우리가 통상적으로 말하는 수소 자동차는 수소를 연료로 하며 수소 연료 전지를 통해 전기를 얻어 구동하는 차량으로 수소 연료 전지 차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle)이다. 기존의 내연기관 차량을 대신할 차세대 친환경 교통 수단 후보로, 전기 자동차와 함께 경쟁하고 있다.

수소 자동차는 내연기관 차량과 비교해 연료비가 싸고 출력이 높으면서 배출되는 부산물은 물밖에 없다. 또한, 전기 자동차에 비교해서는 충전 시간, 항속 거리 등에서 장점이 있다. 수소 자동차는 차량 수소 탱크에 저장해둔 수소를 공기 중 산소와 함께 전기 화학 반응을 통해 전기를 생성하고 생성된 전기로 모터를 돌려 차량을 움직이게 된다. 이렇게 기존 내연기관과 다른 새로운 기술과 수소 연료를 이용하다 보니 일부 사람들은 안정성에 대하여 많은 우려를 하고 있다.

그러나 사실 수소 자동차는 국내외 인증 기관으로부터 안정성 평가 및 수소 탱크 인증 시험을 통과하여 출시될 뿐더러, 한국산업안전공단과 미국화학공학회(DIPPR)에서 발표한 연료별 상대적 위험도는 휘발유나 LPG보다도 수소가 더 낮다.

수소 자동차는 장점이 상당히 많다. 수소의 열량은 동일 중량 당 내연기관 연료의 약 3배나 되며 전기 자동차 특유의 고효율이 결합하면서 주행 거리를 늘리기가 쉬운 편이라 축전지 기반 전기 자동차보다 더 긴 항속 거리를 제공한다. 내연기관과 달리 발암 물질이나 다량의 탄소가 함유된 배기 가스가 나오지 않고 수소와 산소가 만나서 물이 배출된다.

무엇보다는 매력적인 장점 중에 한 가지는 도로를 달리는 공기청정기로서 역할이다. 현재 출시되고 있는 현대자동차의 수소 자동차를 기준으로 한다면 1시간 주행 시 26.9㎏의 공기를 정화할 수 있는 능력이고, 이 공기량은 성인 약 49명이 1시간 동안 호흡하는 공기량에 해당한다. 따라서 단순 계산을 해 보면 수소 자동차가 1시간 동안 1만대가 운행한다면 창원 시민의 약 절반 정도가 1시간 사용할 수 있는 만큼의 공기를 정화할 정도로 능력이 상당하다.

현재 수소 자동차 보급의 큰 걸림돌은 수소 충전소 인프라의 부족이다. 현재 수소 충전소가 전국에 총 62기(경남지역은 총 7기) 밖에 없어 충전하기도 어렵다. (2021년 6월 기준, 저 공해차 통합 누리집 https://www.ev.or.kr) 실제로 일반 소비자가 이용 가능한 충전소는 이보다 더 적다.

특히 수소의 특성으로 인해 다른 에너지보다 충전 시설의 규모 당 초기 비용이 훨씬 많이 들고, 대대적으로 수소 인프라를 구축해야 하므로 큰 비용이 필요로 하는 등 아직 수소 자동차가 경제력을 갖기에는 넘어야 하는 문제들이 아직은 많다.

2015년에 지구 온난화의 주범으로 꼽히는 온실가스 감축을 위한 국제 협약인 파리기후변화협정이 체결된 이후 환경 규제 및 정책이 강화되고 있어 친환경 자동차인 수소 자동차와 전기 자동차는 자동차 시장에서 계속해서 성장할 것으로 전망된다.

현재 내연기관의 휘발유와 디젤 차량이 공존했던 것처럼 향후 무공해 자동차 시장에도 비슷하게 전개될 것으로 예상된다. 즉, 축전지 기반 전기 자동차는 단거리 운행과 승용차에 유리하며, 수소 자동차는 장거리 운행과 상용차에 유리하다고 볼 수 있다. 언제나 진짜 문제는 수소 자동차의 성공 방안으로 기술이 상용화와 대규모 보급 단계에 진입할 수 있는가 하는 부분이므로, 대량 생산에 따른 가격 경제력을 가지며 충전소 같은 인프라 구축이 무엇보다는 중요하다.

가까운 미래에 도로를 누빌 친환경 수소 자동차는 산업 전반에 영향을 줄 것이고, 우리 일상에 많은 변화를 줄 것이라 예상해 본다.

김상원(한국폴리텍대학 창원캠퍼스 전기과 교수)