BMW도 뛰어든 수소차의 세계, 수소차에 대해 알아보자

아빠들의 드림카 메이커 중 하나인 BMW가 2023년 4월 11일, 12일 양일간 BMW드라이빙 센터에서 BMW의 수소연료전지차에 대한 비전을 공유하는 'BMW ix5 하이드로젠 데이'를 개최했습니다. BMW ix5 하이드로젠은 BMW 수소연료전지 파일럿 모델로, 수소연료전지 차량의 비전을 보여주는 차입니다. BMW 그룹은 기존의 내연기관, 전기차뿐만 아니라 미래 모빌리티의 새로운 대안으로써 수소연료전지 차 역시 선택지에 두고 개발하고 있다고 했는데, BMW 같은 글로벌 그룹도 달려드는 수소차에 대해 알아보겠습니다.

1. 수소연료전지 차 정의

수소연료전지 차(수소차)란 기존 가솔린 내연기관 대신 연료전지를 이용한 차세대 친환경 자동차를 말합니다. 수소와 공기 중의 산소를 반응시키고, 이때 발생하는 전기를 이용해 차를 구동시키는데, 이산화탄소 등의 탄화수소물이 아닌 물을 배출하여 친환경 자동차라고 말합니다. 수소차의 작동 원리의 핵심은 전기인데, 수소와 산소가 촉매를 통해 반응하여 생성되는 전기로 모터를 구동시킵니다. 즉, 물을 전기분해하면 양(+) 극에서 산소가 생성되고 음(-) 극에서 수소가 생성되는데, 이것을 반대로 하여 수소를 이용해 물을 만들면 그 과정에서 전기가 생성됩니다.

2. 수소차와 전기차의 비교

1) 구동원리

수소차는 수소탱크에 충전된 수소를 전자와 수소이온으로 분리한 후 전기를 발생시킵니다. 분뢰된 수소이온은 대기 중의 산소와 결합하여 대기를 오염시키지 않는 물을 배출합니다. 전기차는 배터리에 충전된 전기를 이용해 주행합니다. 배터리와 모터가 엔진 역할을 하여 엔진이 없으며 소음이 적고 대기오염물질을 배출하지 않습니다.

2) 충전시간 및 주행거리

수소차와 전기차 모두 내연기관에 비해 저렴한 연료비를 보여줍니다. 굳이 비교한다면 전기차가 수소차보다 충전비용은 더 저렴하다고 볼 수 있습니다. 하지만 전기차는 수소차에 비해 충전 시간이 오래 걸립니다. 전기차는 차량에 따라 다르겠지만 보통 급속충전은 30분, 완속충전은 4시간 이상 소요됩니다. 이에 반해 수소차는 충전시간이 5분 내외로 내연기관과 차이가 얼마 나지 않습니다. 또한 1회 충전시 주행거리도 수소차가 조금 더 유리합니다. 수소차는 1회 충전시 약 600km를 주행할 수 있는 반면 전기차는 300km 내외여서 2배 가까이 주행거리가 차이 납니다.

3) 충전소

수소차의 가장 큰 단점 중 하나가 충전소 인프라 문제입니다. 수소차 충전소를 만드는데 비용이 많이 들어갑니다. 수소 충전소에 백금이 필요한데 백금가격이 높아서 인프라를 구축하는데 비용이 많이 들어간다는 단점이 있습니다. 최근 백금을 대체할 촉매제를 개발하고 있긴 하지만 현재는 확실한 단점으로 볼 수 있습니다.

4) 승용차, 상용차

전기차에서 배터리는 필수적입니다. 차량이 커질수록 배터리 용량도 커져야 하므로 배터리 용량과 비용, 충전시간을 고려하면 트럭이나 버스 등의 상용차에는 전기차가 유용하지 않습니다. 그래서 대형트럭과 버스에는 전기차보다는 수소차가 더 어울립니다. 그래서 현대에서는 상용차로 수소차를 만들어서 유럽에 수출을 하기도 하였습니다.

3. 국가별, 업체별 수소차 사업

지난해 기준으로 우리나라는 수소차를 2만 2786대를 판매하며, 전년대비 29% 증가한 세계 수소차 시장에서 우리나라는 점유율 57%를 차지하면서 4년 연속 독주 태세를 보여주었습니다. 반면 미국과 일본은 수소차 시장 영향력이 계속해서 감소했습니다. 오히려 중국이 수소차 보급 정책으로 인해 2021년 1,772대에서 2022년 5,046대로 176%의 성장세를 보여주었습니다. 업체별로는 우리나라의 현대차가 세계 최초로 1만 대 판매를 돌파하는 기록을 세우며 시장 점유율 52%를 차지하였고, 2강 체제를 유지하던 일본의 도요타는 3,924대(17%)에 그치며 수소차 시장에서 영향력이 감소했습니다. 최근 BMW도 수소차 양산에 박차를 가하겠다고 발표하면서 수소차 시장의 문을 두드리고 있습니다. 반면 벤츠의 모회사인 다임러는 수소차 생산 계획을 철회한다는 발표를 했습니다. 이와 같이 전기차에 비해 수소차 시장은 아직 혼돈의 시장으로 볼 수 있습니다.

4. 수소차 시장의 미래는 어떨까

미래 친환경차 시장이 전기차로 갈 것인지 수소차로 향할 것인지 속단하기는 이릅니다. 수소차는 유럽뿐만 아니라 미국과 중국에서도 개발 중이지만 양산형 모델을 내놓은 곳은 현대차와 도요타를 비롯해 몇 기업 안됩니다. 휘발유차와 경유차가 한 세기를 풍미했듯이 기술력과 현실 적합성, 미래 잠재성 등을 놓고 볼 때 전기차와 수소차가 공존할 가능성이 높다고 보입니다. 전기차든 수소차든 당분간 정부 보조금에 의존하는 것이 불가피하지만, 결국 차 가격을 떨어뜨리고 충전 인프라 문제를 어느 쪽이 먼저 해결하느냐가 미래차 시장을 선점하는 관건이 될 것이라고 생각합니다.