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수소 에너지, 버스와 열차 그리고 어선에 활용된다

현대차그룹은 미래의 새로운 대체 에너지로 주목받고 있는 수소를 활용해 수소 모빌리티 시대를 앞당길 예정이다. 첫 번째 대상은 버스와 열차, 어선이 될 예정이다.

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육상부터 해상까지 친환경 수소 에너지가 활용 영역을 빠르게 확장하고 있다

지구 온난화에 따른 이상 기후는 더 이상 미래의 이야기가 아니다. 지금 이 순간에도 지구 곳곳에서 자연 파괴에 대한 우려와 온실가스의 주범인 화석 연료 사용을 줄여야 한다는 목소리가 끊이지 않고 있다. 아침에 일어나자마자 날씨 예보와 미세먼지 농도를 확인해야 하는 시대, 안타깝지만 우리가 처한 현실이다. 화석 연료를 대체할 새로운 친환경 에너지원을 마련해야 한다는 주장에 전 세계가 주목하는 이유다. 


세계 주요 도시들이 내연기관 자동차의 도심 진입을 제한하겠다며 벼르고 있는 현재, 새롭게 떠오르고 있는 대안이 바로 수소 에너지다. 태양열 및 풍력, 수력과 같은 재생 에너지원은 자연을 이용한 힘이기에 에너지 생산량을 정확히 예측하기 어렵고 지역에 따라 편차가 생길 수 있다. 대규모 저장 및 운송이 가능하고, 에너지 효율성과 탄소 배출 저감에 효과적인 수소 에너지가 주목받는 이유다. 


수소 경제 구축에 적극적인 현대차그룹

2세대 수소전기차 넥쏘 출시 이후 현대차그룹이 지나온 수소 경제 구축 과정

현대차그룹은 지난해 12월 현대모비스 충주공장에서 충주 수소연료전지시스템 제2공장 신축 기공식을 열며 2022년까지 4만 대 규모의 수소연료전지시스템 생산 능력을 갖출 것이라고 밝혔다. 이날 함께 발표한 중장기 수소 로드맵 ‘FCEV 비전 2030’에 따르면, 현대차그룹은 다가오는 2030년까지 국내에서 연 50만 대 규모의 승용 및 상용 수소전기차 생산 체제를 구축할 예정이다. 이를 위해 연구·개발 및 설비 부문에 총 7조6,000억 원을 투자하고 약 5만1,000명의 인력을 새롭게 고용할 계획이다. 


이에 현대차그룹은 수소충전소 설립, 양산형 수소전기버스 공개, 수소전기열차 및 수소 어선 개발을 위한 MOU를 맺는 등 퍼스트 무버로서 바쁘게 움직이고 있다. 


현대차그룹×강원도, 수소연료전지 소형 어선 개발 MOU

현대차는 5톤급 소형 어선에 수소연료전지시스템을 적용하기 위해 강원도와 MOU를 맺었다

지난 5월 9일, 강원도 평창에서 ‘국제수소포럼 2019’가 개최됐다. 이는 강원도가 삼척시를 수소 생산부터 운송, 저장, 판매까지 가능한 수소 자원 자립 도시로 조성하고자 마련한 국제 포럼이다. 강원도는 이틀간 열린 국제수소포럼 2019에서 현대차를 비롯해 여러 기업과 공공기관, 비영리재단 등과 4건의 MOU를 맺었다. 그 중 강원도가 현대차 및 강원테크노파크와 체결한 MOU는 친환경 수소 어선을 공동 개발한다는 내용이다.

수소 어선이 많아질수록 동해의 하늘은 언제나 맑고 푸르른 모습을 보여줄 것이다

이는 나날이 강화되는 환경 규제에 대비하고 선박에 주로 쓰이는 디젤 엔진에서 발생하는 소음과 매연으로부터 어민들의 조업 환경을 개선하기 위해 추진하는 사업이다. 이에 따라 강원도는 5톤급 수소 어선 개발을 위한 각종 인허가를 지원하고, 현대차는 수소 어선에 들어가는 핵심 부품인 수소연료전지를 개발 및 공급, 강원테크노파크는 어선 제작사와 수소 어선을 만들고 실증하는 역할을 맡게 된다. 



수소전기버스 양산 1호차 첫발을 내딛다

달리면서 공기를 정화하는 수소전기버스가 본격적으로 국내 주요 도심을 달리게 됐다

6월 5일 경남 창원에서 열린 ‘제24회 환경의 날 기념식’에서는 신형 수소전기버스 양산 1호차가 공개됐다. 현대차는 창원에서 공개한 1호 수소전기버스를 필두로, 정부 및 지자체와 협력해 올해 광주, 울산, 서울, 부산, 서산, 아산 등 지자체 7곳에 35대의 수소전기버스를 보급할 예정이며, 내년부터 매년 300대 이상의 수소전기버스를 양산한다. 


작년 11월 서울에서 시범 운행에 투입된 수소전기버스. '타요' 캐릭터가 친근한 인상을 전한다

현대차는 지난 2006년부터 수소전기버스를 개발해왔으며, 2006년 독일월드컵 기간 중 1세대 수소전기버스의 시범 운행을 성공적으로 마친 바 있다. 창원에서 공개된 수소전기버스는 3세대 모델로, 지난 2018년 10월 울산, 11월 서울 시내버스 노선에 투입돼 수소전기버스의 친환경성과 안전성, 우수한 주행 성능을 입증했다. 울산과 서울에서 운영 중인 수소전기버스가 시범 운영이었다면, 창원에서 공개된 수소전기버스는 정식 노선에 투입되는 최초의 양산형 모델이라는 점에서 중요한 의미를 가진다.


수소전기버스는 최적의 무게 배분과 효율적인 실내 공간을 위해 주요 부품을 곳곳에 분산했다

달리면서 공기를 정화하는 수소전기차의 친환경성은 수소전기버스에서 더 빛을 발한다. 넥쏘의 경우 1시간을 주행하면 성인 42.6명이 1시간 동안 호흡하는 양의 공기를 정화하는 것으로 알려진 반면, 수소전기버스는 성인 76명분의 공기를 정화한다. 이는 1km를 달리면서 4.863kg의 공기를 정화할 수 있는 능력으로, 시내를 끊임없이 오가는 시내버스의 특성을 고려하면 매우 효과적인 공기 질 개선을 기대할 수 있다. 최대 45명이 탑승할 수 있는 3세대 수소전기버스는 수소 1kg당 13.5km, 1회 충전 시 약 450km를 주행할 수 있어 주행 거리에 대한 불안함도 말끔히 덜어냈다.

전기 트럭과 수소 트럭의 비교 그래프. 주행 거리가 길어지면 수소 트럭의 운행 비용이 훨씬 저렴하다

트럭도 버스와 비슷하다. 전기 트럭도 수소전기 트럭 못지않게 실용적이지만, 운송 수단에 활용할 경우 수소가 더 효율적이다. 짧은 충전 시간과 수소 탱크의 높은 에너지 밀도는 장거리를 운행하는 트럭과 버스, 선박에 활용하기에 이상적이기 때문이다. 글로벌 컨설팅 업체 맥킨지는 미래 수소 경제를 분석한 보고서에서 전기 트럭과 수소 트럭의 운행 거리에 따른 비용을 비교했는데, 100km 이상의 거리를 운행할 경우 수소 트럭에 드는 비용이 더 낮다고 분석했다. 


현대차×현대로템, 전선 없이 달리는 수소전기열차

현대차와 현대로템은 수소전기열차 개발을 위한 MOU를 맺고 2020년에 처음 수소전기열차를 선보일 예정이다

수소 어선과 수소전기버스에 이어 현대차그룹이 주목한 것은 열차다. 지난 6월 10일, 현대차와 현대로템은 수소전기열차 개발을 위한 MOU를 맺고 2020년까지 시제 열차 제작을 완료할 것이라고 밝혔다. 이에 따라 현대차는 수소연료전지를 공급하고 관련 기술을 지원, 현대로템은 수소전기열차 제작 및 수소연료전지와 차량 간 시스템 인터페이스를 개발·검증할 예정이다. 


수소전기열차는 물 이외의 오염 물질을 배출하지 않는 친환경 열차로, 전선과 변전소 등의 급전 설비가 필요하지 않아 전력 인프라 건설 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 무엇보다 열차는 운송 거리가 멀고 많은 이들이 이용하는 이동 수단이라는 점에서 수소 에너지의 친환경성과 효용성이 높아질 것으로 보인다. 국토교통부와 미국 비영리단체 참여 과학자 모임 UCS(Union of Concerned Scientists)의 분석에 따르면, 디젤열차를 수소전기열차로 대체할 경우 에너지 생산 전 주기에서 이산화탄소 배출을 51.9% 저감할 수 있다고 한다. 이를 1km를 주행하는 상황으로 가정하면 이산화탄소를 직접 배출하는 디젤열차는 19kg, 이산화탄소를 간접 배출하는 수소전기열차는 9.8kg 정도로 큰 격차를 보인다. 

현대로템은 부산국제철도기술산업전에서 수소전기열차의 성장 가능성을 제시했다

현대로템은 올해 1월부터 수소전기열차 개발에 돌입했으며, 저상형 트램 형태로 제작 중이다. 1회 충전에 최대 200km의 주행 가능 거리, 최고속도 70km/h의 성능을 목표로 개발 중이며, 향후 수소연료전지로 작동하는 트램과 전동차, 기관차 등을 추가로 개발할 계획이다. 현대로템은 6월 12일부터 15일까지 부산 벡스코에서 열리는 '부산국제철도기술산업전'에 참가해 수소전기열차의 성능 시험용 플랫폼 열차를 최초로 공개했다. 



현대차×한국도로공사, 다양한 수소 모빌리티를 위한 인프라 확장

지난 4월, 국내 최초의 고속도로 수소충전소가 만들어졌다. 앞으로 더욱 많은 수소충전소가 곳곳에 생길 예정이다

수소전기차의 확대, 수소 에너지를 활용한 다양한 모빌리티의 등장도 중요하지만, 이를 뒷받침하기 위해서는 수소 충전 인프라가 필수적이다. 현대차그룹은 수소 경제 시대를 앞당기기 위해 수소 인프라 구축에도 적극적이다. 


지난 4월 12일, 현대차와 한국도로공사는 경부고속도로 안성휴게소 서울 방향과 부산 방향 지점에 각각 수소충전소를 열고 본격적인 수소 모빌리티 시대의 개막을 알렸다. 간결하고 모던한 디자인을 뽐내는 안성휴게소 수소충전소는 1시간 동안 5대 이상의 수소전기차를 완충할 수 있는 25kg/h의 충전 용량을 갖췄으며, 오전 8시부터 오후 10시까지 운영된다. 

다가오는 8월 말, 여의도 국회의사당 앞에 서울 시내 첫 번째 상업용 수소충전소가 들어서게 된다

현대차는 한국도로공사와 협업해 전국 곳곳의 고속도로 휴게소에 수소충전소를 구축할 예정이며, 서울과 부산, 인천 등 대도심 안에 일반인도 쉽게 접근할 수 있는 수소충전소를 구축 중이다. 정부 또한 올해 86곳, 2022년까지 310곳, 2040년까지 1,200곳의 수소충전소를 전국적으로 구축할 계획이다.



세계는 왜 수소 에너지를 활용한 모빌리티에 주목하는가?

현대차그룹은 충주에 수소연료전지공장을 새로 짓고 수소 경제 구축에 탄력을 가하고 있다

지난 2017년 스위스 다보스 세계경제포럼에서는 수소 경제 관련 글로벌 CEO 협의체인 ‘수소위원회’가 설립됐다. 이후 줄곧 수소위원회 공동회장사를 맡아온 현대차는 지난해 2세대 수소전기차 넥쏘를 출시하고 'FCEV 비전 2030'을 발표하는 등 수소 에너지로의 패러다임 전환을 위해 힘쓰고 있다. 올해 초, 정의선 현대차그룹 수석부회장이 수소위원회 공동회장에 취임한 것도 같은 맥락이다. 


한편, 맥킨지는 2030년까지 전 세계에서 550만~650만 개의 수소연료전지 수요가 있을 것으로 예상했다. 나아가 2050년 전 세계 수소 경제의 규모는 약 2,500조 원에 달할 것이며, 한국 자동차 산업은 수소전기차 부문에서만 연 매출 25조 원 이상을 달성할 것으로 예측했다. 정의선 수석부회장이 충주 공장 기공식에서 "수소전기차의 부품 국산화율은 99%에 달할 정도로 산업 파급 효과가 크다. 협력사와 함께 미래 자동차 산업의 새로운 성장 기반을 구축하겠다"고 언급한 내용에 신뢰가 가는 이유다. 


다양한 운송수단으로 영역을 넓혀가는 수소연료전기 에너지의 확장성도 눈여겨봐야 한다. ‘FCEV 비전 2030’에서 밝혔듯, 현대차그룹은 2030년까지 선박과 철도, 지게차 등 다양한 모빌리티에 연 20만 개의 수소연료전지시스템을 공급할 계획이다. 수소전기차 생산뿐 아니라 정부 및 지자체, 민관과 협력해 수소 사회를 적극적으로 구축하겠다는 전략인 셈이다. 


지구 온난화와 미세먼지에 대한 불안이 해소되는 미래의 친환경 시대를 구축하기 위해 전 세계가 힘을 모으는 중이다. 수소 에너지는 그 중심에 설 것으로 보인다. 쾌청한 하늘과 미세먼지 없는 공기를 마음껏 누릴 수 있는 내일은 생각보다 빨리 다가올지도 모른다. 


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