김필수 대림대학교 자동차학과 교수

이번 2012 파리모터쇼에 전시된 현대차의 연료전지차는 차세대 친환경차 중 주목받는 차종임에 틀림이 없다. 이미 현대차는 기반 기술부터 15여년에 걸쳐 기술축적을 이루어 도요타 등의 메이커와 함께 희소가치가 극히 큰 첨단 기술을 보유하고 있다고 할 수 있다. 저온에서도 충분한 전기에너지가 생산되는 연료 전지 스택부터 충분한 수소를 공급할 수 있는 안정된 탱크에 이르기까지 그 동안 고민되어 온 여러 난제를 푸는데 전력을 기울여 왔다.

이번에 발표된 상용화를 전제로 한 연료전지 모델은 투산ix35 모델이다. 이미 디자인 등 여러 측면에서 가장 대표적으로 인정받는 차종을 기반으로 연료전지화한 모델로서, 상당한 관심은 물론이고 여러 테스트를 거쳐 인정을 받고 있다. 이미 지난 세월 동안 국내는 물론, 미국, 유럽 등 세계 각지에서 내구성을 쌓아와서 충분한 실전 테스트를 받았다는 점도 다른 메이커와는 차별화되는 특징이라 할 수 있다.

필자의 경우도 국내에서 모하비 연료전지차를 며칠 동안 운행해본 경험이 있어서 그 우수성에 대하여 피부로 느낀 바가 크다고 할 수 있다. 이 연료전지차를 현대차는 오는 2015년까지 매년 1,000대 정도를 생산하여 유럽의 각국 정부나 관공서 등 공공기관 중심으로 리스 형태로 운영할 예정으로 있다. 상황에 따라 반응이 좋으면 확대 생산하여 차세대 친환경차 시장을 주도하겠다는 포부를 가지고 있다.

연료전지차는 분명히 미래를 좌우할 여러 친환경차 중 궁극적인 차종으로 떠오르고 있다. 최근 친환경차를 대표하는 3기종인, 하이브리드차, 전기차, 연료전지차 중 가장 친환경적이면서 연료 걱정이 없는 차종이라는 데에 의구심을 가지고 있는 사람은 없다고 할 수 있다.

플러그 인 하이브리드차를 포함하고 있는 하이브리드차는 엔진과 모터를 겸용하는 관계로 시스템이 가장 안정적이면서 고연비와 친환경성을 강조하고 있으나 완전한 무공해는 아니어서 과도기적 모델로서 많이 강조되고 있다. 그래서 현재 가장 대표적으로 판매되고 있고 앞으로도 상당기간 동안 역할을 할 모델이다.

또한 6~7년 전부터 부각되기 시작한 전기차는 가장 오래된 모델이면서도 차량 자체는 완전한 무공해 자동차여서 세계 각국에서 한두 모델은 생산하거나 생산할 예정으로 있는 모델이다. 연료전지는 수소와 산소는 결합되면 물만 배출하고 에너지가 생산되며, 수소와 산소는 지구 상에 무진장한 원료인 만큼 한계가 없다는 극한의 장점을 지니고 있다고 할 수 있다.

그러나 전기차는 아직 가격적 측면이나 내구성, 충전거리 및 충전시간은 물론이고 충전 인프라 등 여러 면에서 큰 단점으로 작용하여 완전한 상용화에는 시간을 요한다고 할 수 있다. 특히 간접적인 측면에서 전기에너지를 어떻게 생산하는 가에 따라 간접적 오염원으로서의 문제도 있어서 고민이 되는 부분도 많은 모델이다. 상대적으로 연료전지차는 장점으로 작용하는 특징도 있으나 역시 단점도 아직 많이 남아있어 풀어야 할 숙제가 많다고 할 수 있다.

이번에 3년 이내에 1천대 정도의 상용 모델 생산은 세계 최초이면서 새로운 시대를 여는 의미 있는 전략이라고 할 수 있으나 향후 풀어야 할 숙제도 많다고 할 수 있다. 그래서 리스 형태기간 동안 실제 소비자가 운행하는 특성 파악은 물론 운행상의 차량의 한계와 개선점 등도 파악하고 그 동안 제시된 문제점도 풀 수 있는 계기로 삼아야 한다는 것이다.

몇 가지 측면에서 고민되는 부분이 있다고 할 수 있다.
우선 가격적 측면은 항상 등장할 것이다. 동급의 가솔린차가 2천만원대이면 전기차는 5천만원대, 연료전지차는 1억원을 호가한다. 가격적 측면은 향후 해결되지 못하면 한계로 작용한다는 것을 알 수 있다. 물론 수작업 형태이니 대량 생산하고 기술적 향상을 통하여 얼마든지 낮출 수 있을 것이다. 특히 수소와 산소가 결합하여 전기에너지가 생산되는 핵심장치인 연료전지 스택의 가격을 얼마나 낮추는가도 관건이라고 할 수 있다.

둘째는 안정도이다. 많이 개선되긴 했지만 저온에서의 시동성은 물론이고 시동꺼짐 현상을 방지하고 수소탱크의 안정도는 매우 중요하다고 할 수 있다. 충돌 사고에서도 안전한 탱크 구조와 충전 시스템의 간편성과 안정성도 중요할 것이다. 자동차라는 것은 어떠한 상황에서도 안정도가 보장되지 않으면 치명적인 문제라 할 수 있기 때문이다. 이러한 부정적인 부분을 어떻게 긍정적으로 돌리는가도 중요한 요소이다.

셋째로 충전 인프라이다. 수소 충전소 설치는 간단한 부분은 아니라는 것이다. 일반 주유소나 LPG 충전소와는 개념이 다른 만큼 안전하게 요소요소에 수소 충전소가 필요하다는 것이다. 물론 한번 충전에 거의 600Km 갈 수 있는 부분은 전기차와는 다른 의미라 할 수 있으며, 전기에너지의 예비율 고민 등 간접적인 고민도 연료전지차는 없다는 장점도 있다고 할 수 있다. 넷째로 수소의 생산 및 수송이다. 수소는 가장 편하게 생산하는 방법은 기존 석유자원에서 추출하는 것이다.

그러나 이렇게 하면 친환경의 의미가 퇴색되고 한계가 발생하는 만큼 얼마나 친환경적으로 여러 수단에서 수소를 값싸게 공급하는 가도 관건이라고 할 수 있다. 수소는 지구가 만들어진 이래 곳곳에 숨어있는 기본 원소이고 널려 있는 재료라고 할 수 있다. 문제는 이러한 수소를 얼마나 쉽게 저렴하게 생산하는 가일 것이다.

물론 먼 미래에는 물에서 값싸게 전기분해하여 수소와 산소를 얻는 방식도 도입되어 연료전지차 자체의 에너지원이 물이 될 날도 있을 것이다. 그리고 발생한 수소를 안전하게 충전소까지 이동시켜주는 것도 중요한 항목이 될 것이다. 이 밖에도 아직 연료전지차는 해결하여야 할 숙제가 많다고 할 수 있다.

연료전지 기술은 차량 뿐만 아니라 각종 차세대에 중요한 기술로 사용될 수 있는 부분이다. 용량에 따라 각 가정에서 비상용 발전기를 활용되어 정전에 대비한 전기에너지원이 될 수 있는 부분도 크다는 것이다. 연료전지 자체가 배터리가 아닌 소형 발전기임 만큼 오지나 각 가정에서의 역할은 물론 정규 에너지원의 역할도 기대가 되는 부분이라는 것이다.

최근 전기에너지의 안정적 수급이 부각되면서 일본 등에서는 전기차의 배터리를 필요할 때 외부에서 꺼내 사용하는 다목적 전기차가 시험되고 있는데, 바로 연료전지차는 이러한 측면에서 가장 폭넓은 역할이 가능하다는 것이다. 연료전지차뿐만 아니라 외부의 어떠한 에너지가 필요할 때 다목적으로 활용도가 가장 높은 모델이기도 하기 때문이다.

분명히 연료전지차는 다른 어떠한 모델에 비하여 가장 많은 장점과 의미를 가지고 있다. 현대차의 연료전지차 생산 계획이 차질 없이 진행되어 우리가 세계 친환경차 시장을 주도하는 대표 메이커가 되었으면 한다.