이름만으로도 설레는 ‘수소 연료전지자동차’

이름만으로도 설레는 ‘수소 연료전지자동차’

수소 연료전지차를 주도하는 자동차 회사! 수소 스테이션은 누가 주도할 것인가?

수소 연료전지자동차(이하 수소차)는 미래 자동차로서 꾸준히 각광받고 있고, 국내외 굴지의 자동차 회사들이 앞 다투어 향상된 기술을 선보이고 출시하고 있다. 그 이유는 수소차야말로 가장 이상적인 친환경 미래자동차이기 때문이다. 수소차가 주목받은지는 오래 되지 않았지만 수소차의 역사가 짧지 않다. 수소차는 20세기에 2차 세계대전 당시 수소에 대한 연구가 시작되면서 독일에서 처음 개발되었다. 하지만 석유시대의 개막과 함께 수소차는 사람들의 기억에서 잊히는 듯 했다. 하지만 지구 온난화가 전 지구적 위기로 인식되고 그 주원인으로 화석연료 사용이 꼽히면서 친환경 자동차에 대한 연구의 필요성이 대두되었다. 현재 수소차 시장은 미국이 선두에 있는 가운데 국내의 현대차, 해외의 GM, 도요타와 같은 자동차 회사들이 그 뒤를 따라 경쟁하고 있다. 국내의 현대차는 ‘2013 투싼ix 수소 연료전지’, ‘2015 투싼ix Fuel Cell’을 출시하는 등 세계 수소차 시장에서도 큰 영향력을 가지고 있다. 그렇다면 수소차의 연료인 수소는 누가, 그리고 어떻게 공급할 것인가?

2015 투싼ix Fuel Cell (사진출처 : 교통신문) 

 

● 수소공급방법은?

우리나라는 산유국이 아니기 때문에 오로지 해외 산유국에 의존할 수밖에 없다. 따라서 경제적으로 볼 때 유가변동에 따라 경제가 심하게 흔들릴 수밖에 없다. 뿐만 아니라 환경적인 측면에서 석탄연료 사용으로 인한 유해가스 배출은 지구 온난화의 주범이 된다. 가장 큰 문제점은 석탄연료는 고갈 위험성이 있다는 것이다. 반면에 우주의 75%를 이루는 수소는 고갈 위험성이 없는 에너지 자원으로 평가받고 있다. 수소의 가장 매력은 부산물로 이산화탄소가 아닌 무공해인 물을 배출한다는 점이다.

그렇다면 수소는 어떻게 오염물질을 하나도 배출하지 않을 수 있을까? 수소 공급방법에는 첫 번째 실린더 및 트럭, 두 번째 생산지 소비, 마지막으로 파이프라인이 있다. 한국가스공사 연구개발원 이영철 수석연구원에 의하면 “국내에서 가장 많이 이용되고 있는 방법은 실린더 및 트럭을 통한 수송”이라고 했다. 실린더 및 트럭을 통한 수송은 철강 재질의 실린더에 0.5~50kg 정도의 소량의 수소 기체를 담아 소량 공급하는 방법이다. 대용량이 필요한 경우 튜브트레일러 또는 액체 탱크 트럭이 사용된다. 생산지 소비는 수소에너지가 필요한 장소에서 직접 생산시설을 통해서 공급하는 방식으로 최근 생산시설을 비용의 하락으로 실현 가능성이 높아지고 있다. 생산지 소비가 완벽히 실현된다면 최근 주목받고 있는 마이크로그리드를 수소에너지를 통해 구현해낼 수 있을 것이다. 그밖에 파이프라인을 이용한 수송의 경우 파이프라인 건설비용이 비싸므로 많이 이용되지 않고 있다.

 

 

● 국내외 수소 스테이션 현황

수소차의 상용화를 한시라도 앞당기는 방법으로 수소차의 기술 수준 향상과 더불어 수소를 공급하는 기반 구축이 꼽히고 있다. 수소 인프라 중에서 수소를 공급하는 수소 스테이션은 필수적이다.

(사진출처 : GLOBAL AUTO NEWS)

위의 지도에서 볼 수 있듯이 수소 인프라 구축은 현재 우리나라를 비롯해 미국, 일본 유럽에서 가장 활발하게 진행되고 있다. 미국은 서부지역이 유럽 중에서는 독일이 가장 많은 수소 스테이션을 건설 및 운영하고 있고, 덴마크와 영국 등 많은 EU가입국가에서 수소 스테이션 건설에 열을 올리고 있다.

 

(사진출처 : GLOBAL AUTO NEWS)

EU 가입국의 노력에도, 수소 인프라 구축은 역시 미국이 선두에서 현재 가장 많은 수소 스테이션을 운영하고 있다. 수소차의 발전과 발맞춰 수소 인프라 구축을 해내고 있는 모습이다. 위의 지도를 보면 얼마나 많은 수소 스테이션이 미국 내에 있는지 알 수 있다. 특히 서부지역은 캘리포니아를 중심으로 1999년부터 수소 스테이션 건설에 착수하여 실증단계에 있다. 수소 스테이션의 개수 또한 다른 지역보다 월등히 많은 수를 보유하고 있다. 2013년 기준 전 세계 수소 스테이션의 25% 이상이 미국에 집중되어 있다.

 

(사진출처 : GLOBAL AUTO NEWS)

 

그렇다면 가까운 나라 일본의 수소 스테이션 실증 및 현황은 어떨까? 일본의 경우 체계적인 계획수립으로서 수소 스테이션의 숫자를 단계적으로 늘리고 있을 뿐만 아니라 세계에서 수소 스테이션 실증이 가장 활발히 진행 중인 나라이다. 일본은 JHFCⅠ,Ⅱ를 실시하였다. 여기서 JHFC란 ‘Japan Hydrogen & Fuel Cell Phase’의 줄임말로서 해석해보면 ‘일본 수소 및 연료 전지 단계’라는 뜻이다. JHFCⅠ단계는 2002년~2005년까지 진행하였고 12개의 수소 스테이션을 건설 및 실증하였다. 곧바로 진행된 JHFC Ⅱ단계에서는 7개 수소 스테이션을 건설하여 현재는 총 30개 가까운 수소 스테이션을 보유하고 있다.

 

(사진출처 : 신소재경제)

 

지금까지 경제 강국 미국과, 이웃 나라 일본의 사례를 살펴보았다. 이제 대한민국의 수소 스테이션 현황에 대해 알아볼 필요가 있다. 먼저 우리나라 수소 스테이션의 특징은 서울, 수도권 지역에 수소 스테이션이 몰려있다. 눈여겨 볼만한 점은 2010년 설치된 서울 상암동의 수소 스테이션은 특이하게도 매립가스 개질을 통한 수소 스테이션이다. 국내 최초로 쓰레기 매립가스를 개질 한 사례로써 생산된 수소를 8개의 수소탱크에 저장한다. 그 밖의 수소생산방식으로 LPG개질, 수전해 부생수소, 납사개질 등 다양한 방법으로 수소를 생산하고 있다.

 

● 수소 시대를 위해 앞으로 나아가야 할 방향

앞서 언급한 바와 같이 미국과 일본은 수소 시대를 향해 한 걸음씩 다가가기 위한 노력을 꾸준히 해왔고 지금도 하고 있다. 그럼 우리나라는 현재 어떤 방향으로 나아가고 있을까? 아쉽지만 우리나라가 보이고 있는 수소에너지에 대한 자세는 매우 아쉽다. 나라마다 국가규모의 차이가 있고 비중을 두는 분야가 다를 수 있기 때문에 직접 비교는 불가능하지만 그럼에도 불구하고 많이 아쉬움이 남는다. 한국가스공사 이영철 수석연구원에 따르면 “2015년 현재 대한민국은 18개의 수소 스테이션을 보유하고 있다.”고 했지만, 운영이 종료되거나 신축 중인 스테이션을 제외하면 10개가 되지 않는 것이 현실이다. 이마저도 수소차분야에서 세계적으로 경쟁력을 갖춘 현대차가 있기에 가능한 일이다.

해외사례에 비추어 볼 때 대한민국의 문제점은 법 제도가 아직 과학기술을 따라가지 못함에 있다. 수소 시대를 맞이하기 위해 앞다투어 법 제도를 풀고 있는 다른 국가에 비해 대한민국은 아직 폭발 위험성이라는 관점에서 벗어나지 못한 모양새이다. 수소 시대를 열어 수소차를 상용화하기 위해서는 더 많은 수소 스테이션이 필요하지만, 수소에 대한 규제가 풀리지 않는다면 수소 시대는 먼 나라의 이야기가 될 것이다.

 

 S.F.8기 박상민(viscket@naver.com)