[취재] 과연 수소 모빌리티 시대는 도래할 것인가?

[취재] 과연 수소 모빌리티 시대는 도래할 것인가?

대학생신재생에너지기자단 27기 이대현

 

2025 한국전기화학회 수소 산업기술 심포지엄

[자료1. 한국전기화학회 수소 산업기술 심포지엄 포스터]

출처: 한국전기화학회

한국전기화학회 주체로 2025 수소 산업기술 심포지엄이 지난 2월 21일 금요일 서초 aT센터 5층 그랜드홀에서 오전 10시에 개최됐다. 이번 심포지엄에서는 현대자동차의 수소 기술 개발 현황을 시작으로, 두산퓨얼셀, 삼성물산, 포스코홀딩스 등의 산업 동향을 공유하는 세션이 진행됐다. 이후 삼성전기, SK에코플랜트, 아크로랩스 등이 연료전지 및 수전해 기술 개발 및 시장 상황을 설명했으며, 마지막으로 LT메탈, 한국유미코어촉매, 케이세라셀 등의 소재 부품 기업들이 수소 밸류체인 구축 및 소재 국산화 전략을 발표하며 행사가 마무리됐다. 

기후위기가 현실화되면서 탄소중립 실현을 위한 재생에너지 기반 그린수소 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. 수소는 친환경 캐리어로 주목받으며, 2024년 12대 국가전략기술 중 하나로 선정됐다. 그러나 현실적인 문제도 존재한다. 재생에너지를 활용한 그린 수소 생산은 LCOH(Levelized Cost of Hydrogen, 균등화 수소 단가)가 높아 경제성이 낮고 초기 도입 비용이 과도하게 발생한다는 문제가 있다. 이에 따라 수소 경제 활성화를 위한 기술적·산업적 해결책이 요구되는 시점에, 이번 수소 산업기술 심포지엄은 수소 산업을 주도하는 기업들의 방향성과 연구 동향을 공유한 중요 기회로 자리매김했다. 그 중 수소와 모빌리티 산업을 융합하며 위기를 기회로 대처해 나가는 현대자동차 그룹 발표에 집중해 기사를 작성했다. 

 

수소 모빌리티 사회를 위한 HTWO Grid

현대자동차 한국일 실장은 수소 사회로의 전환을 앞당길 HTWO Grid와 현대자동차의 차세대 모빌리티 기술에 집중해 발표를 진행했다. HTWO Grid 솔루션을 통해 현대자동차그룹은 수소 산업 전반의 밸류체인을 연결하고 생산부터 활용까지의 성장 동력을 확보하겠다는 포부를 밝혔다. 한국일 실장은 또한 '수소 에너지는 Clean(청정에너지), Versatile(다목적성), Accessible(접근 가능성), Fair(공평성) 등을 가지고 있는 미래 에너지'임을 강조하며 업스트림의 수소 생산과정과 다운스트림의 FCEV 등까지 수소 생태계를 구축하는 방안을 설명했다. 

[자료2. 현대자동차 그룹 HTWO Grid 설명자료]

출처: ⓒ27기 이대현

[자료3. HTWO Grid의 수소 산업기술 밸류체인]

출처: 현대자동차 수소연료전지시스템

 

지속 가능한 사회를 위한 수소생산: W2H, P2E 

최근 현대자동차는 W2H(Waste-to-hydrogen), P2E(Plastic-to-Hydrogen) 등을 통해 수소를 생산하고 있음을 밝혔다. 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 가축 분뇨와 같은 폐기물 등에서 방출되는 메탄을 활용해 수소를 생산하거나, 메탄을 정제해 바이오 가스를 생산 후 이를 수소로 변환하는 방식인 W2H는 현재 현대건설과 현대로템이 협업해 대한민국 충주에서 진행 중에 있다.

또한 일상 쓰레기 배출되는 플라스틱 중 재활용 없이 소각되고 매립되는 폐플라스틱은 다양한 환경 오염을 야기한다. 2060년까지의 폐플라스틱 배출은 2019년 대비 12.3억 톤으로 증가될 것으로 예상된다. 재활용이 불가해 소각 및 매립되는 폐플라스틱을 원료로 활용해 수소를 생산하는 기술을 현대엔지니어링에서 수행 중이다. 파분쇄, 입도 등의 전처리 공정을 통해 금속, 모래 등의 불순물을 제거한 후, 현대엔지니어링에서 자체 개발한 용융 공정을 통해 미세 불순물을 추가로 제거한다. 이후 가스화 공정에 용융 폐플라스틱, 산소, 스팀을 투여해 CO와 H2로 이루어진 합성가스를 생산한다. 마지막 정제를 통해 H2를 추가 생산하고 불순물을 제거해 99.99%의 고순도 수소를 생산한다. P2E 방식을 통해 폐플라스틱을 연간 13만 톤을 처리하며 고순도 수소를 연 2.4만 톤 생산할 수 있다는 이점을 가진다. 추가적으로 그린 수소 생산을 위해 PEM 방식의 수전해를 도입한 현대건설은 보령에서 하루 1톤의 수소를 생산하는 수전해 기반 수소생산기치 구축사업에 참여하고 있다. MW급의 수전해 양산을 목표에 두고 있으며 최근 중동 등의 해외 지역에도 적극 진출을 진행하고 있음을 알렸다. 

[자료4. 현대자동차 차세대 FCEV 이니시움 컨셉]

출처: 현대자동차

투싼iX Fuel Cell, 넥쏘와 같은 승용차 부문부터 엑시언트, 일렉시티 수소전기버스와 같은 상용차까지 생산하며 꾸준히 FCEV를 일궈왔던 현대자동차는 2024년 10월에 열렸던 현대 모터스튜디오 고양에서 새로운 FCEV인 이니시움(INITIUM)을 최초로 공개했다. 2025년 상반기에 공개될 이니시움은 ▲ 수소탱크 저장 용량 증대 ▲ 에어로다이나믹 휠 적용 ▲ 구름 저항이 적은 타이어 탑재 등을 통해 650km 이상의 주행가능거리를 확보했다고 밝혔다.  또한 V2L(Vehicle to Load) 기능까지 추가하며 콘셉트카로서의 면모를 갖췄음을 강조했다. 시도 없던 분야에 새로운 길을 만들어 나가며 수소 분야의 혁신을 주도하고 있는 현대자동차의 목표와 이를 위한 꾸준한 연구가 이루어지고 있음을 알 수 있었다.

 

추가적인 수소 모빌리티 도입을 노리는 현대자동차

[자료5. 수소 모빌리티 시대 도입을 위한 트램]

출처: 현대로템

운송, 대중교통 부문의 CO2 배출 부문이 상당히 많은 점을 고려했을 때 유럽에서 주로 시행되고 있는 모빌리티, 트램을 도입함으로써 현대자동차는 친환경 대중교통을 통해 탄소중립을 실현하고자 한다. 현재 현대로템은 대한민국 울산에서 세계 최초 수소 전기 트램 상용화를 목표로 하는 실증 운행에 성공했고 진행 중에 있다. 수소 전기 트램 1개 편성에는 95kW 용양의 수소 연료전지 4대가 설치되며 1회 충전으로 150km 주행이 가능하며 주행 과정에서 탄소 배출이 없으며 오히려 운행 시간당 800μg의 미세먼지를 정화하고 107kg의 청정공기를 생산한다.

이처럼 수소 활용이 증가하며 차세대 모빌리티 기술과 연결되는 산업의 동향을 이해할 수 있었고 단순 연구 부문에서 많은 성장을 이룩하며 탄소중립을 위해 실제 상용화가 진행되고 있는 분야를 파악했다. 다양한 모빌리티를 통해 일상생활에서 수소를 접할 날이 머지않음을 언급했다. 국가 선도 사업으로 자리매김하고 있는 수소 산업은 최근 대부분의 지자체와 협업해 진행되는 점을 알 수 있었다. 이에 관해 수소 관련 사업의 진행 여건을 개선하고 정책·법률적인 추가 보완이 있어야 한다고 한국일 실장은 언급했다. 

 

모빌리티와 수소의 결합을 위한 수소 충전소 

모빌리티 시장의 확대를 지원하기 위한 수소 충전소의 현황과 문제점, 해결방안에 대해 알아보도록 하겠다. 

[자료6. 전국 전기차 충전소 현황]

출처: 환경부 무공해차 통합누리집

테슬라의 전기차 출범 이후 문제가 되었던 전기차 충전소 보급률은 2025년 3월 기준 총 412,191기로 매우 높은 수준을 유지하고 있다. 인프라의 확대를 통해 꾸준히 보급 중에 있으며 34,714기였던 2020년도 대비 10.8배 증가한 수치이다. 

[자료 7. 전국 상업용 수소충전소 구축 현황]

출처: 수소경제 종합정보포털

수소 생산 및 활용의 분야는 꾸준히 확대되고 있으나 현재 전국 상업용 수소충전소 구축 현황은 이를 충족시키기 못하고 있다. 2024년 12월 기준 전국 408기의 수소 충전소만이 보급돼 있으며 승용차, 승합차의 전체 합계인 37,557대 대비 매우 부족한 수치이다. 2024년 수소차 보급대수가 전년 대비 72%나 감소한 이유에는 턱없이 부족한 수소 충전소가 대표적인 이유로 꼽힌다. 모빌리티 기술력이 크게 성장한 현시점, 모빌리티 기술 투자에 더불어 인프라 구축을 지원할 자본과 정책이 더욱 성장해야 할 필요성을 느낀다. 현대자동차는 기존의 수소 충전소에 추가로 이동형 수소 충전소를 제공하고 있다. 

H 무빙 스테이션 기술을 통해 최대 20대의 FCEV의 충전을 지원하며 풍력 기반의 그린 수소를 바탕으로 수소를 생산하고 있다. 그러나 매번 수소를 충전하기 위해 무빙 스테이션을 활용하기 어렵고 수소 모빌리티의 전체적인 성장과 상용화를 위해선 수소 충전소 개수에 관한 근본적인 문제가 해결돼야 한다. 또한 수소 자동차의 폭발 위험성에 관한 인식 개선과 사용률을 증가시키기 위한 실용 차원의 솔루션이 필수적이다. 기업 관계자들의 꾸준한 목소리를 통해 실생활에 수소 모빌리티가 도래될 생존 전략을 구사해야 한다. 

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수소에 관한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "교통과 수소의 만남, 지구를 살리는 친환경 교통수단", 23기 김용대, 26기 강민석, 27기 박희원, 홍민서 https://renewableenergyfollowers.org/4725

교통과 수소의 만남, 지구를 살리는 친환경 교통수단

2."이제는 수소버스와 함께 출퇴근해요!", 21기 곽서영, https://renewableenergyfollowers.org/4087

이제는 수소버스와 함께 출퇴근해요!

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참고문헌

[수소 모빌리티 사회를 위한 HTWO Grid]

1) 성재경, "[신년 기획] 2025 수소시장 전망 ① 수소정책 부문", 월간수소경제, 2025.01.03, https://www.h2news.kr/news/articleView.html?idxno=13159 

2) HTWO 뉴스룸, "왜 수소인가", https://www.htwo.hyundai.com/ko/hydrogen/why-hydrogen HTWO Grid 솔루션, https://www.hyundai.com/worldwide/ko/company/innovation/hydrogen-value-chain

3) HTWO Grid 솔루션, https://www.hyundai.com/worldwide/ko/company/innovation/hydrogen-value-chain

[지속 가능한 사회를 위한 수소생산: W2H, P2E] 

1) 성재경, "현대차그룹 ‘수소사회 전환’ 의기투합…‘HTWO Grid 솔루션’ 발표", 월간수소경제, 2024.01.09, https://www.h2news.kr/news/articleView.html?idxno=11817

[모빌리티를 통한 수소의 활용: 차세대 FCEV, 이니시움]

1) 한상원, "수소차 이니시움 출시 예고로 반전 노리지만···업계 반응 ‘싸늘’", 가스신문, 2025.02.13, https://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=118898

[추가적인 수소 모빌리티 도입을 노리는 현대자동차]

1) 현대로템, "수소전기트램과 조금 더 친해지는 방법", 2024.11.29 https://www.hyundai.co.kr/story/CONT0000000000165777

[모빌리티와 수소의 결합을 위한 수소 충전소] 

1) 수소경제 종합정보포탈 수소산업진흥 전담기관, 국내 상업용 수소충전소 구축현황, 2024.12, https://www.h2hub.or.kr/main/stat/stat_distribute_charge_domestic.do 

2) 차지인포 통계정보, 전기차 충전기 구축현황, 2025.03.16,  https://chargeinfo.ksga.org/front/statistics/charger

3) 최광열, "수소충전소, 어디에 얼마나 건설되고 있나", 4차산업혁명뉴스포탈, 2019.07.20,
http://www.msdkr.com/news/articleView.html?idxno=10736