어린 시절 미래를 꿈꾸면 자주 나오던 장면이 물을 연료로 하는 자동차였습니다. 그 후 수소차가 등장하면서부터 인류는 상상 속의 자동차를 현실에서 볼 수 있게 되었습니다. 수소차는 물을 연료로 하는 것은 아니지만, 물을 분해한 수소를 사용합니다.
엘론 머스크 수소차 전성기 부정적
수소차에 부정적인 사람들이 지금은 아주 많습니다. 특히나 전기차 테슬라의 CEO 엘론 머스크는 "수소차의 전성기는 오지 않을 것이다"라고 말하며 "지금 수소차를 개발하는 것이 매우 현명하지 못하다"라고 입장을 밝혔습니다. 그는 최근에도 이런 주장을 되풀이했습니다. 2020년 테슬라의 매출은 큰 폭으로 상승했고, 사람들의 전기차에 대한 기대는 나날이 증가했습니다. 엘론 머스크가 전기차를 부정적으로 보는 이유는 뭘까요?
수소차 전지의 특이성
전기차와 수소차 둘 다 전기를 발생하는 전지를 이용하여 동력을 얻는 것은 똑같지만 명백한 차이가 있습니다. 이용하는 전지의 종류가 틀립니다. 전기차에 사용하는 2차 전지는 모바일 기기에서도 이용하고 있을 정도로 접근성이 좋습니다. 2차 전지는 한번 쓰면 폐기하는 일회용 1차 전지와는 달리 계속 충전하여 이용할 수 있어 2차 전지로 명명되었습니다. 충전을 필요로 하는 2차 전지와는 달리 수소차에 사용되는 전지는 미리 충전하는 시스템이 아니죠.
수소차 전지의 장점
수소차에 탑재되는 전지는 수소차가 작동 중에 수소가 연속적으로 주입되면서 전기 에너지를 일으키는 것입니다. 작동 전에 수소를 주입시키는 시간은 아주 짧기 때문에 전기차처럼 장시간 충전하는 개념이 아닙니다. 또한 엄청난 용량의 배터리가 필요한 전기차와는 달리 수소차는 무게 또한 가볍습니다. 물론 수소차도 장거리 이동을 위해서는 더 많은 양의 수소를 넣어야 하지만 수소 자체가 가벼운 물질이랍니다.
항공기에도 유용한 수소 전지
수소의 가볍고, 충전이 필요없는 장점 때문에 테슬라가 연구하지 못한 항공기 부문에도 수소를 이용한 항공기 제작이 연구되고 있죠. 에어버스는 2035년을 상용화로 수소 항공기 개발을 추진하고 있습니다. 그러나 전기를 연료전지로 하는 항공기 개발은 불가능하다는 분석입니다. 구동에 필요한 대용량의 배터리를 항공기에 장착할 경우, 너무 무거워서 구동 불가능한 상황에 빠져 버립니다. 수소차는 충전시간도 거의 없고, 주행거리 역시 전기차보다 훨씬 깁니다. 수소차를 구동하는 것 또한 기술적으로 큰 어려움이 없답니다.
수소차의 해결 과제
테슬라가 전기차를 생산하고 있듯이, 현대자동차는 이미 수소차 개발을 완료하고, 생산을 해서 수출까지 하고 있습니다. 현실적으로 수소차의 문제는 수소를 만들어 내는 과정입니다. 수소 자체는 아주 흔하지만, 단일 원소 형태로 존재하지 않기 때문에 수소를 분리해야 하는 기술적 어려움이 있습니다. 지구에서 수소는 메탄올, 석유, 천연가스, 물속에 같이 들어 있습니다. 생산비용과 친환경에 위배되는 문제점 있습니다.
수소 생산 방식
- 탄화수소 개질 공법
- 석유화확공정에서 만들어지는 부생 수소
- 수전해 기법
이중 탄화수소 개발 공법은 만드는 단계에서 화석연료 사용을 필요로 하고 생산과정에서 이산화탄소가 배출되니 친환경이 아니죠. 부생 수소 역시 석유화학공정 중에 만들어지니 친환경이 전해 아닙니다. 따라서 수소차의 유일한 희망은 바로 수전해 기법이죠. 물을 전기 분해하여 수소를 얻어내는 수전해 기법으로 갈 수밖에 없는데, 전기분해를 필요로 하기 때문에 많은 양의 전기가 필요하답니다. 이 전기를 석탄 화력발전으로 만들어진 전기를 사용하면 이 역시 친환경이 아니라서, 친환경 재생에너지로 만든 전기를 수전해 방식에 써야지 생산 전 과정에서 완벽한 친환경이 되는 것입니다. 이렇게 최종 생산된 수소가 바로 "그린 수소"입니다. 결국 이 모든 과정에 필요한 비용을 얼마나 경제성 있게 하느냐가 수소차 성공의 핵심 요건이라 할 수 있겠습니다.
