1회 충전 580㎞ 수소전기냐, 가성비 뛰어난 순수전기냐

- 친환경차 ‘2車 대전’

■ 현대車 차세대 수소 SUV 공개
공기중 산소 결합해 전기 생산
짧은 충전에 긴 주행거리 장점
대기 흡입 미세먼지 정화는 덤
수소탱크 필요 비싼 가격이 흠

■ 美·佛·獨, 전기車 개발 올인
엔진보다 부품 적고 원리 간단
수소차처럼 배기가스·소음없어
차 가격·유지비용 저렴 큰 인기
주행거리 짧고 충전 오래 걸려

현대자동차는 17일 서울 영등포구 여의동 한강공원에 마련된 수소전기하우스에서 내년 출시예정인 스포츠유틸리티차량(SUV) 타입의 차세대 수소연료전지차(FCEV·이하 수소차)를 세계 최초로 공개했다. 이날 선보인 수소차는 연료전지 성능, 수소 이용률 등을 개선해 시스템 효율을 기존 55.3%에서 60%로 끌어올렸고 이를 기반으로 1회 충전 시 주행가능거리를 국내 기준 기존 415㎞에서 580㎞ 이상으로 늘렸다. 또 연료전지시스템 압력 가변 제어기술 적용으로 최고출력을 이전 모델 대비 약 20% 이상 향상된 163마력까지 끌어올려 내연기관차와 동등한 수준의 동력성능을 갖췄다.

현대차가 수소차 첫 양산에 이어 진일보된 차세대 수소차를 출시함에 따라 순수전기차(NEV·이하 전기차)의 완승으로 끝나는 듯했던 미래 친환경차 시장 주도권 경쟁은 제2라운드에 접어들게 됐다. 2015년 발생한 디젤차 배기가스 배출량 조작 사태와 연이은 글로벌 각국의 환경 규제 강화, 디젤차 운행 금지 등이 내연기관차의 종말을 앞당기면서 눈앞으로 닥친 전기차와 수소차 간 진검승부를 앞두고 각 차량의 특징과 장단점, 완성차업체들의 추진 전략 등을 살펴봤다.

22일 관련 업계에 따르면 내연기관차에서 친환경차로 넘어가는 일종의 과도기적 기술인 하이브리드차를 제외할 경우 현재 글로벌 친환경차 시장은 전기차가 주도하고 있다. 전기차는 말 그대로 배터리를 충전한 뒤 전기의 힘으로 달리는 차다. 내연기관차와 달리 주행 중 배기가스가 전혀 없고 엔진이 내는 소음, 진동도 없다. 구동기관인 전기모터는 엔진보다 부품 수가 적고 작동원리도 간단해 수리비도 3분의 1 수준이다. 직접 전기를 생산해 내는 수소차와 비교할 경우 차량 구조가 훨씬 간단하고 가격 또한 저렴하다.

단점은 충전시간이 길고 1회 충전으로 달릴 수 있는 거리가 일반적으로 100∼300㎞ 내외로 짧다는 점이다. 충전시간은 급속충전의 경우에도 최소 20∼30분가량이 소요되고 완충 시에는 10시간 이상 걸리는 차종도 있다. 값비싼 배터리 가격 탓에 1회 충전 시 주행거리 역시 100∼300㎞로 짧은 편인데 최근에는 대용량 배터리를 채택해 주행거리가 500㎞를 넘는 차들도 속속 등장하고 있다.

수소차는 이론적으로 가장 이상적인 친환경차로 꼽힌다. 연료전지가 수소와 공기 중 산소를 결합해 물을 생성하는 과정에서 전기가 만들어지고 이 전기의 힘으로 달린다. 전기차와 마찬가지로 배기가스 배출이 없고 순수한 물만 배출된다. 오히려 연료전지 작동을 위해 흡입되는 공기 중에 포함된 미세먼지 등 공해 물질을 정화하는 작용을 한다. 전기를 생성하는 과정만 추가됐을 뿐 역시 전기모터를 구동기관으로 사용하기 때문에 엔진 소음, 진동도 적다. 반면 연료전지 스택(연료전지를 겹겹이 쌓아 올린 묶음)과 수소탱크, 배터리 등을 갖춰야 해 전기차보다 가격이 크게 비싸진다.

전기차와 비교 시 장점은 짧은 충전시간과 상대적으로 긴 주행거리다. 표준화된 수소탱크 및 충전기를 사용할 경우 완충 시간이 5분 이하로 기존 내연기관차와 유사한 수준이다. 전기차 배터리 대비 수소탱크의 에너지 밀도가 높아 주행거리도 길다. 현재 글로벌시장에 시판 중인 토요타 미라이나 혼다 클래리티, 현대차 차세대 수소차 등은 모두 1회 충전 시 주행거리가 500㎞(북미 기준) 이상이다. 이에 따라 승용차와 달리 장거리 운행이 많은 트럭, 버스 등 상용차의 경우 수소차가 최적의 대안으로 여겨진다.

전기차와 수소차가 뚜렷한 장·단점을 보이면서 한국 및 일본차 업체들의 경우 두 친환경차 모두 기술개발에 나서고 있다. 현대·기아차의 경우 내년 차세대 수소차와 함께 코나 전기차 모델을 출시하는 등 2020년까지 전기차 8종, 수소차 2종을 내놓는다는 계획이다. 당초 하이브리드차에 이어 수소차 개발에 집중했던 토요타는 2019년 전기차 출시를 예고했다. 토요타와 함께 수소차에 집중했던 혼다도 노선을 바꿔 8월 중 첫 전기차인 클래리티 일렉트릭을 미국시장에 출시한다.

반면 독일차와 미국차 등은 전기차 개발에 올인(all-in)하는 모양새다. 테슬라 등 전기차 전문 브랜드 외에도 폭스바겐, GM, 르노, BMW 등이 전기차에 집중하고 있다. 특히 디젤차 배기가스 배출량 조작 사건의 주범 격인 폭스바겐은 2025년까지 전기차 30종을 출시한다는 계획이다. 르노 역시 전기차에만 집중하고 있으며 BMW도 전기차 전용 브랜드인 BMW i를 필두로 전기차 개발에 집중하고 있다. 글로벌 자동차시장의 후발주자인 중국차 역시 상대적으로 진입장벽이 낮고 규모의 경제를 통한 가격경쟁력 확보가 가능한 전기차 개발 및 생산에 주력하고 있다.

김남석 기자 namdol@munhwa.com