최근에 보면 많은 분들이 전기차는 과도기 차량이며 수소차가 진정한 미래의 자동차인양 생각하시는 분들이 많더군요. 현기차와 정부의 홍보가 상당한 성공을 거둔듯 합니다.
근데... 실제는 수소차는 절대 미래의 자동차가 될 수 없습니다. 만약 수소차가 미래의 자동차가 된다면 그건 자동차 제조사와 정부의 희망과 이익일뿐 소비자의 이익과는 완전히 배치된 상황이 된겁니다.
그럼 왜 자동차 제조사와 정부는 전기차를 그다지 달갑게 생각하지 않으며 수소차를 그 대안으로 제시할까요? 먼저 자동차 제조사의 입장에서 바라보면 전기차 시대로 진행되면 현재의 자동차 제조의 진입장벽이 크게 낮아지며 자동차 제조사의 수입중 자동차 판매수익와 견줄만한 또다른 수입인 부품판매와 정비수입이 거의 사라져버리기 때문입니다. 기존의 내연기관 자동차에 비해 전기차는 부품수에서 최대 절반가까이 줄어듭니다. 거기에 핵심부품인 전기모터와 배터리는 기존 자동차의 핵심부품인 엔진, 변속기등과 달리 자동차 제조사의 독점적 기술이 아닌 다른 전문회사들이 더 높은 기술경쟁력을 가지고 있습니다. 기존 자동차 시장의 경우 기술진입장벽으로 작용하던 가장 큰 부분인 엔진, 변속기기술이 사라진 시장이 되는겁니다. 그러니 소프트웨어회사나 가전제품을 제조하던 회사(이미 전기차 제조를 선언하고 개발에 들어간 다이슨은 물론 애플, 구글... 그리고 국내의 삼성, LG, SK도 전기차 제조를 하려한다고 보시면 됩니다.)들까지도 자동차 제조를 넘보는 상황이 된거죠. 이렇게 시장참여자가 마구 늘어날 가능성이 커진데다가 더 큰 문제는 정비, 부품수요도 싹 사라집니다.
테슬라의 데이터를 보면 배터리팩의 수명은 대략 80% 효율 이하를 수명으로 잡을때 최소 5000회 이상의 충전후에 80% 이하가 됩니다. 5000회면 1회 충전시 300km정도 운행한다 할때 150만km를 운행하면 배터리 충전량이 80%이하가 된다는 얘기인겁니다. 이정도면 일반 내연기관차량도 엔진과 변속기를 몇번은 교체해야만 가능한 수준입니다.즉, 다들 걱정하는 배터리 교환은 대부분의 소비자들이 경험할 수 없다는 것이죠.
그리고 기존 내연기관 차량은 엔진오일교환, 오일필터교환등등 수많은 소모품을 일정 km마다 교환해야 합니다. 근데... 전기차는 이런게 거의 없습니다. 현대차의 코나ev 설명서에 기재된 내용을 기준으로 유일하게 일정 km마다 교환해야 하는 것은 오직 감속기 오일이며 이건 15만km마다 한번씩 교환하도록 되어있습니다. 그럼 결국 타이어, 브레이크패드(전기차 특성상 일반 내연기관 차량보다 브레이크패드 수명이 훨씬 길어집니다. 테슬라의 자료에 따르면 내연기관에서 3~4만마일정도의 패드수명이 10만마일정도의 수명으로 늘어났죠.), 감속기 오일 정도만이 부품교체의 전부라는 겁니다. 자동차 제조사의 입장에서는 악몽적인 상황인거죠.
두번째로 정부의 입장을 보면... 기존의 내연기관차량의 연료에 부과하던 세금부과가 불가능해 집니다. 엄청난 세수가 사라지는 거지요. 그렇다고 전기차에서 소비되는 전기에 세금을 부과하려해도 기존 연료에 부과하는 방식(정유소에서 출하되는 모든 기름에 출하량만큼 세금을 매기는 방식이라 정유소만 관리하면 너무도 쉽죠.)과 달리 최종 사용처에서 구분(즉, 각 가정이나 회사등에서 일반전기와 전기차에 사용하는 전기를 구분해서 세금을 메기는 방식)을 해야하는데 이게 정부에서 확인하기도 어려울 뿐더러 국민들의 반발이 너무도 클 거라 이런 방식도 불가능 합니다. 그리고 기존 연료세의 부과 논리중 가장 큰 이유였던 환경부과금의 성격도 맞지않아 부과도 쉽지않게 됩니다.
결국 수소차라는 "황당스러운" 차량이 등장한 이유도 바로 이런 자동차 제조사와 정부의 이해관계때문인 겁니다.(거기에 왜 현대차가 다른 자동차 메이커에 비해 더 수소차에 집착하는지는 후에 서술하죠.)
일단 수소차가 왜 황당스럽냐면... 수소차는 최종적인 구동방식은 전기차와 완전히 동일한 전기모터입니다. 다만 그 구동을 위한 에너지원인 전기를 차량에 충전해 두고 쓸것인가, 아니면 차량내에 소형의 발전기를 달아 다른 에너지원(여기선 수소죠)을 통해 발전기를 돌려 공급할거냐의 차이일 뿐입니다.
이 얘기를 하면서 자동차 제조사는 수소차는 마치 이전의 내연기관차처럼 그냥 10분이내의 시간에 연료를 차량에 주입가능한 반면 전기차는 몇시간씩 충전을 해야한다며 전기차는 불편한 반면 수소차는 기존 자동차와 아무런 차이가 없다고 선전합니다. 기존의 내연기관 자동차 사용밖에 경험이 없는 일반 소비자들은 이에 쉽게 넘어가죠.
문제는... 수소라는 연료 자체가 기존의 내연기관 자동차의 연료와는 차원이 다를만큼 비싼 운송비와 비싼 충전소 건설비가 소요된다는 것입니다. 거기에 소형 발전기의 특성상 효율 대형 발전기에 비해 대단히 떨어집니다. 그리고 현재는 화학공장이나 제철소등의 고열을 사용하는 공장에서 발생하는 부생수소를 사용하는 단계이지만 진짜 수소차가 대량보급되면 별도의 수소제조공장을 건설하여 엄청난 양의 전기에너지를 여기로 공급 생산하며, 그 과정에서 엄청난 에너지 손실까지 있게되는겁니다.
일단... 수소 운송과정은 튜브트레일러라는 기존의 가스운송과는 완전히 다른 차량을 통해서 운송합니다. 이 튜브트레일러는 국내에서 쓰이는 금속제의 경우 튜브트레일러 1대당 약 200kg~300kg의 수소를 운반하며, 해외에서 쓰이는 복합제 튜브트레일러는 1대당 최대 500kg 정도의 수소를 운반할 수 있습니다. 이정도 운송량을 가진 특수차량은 차량 총중량이 40톤을 넘어서 중량한계로 도심진입이 현재는 불가능합니다.(이 정도 총중량의 LPG 운송차량의 경우 1대당 18~20톤의 LPG를 운반합니다.) 즉, 40톤을 넘는 튜브트레일러 1대가 겨우 60대 정도의 승용수소차량에 공급가능한 양정도만 운송이 가능하다는 얘기입니다.(같은 총중량의 LPG 운송차량은 1대가 1000대분량의 연료를 운송합니다.) 거기에 이 튜브트레일러는 LPG 운송차량의 2배가까이 차량가격이 비쌉니다.
또 수소충전소는 일반 LPG충전소 건설비의 3배정도의 건설비가 들고 연속 충전시 1대당 충전시간은 LPG충전소의 3배가량 더 걸립니다.(LPG처럼 충전기까지 가스가 올라와있는게 아닙니다. 즉, 연속충전이 불가능합니다. 현재 운영중인 충전소에서 1개 충전기에서 차량 여러대가 연이어서 연속충전시 앞에차가 충전하고 나가고 길게는 30분정도 걸립니다. 물론 아직은 운행차량이 거의 없어 연속충전하는 경우가 없어서 그런 얘기가 안나오는 것 뿐이죠.)거기에 충전을 해주는 인원도 운전자가 아닌 수소 가스 운영 교육을 받은 인원(즉, 수소충전소의 직원만 충전가능)이 충전가능하죠.
지금이야 정부 및 지자체의 보조금으로 무상(서울시의 경우) 또는 원가에 훨씬 못미치는 가격에 판매하고 있지만 만약 진짜로 대량보급되고 부생수소가 아닌 진짜 수소를 일부러 만들어 공급하는 상황이 되면 정말 어처구니 없는 상황에 이르게 됩니다.(가격도 가격이고 에너지 효율이 개판이 됩니다.) 거기에 수소 운반차(지금의 금속제 튜브트레일러의 두배정도를 더 옮길 수 있는 튜브트레일러가 운행되는 가정하에서)가 지금의 석유, LPG 운송차의 10배가까이 더 많이 운영되어야 합니다. 얼마나 어처구니 없는 상황일지 이해가 되십니까?
거기에 수소전기차는 현대의 넥소의 경우 정기적으로 FCEV 클리너 필터, 이온필터를 교체해야 합니다. FCEV 클리너 필터의 경우 2만km마다 교체해야 하며 가격은 10만원선이고, 이온필터는 6만km마다 교체인데 이건 25만원선입니다. 물론 이건 자동차 메이커에서 이상적인 조건하에서 거론되는 수준(같은 기준으로 현기차에서 내연기관 차량의 엔진오일 교환은 1만5천km로 표기하죠.)이고 엔진오일의 경우 일반적으로 절반 또는 그보다 더 아래로 교환하는 경우가 일반적이죠. 넥쏘의 설명서에도 가혹조건에서는 더 자주 교환하라는 표기를 하고 있습니다. 아무튼... 같은 회사인 현기차에서 판매하는 전기차인 코나EV, 니로EV의 설명서상 유일하게 교체하도록 되어 있는 감속기 오일의 경우 15만km마다 교환일 뿐입니다.(가혹조건이란 단서도 없습니다.)
거기에 연료전지의 수명이 문제인데... 같은 회사(현기차)에서 제작하는 코나EV, 니로EV의 의 경우 배터리 평생보증을 하는반면 훨씬 비싼 넥쏘의 경우 수소관련 부품(연료전지죠.)10년 16만km로 제한합니다. 이런 다른 보증정책을 하는 이유는 이미 리튬폴리머배터리의 수명은 검증되어 코나EV, 니로EV에 장착되는 대용량 배터리(용량이 커질 수 록 수명이 오래갑니다.)의 경우 최소 5000회(완전 충방전을 반복할경우)에서 2만회 이상(충전을 자주자주하는경우)의 충전이 이루어져야 수명이 다하는 관계로 이걸 주행거리로 따지면 최소 150만km(연간 주행거리가 3만km를 넘기는 주행을 하는 사람도 50년을 타야하는 거리입니다.)를 넘는 거리라 사실상 반영구적인 사용조건인 반면 연료전지는 여러이유로 20만km이상의 주행이 어렵기 때문입니다. 더 큰 문제는 이미 배터리팩은 빠르게 가격이 낮춰지고 있어 현재시점에서도 코나EV에 장착되는 64kwh의 배터리팩의 가격이 1천만원 미만으로 내려갔지만 넥쏘의 연료전지는 현재 무려 3천만원대 이상의 가격대라는 사실입니다. 이러한 어마어마한 가격이 나오는 이유는 현재의 연료전지가 백금등의 초고가의 촉매를 사용하는 것인데... 이걸 그래핀등으로 바꾸면 가격이 낮아질거라하지만 마찬가지로 배터리도 이러한 그래핀이 대중화되어 배터리팩에 사용하면 연료전지처럼 똑같이 가격도 낮아지고 충전량도 늘어나며, 충전속도도 훨씬 빨라지는 것이라 별 의미도 없는 주장일 뿐입니다. 여전히 생산과정이 일반 배터리보다 훨씬 복잡하며 민감한 관계로 연료전지 가격은 쉽사리 내리기가 어렵죠.
그리고 현재의 전기차의 가장 큰 문제로 지적되는 충전속도의 문제도 실제로는 큰 문제도 아닙니다. 최근에 각 자동차 메이커들은 350kw급 초고속 충전을 상용화 하고 있습니다. 내년에 아우디에서 최초로 350kw로 충전이 가능한 차량이 출시하며, 포르쉐에서도 타이칸이라고 출시를 준비중입니다. 벤츠도 마찬가지이고, 현기차도 국내에 350kw급 충전소를 SK네트웍스와 공동으로 만들겠다고 선언한 상황으로 곧 350kw로 충전이 가능한 차량의 출시계획을 내놓을 것입니다.
타이칸의 예를들면 350kw 충전기로 400km주행거리를 확보하기 위한 충전시간은 15분이며 이 차량의 배터리 용량이 95kwh에 초고속 주행이 가능한 스포츠카로 개발된 차량(4륜구동에 감속기가 두개입니다. 즉, 저속감속기와 고속감속기에 모터도 400마력이상의 모터를 사용하는 관계로 에너지 효율상 대단히 부적절하죠. 스포츠카가 효율을 따지는건 웃기는 일이지만요.)으로서 만약 200마력 좀 넘는 수준의 일반차량에 95kwh급 배터리를 장착하면 대략 주행거리가 700km이상 주행이 가능하며 초고속 충전기로 충전시에 500km 주행가능 거리만 충전하도록 제한을 걸어둔다하면 대략 10분 조금 넘는 수준이면 충분할겁니다.
결론적으로 수소전기차는 현재의 내연기관자동차에서 전기차로 넘어가는 과정을 조금이라도 저지하기 위해 또는 그러한 체계(수소전기차)로 갔으면 좋겠다는 희망이 반반 섞인 상황에서 만들어진 차량입니다. 물론 버스, 대형화물차등등에는 분명 수소전기차가 희망이 있기는 합니다만... 차량의 대다수인 일반 승용차량의 경우 절대 맞지 않는 차량입니다. 전체적으로 볼때 에너지 효율상 수소전기차는 겨우 30%미만인 반면 전기차는 70%라는 점(현재 내연기관차량의 에너지 효율이 30%수준입니다.)에서도 친환경적이라는 소리를 해서는 안되는 차량이 바로 수소전기차입니다. 운송시의 효율까지도 감안하면 더더욱 친환경적이지 못한 차량이지요. 소비자들에게는 더더욱 그렇기도 하구요.