수소전기차, 자동차의 패러다임을 바꾼다

현재 석유나 천연가스등과 같은 화석연료에 대한 세계적인 의존도는 85%에 이르고 있다. 하지만 화석연료의 효율성에도 불구하고 이로 인한 환경 문제나 자원 고갈 문제 때문에 여러 나라에서는 화석연료에 대한 의존에서 벗어나기 위한 움직임을 보이고 있다. 특히 대다수의 국가에서 화석연료를 대체하기 위해 태양열이나 풍력과 같은 친환경 재생에너지의 비중을 높이고 있다. 우리나라도 2030년까지 재생에너지 발전량을 20%까지 늘릴 계획을 세워놓고 있다. 하지만 재생에너지도 그 특성상 간헐적이고 경직되었으며 지역 편차가 심하다는 한계를 지니고 있다. 즉 다시 말해 잉려 전력 내지는 전력 부족 현상이 반드시 일어난다는 것이다. 이런 문제를 해소하기 위해서는 에너지를 생성하는 과정에서 발생한 잉여 전력을 저장하고 운송할 수 있는 과정이 필요한데 이 과정에서 주목받고 있는 것이 바로 수소 에너지이다.

 

수소에너지는 물을 전기분해하여 얻는 2차 에너지로 대규모로 저장 및 운송이 편리한 에너지이다. 이런 특징을 잘 활용하면 재생에너지의 잉여 전력을 통해서 수소를 생산 및 저장하였다가 소비지로 운송해서 연료전지를 통해 발전시킬 수 있다. 이를 통해 재생에너지의 한계를 극복할 수 있고 보다 더 안정적이며 효율적으로 전력을 활용할 수가 있게 된다. 

 

이처럼 수소 에너지가 제 역할을 하기 위해서는 연료전지, 수소 생산, 운송과 관련된 기술이 지원돼야 하는데 수소전기차가 이런 기술 발전의 핵심 역할을 담당할 것으로 전망된다. 먼저 수소전기차에서 얻은 혁신기술이 다른 부문으로 이전되면서 자연스럽게 기술 발전이 이뤄질 것이다. 이 밖에도 수소전기차가 보급되면 수소 생산, 저장 운송 기술의 발전으로 이어지며 전체 수소 에너지 산업 육성의 기폭제 역할도 할 것으로 보인다.

 

수소전기차의 개요 및 특징

 

수소전기차는 차량에 저장된 수소가 대기 중에 있는 공기와 결합하여 생성한 전기로 운행되는 완전 무공해 차량이며 이 생성 과정 중에는 단지 물만 배출된다. 또 전기를 생성하는 과정에서 대기 중에 있는 초미세 먼지를 제거하는 기능도 있어서 '달리는 공기청정기'라고도 불리운다. 이 밖에 수소전기차는 기존의 일반내연기관 차량과 항속거리가 유사할 뿐 아니라 수소를 충전하는 시간도 내연기관이 주유하는 시간과 동일하다. 

 

수소전기차의 구동 원리

 

수소전기차는 일반 내연기관과는 전혀 다른 개념으로 구동된다. 즉 차량에 장착되어 있는 수소저장탱크에서 공급된 수소를 내연기관처럼 직접 태우는 것이 아니라 그 수소가 외부 공기 중의 산소와 전기화학반응을 일으켜서 직접 전기를 생성하고 생성된 전기로 차량내의 모터를 돌려서 동력을 발생시키는 원리이다. 전기모터 구동방식이기 때문에 소음이 상대적으로 적고 또 유일하게 배출되는 것은 물이기 때문에 환경에도 전혀 무해하다.

 

수소전기차와 다른 친환경차의 차이점

 

수소전기차는 수소와 공기 중의 산소가 전기화학반응을 거치면서 생성된 전기를 동력으로 사용하고, 일반 전기차는 우선 전기를 배터리에 저장하고 그 저장된 전기를 동력으로 사용한다. 또 하이브리드차라는 것도 있는데 이 차는 엔진과 배터리를 병용해서 동력을 만들어내는 차량이다. 수소전기차는 빠른 충전 시간과 장거리 특성, 더 많은 탑재량이 요구되는 차량(예 트럭, 버스 등)에 가장 적합하다. 또한 유해배출가스가 전혀 없고, 공기 청정 효과까지 있어서 친환경차로서 전혀 손색이 없다.

 

수소전기차의 안전성

 

700bar정도 되는 고압으로 압축된 수소가 수소전기차의 수소탱크에 저장되어 있어서 위험할수도 있다는 의견이 있다. 하지만 이 수소전기차에 사용되는 수소는 그냥 일반적인 '수소분자'이다. 삼중수소나 중수소 등이 고온과 수천 기압의 압력 하에서 핵융합 반응을 일으키는 수소폭탄과는 근원적으로 틀리다.