?

전기차 대비 충전시간이 압도적으로 빠릅니다. 코나 일렉트릭 기준, 급속(50kw) 충전기로 완충 시 약 1시간 40분 정도가 걸립니다. 이에 비해, 넥쏘나 미라이의 충전 시간은 약 3~5분에 불과합니다.

넥쏘의 1회 충전 주행거리는 680키로에 달합니다. 리튬 배터리 전기차에 비해 주행거리가 상당히 길죠.

전기차는 주행거리를 늘리기 위해 배터리 용량을 키워야 하므로 판매가가 크게 올라가지만, 수소 전기차는 수소 탱크 용량만 늘리면 됩니다. 추가 원가 부담없이 초 장거리 전기차를 제작할 수 있는 것이죠.

 

 

수소 전기차가 공기 정화 기능이 있다던데? 

수소 전기차는 연료전지의 작동에 필요한 순수한 산소를 얻기 위해 고도의 공기정화 시스템을 갖추고 있습니다.

수소 전기차에 들어간 공기는 초미세먼지가 99.9%까지 걸러진 상태에서 다시 배출됩니다. 결국, 차가 대기 중의 공기를 맑게 걸러서 내보내는 공기정화기 역할을 하게 되는 것이죠.

배기가스는 제로. 배출되는 것은 맑은 공기와 물 뿐입니다.


출처 : 현대자동차그룹 저널(HMG)

달리는 공기 정화기, 수소 전기차가 서울 같은 대도시에 많은 수가 보급되어 도로 위를 주행하게 될 수 있기를 바랍니다.

충전소나 차량 가격 등 아직 풀어야할 숙제가 많지만, 미세먼지 없는 파란 봄하늘에 한발 더 다가갈 것이라는 희망이 생깁니다.