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친환경 끝판왕 수소차, 어디까지 왔나

EDITOR 조윤

입력 2019.03.07 17:00:01

미세먼지 문제가 날로 심각해지는 요즘, 배기가스를 배출하지 않는 친환경 자동차인 수소차에 대한 관심이 높아지고 있다. 문재인 대통령이 홍보대사를 자청해 화제가 되기도 했던 수소차에 대해 궁금한 모든 것.

#수소는 고갈 우려 없는 청정 에너지원

현대자동차의 친환경 수소차 넥쏘.

현대자동차의 친환경 수소차 넥쏘.

문재인 대통령은 지난 1월 울산시청에서 열린 ‘수소경제 활성화 로드맵’ 발표 행사에 참석해 “요즘 현대차, 특히 수소차 부분은 내가 아주 홍보 모델”이라며 적극적인 관심과 지원 의지를 드러냈다. 수소 자동차는 ‘궁극의 친환경 차’로 불린다. 수소를 태워 에너지(전기)를 만들고, 배기가스가 없는 것을 넘어서 오히려 공기를 정화하기 때문이다. 수소차에 공급되는 산소는 미세먼지가 없어야 하기 때문에 차량 내 필터로 미세먼지를 걸러낸다. 현대자동차의 수소차 ‘넥쏘’를 1시간 몰면 공기 26.9㎏이 정화되는데 이는 성인 42명이 1시간 동안 호흡할 수 있는 양이다. 

현재 전 세계 자동차 시장은 미래 자동차 왕좌의 자리를 놓고 전기차와 수소차의 경쟁이 치열한 상황. 수소차 분야의 글로벌 리더로 꼽히는 현대자동차 측은 “수소차의 구동은 전기차와 동일하게 배터리에 의존하지만, 고갈 우려가 없는 수소를 산소와 결합해 전기를 만들고 배출가스 대신 물만 내놓기 때문에 수소차가 진정한 의미의 친환경 차”라고 설명한다. 전기차에는 전기를 공급해 충전하는 이차전지가 쓰이지만, 수소차에는 수소와 산소가 결합할 때 발생하는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 연료전지가 쓰인다. 수소차는 탱크에 수소만 있으면 언제든 연료전지를 작동할 수 있고 수소를 충전하는 시간도 2, 3분에 불과하다. 급속 충전을 해도 1시간가량 소요되는 전기차에 비해 월등하다.


#수소차 분야의 글로벌 리더, 현대자동차

세계적인 자동차 회사들 가운데 수소차 분야에서 가장 앞선 기술력을 보유하고 있는 곳은 현대자동차다. 현대차는 2013년 양산형 수소차인 ‘투싼 FCEV’를 세계 최초로 생산한 데 이어 2018년 초에는 세계 최장 주행거리를 기록한 넥쏘를 선보였다. 일본의 토요타는 2014년 수소차 ‘미라이’를 내놨고 혼다는 2016년 ‘클래리티’를 선보였으며, 메르세데스 벤츠와 BMW 등 독일 차 브랜드들도 수소차 시장 진입을 준비 중이다. 수소차의 1회 충천 주행거리는 넥쏘 609㎞, 클래리티 589㎞, 미라이 502㎞ 순이다. 

현재 국내에서 구입할 수 있는 수소차는 현대자동차가 지난해 3월 출시한 넥쏘가 유일하다. 넥쏘는 지난해 글로벌 시장에서 9백47대가 팔렸으며 올해 목표는 6천 대다. 가격은 모델별로 6천8백90만~7천2백20만원 선이지만 정부의 친환경 차 구매 보조금을 지원받아 3천4백40만~3천7백70만원에 구입이 가능하다.


#국내외에서 인정받은 넥쏘의 안전성

수소차에 대한 관심이 높아짐에 따라 안전성에 대한 우려도 동시에 따라오는 것이 사실이다. 수소라고 하면 먼저 ‘수소폭탄’을 떠올리는 사람들이 많기 때문이다. 이에 대해 현대자동차는 “수소차의 연료는 수소폭탄에 사용되는 중수소·삼중수소와 다르며, 자연 상태에서 수소는 중수소·삼중수소가 될 수 없다”고 설명한다. 수소폭탄은 수소의 원자핵이 융합해 헬륨의 원자핵을 만들 때 방출되는 에너지를 파괴용으로 사용한 것이다. 수소차의 연료전지에서 일어나는 수소와 산소의 전기 화학 반응과는 기술적으로도 연관성이 없다는 것이다. 수소 자체는 연소 속도가 빠르고 착화 온도가 낮으며 색깔과 냄새가 없어 누출 감지가 어렵다. 하지만 안전성을 확보할 수 있는 기술이 수많은 시험 검증을 통해 마련돼 있다는 게 수소차 산업계 전문가들의 설명이다. 또한 수소가 노출될 경우 공기보다 14배가량 가볍기 때문에 가솔린, 디젤, LPG처럼 특정 공간에 축적되지 않고 신속하게 공기 중으로 사라진다고 덧붙였다. 



실제로 넥쏘는 내압용기(수소 저장 탱크)를 포함한 수소연료전지차의 최적 설계를 통해 한국가스안전공사와 영국 교통부 지정 기관, 독일 기술검사 협회의 인증 기관 등으로부터 파열시험, 낙하충격시험, 화염시험, 내화학시험, 총격시험 등 14개 항목에 걸쳐 안전 인증을 받았다. 내압용기의 경우 운송 중 낙하에 의한 충격손상시험과 예리한 칼날 손상에 따른 복합재결함내구시험을 1만2천 회 거쳤으며 센서가 장착돼 있어 주변 온도나 충격을 감지해 수소 방출을 차단하거나 외부로 내보낸다. 만에 하나 차량 화재로 일정 온도를 넘어서면 수소를 외부로 방출해 폭발이 아니라 불꽃만 발생한다는 것이다. 현대자동차 측은 “넥쏘의 수소 저장 탱크는 에펠탑 무게(7300t)도 견딜 수 있는 수준이며 철보다 강도가 10배 높은 탄소섬유 강화 플라스틱으로 제조해 수심 7000m에서도 안전하다”고 밝혔다. 또한 정면, 후방, 측면 충돌 성능 시험을 통해 승객 안전도 검증됐다. 충돌 후 프레임, 탱크, 고압 부품류 파손 및 수소 가스 누출 여부에 대한 확인도 이뤄졌다. 

이러한 넥쏘의 안전성은 유럽의 신차 안전성 평가 프로그램인 ‘유로 NCAP’ 대형 오프로드 부문에서 2018년 최우수 차량에 선정된 것을 통해 검증됐다. 수소차가 최고 등급인 별 다섯 개를 받은 최초의 사례다. 넥쏘는 국토교통부 한국교통안전공단 주관 ‘2018 올해의 안전한 차’ 중형 SUV 부문, 친환경 차 부문, 어린이 보호 부문 등 최우수상 3관왕에 올랐다.


#국회를 비롯, 도심에 들어서는 수소차 충전소

정부는 현재 16곳인 수소차 충전소를 2022년까지 3백 곳 이상으로 늘릴 계획이다. 사진은 수소차 여주 충전소.

정부는 현재 16곳인 수소차 충전소를 2022년까지 3백 곳 이상으로 늘릴 계획이다. 사진은 수소차 여주 충전소.

정부는 ‘수소경제 활성화 로드맵’에서 2022년 수소차 생산 3만5천 대를 달성하고, 2025년 연 10만 대(내수 6만 대, 수출 4만 대)로 확대하겠다고 발표했다. 수소차에 대한 접근성을 높이기 위해선 수소차 충전소가 필수불가결한데, 1월 말 기준 국내 충전소는 16곳(연구용 5곳 포함)에 불과하다. 용도 제한이나 화학물질 규제 등으로 인해 그간 허가에 어려움이 있었기 때문. 이와 관련 정부는 규제 샌드박스(새로운 제품이나 서비스가 출시될 때 일정 기간 동안 기존 규제를 면제, 유예시켜주는 제도)를 적용해 국회와 현대 계동사옥을 비롯한 도심 5곳에 충전소 설치를 허가했다. 국회에 들어설 충전소는 오는 7월 완공 예정이다. 성윤모 산업통상자원부 장관은 “각종 규제로 수소차 충전소의 부지 확보가 어려운 상황에서 세계 최초로 국회에 설치하는 수소차 충전소는 큰 의미가 있다. 국민이 수소차 충전소에 대한 불안감을 해소하고 안심하는 데 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 정부는 수소차 충전소를 2022년 3백10곳, 2040년 1천2백 곳으로 늘릴 계획이다.


기획 김명희 기자 디자인 김영화
사진제공 현대자동차




여성동아 2019년 3월 663호
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