한 눈에 쏙! 에너지 그래픽

S-OIL이 친환경 에너지 화학 기업의 미래를 그리며 정보 탐색을 이어갑니다. 인포그래픽으로 정리된 에너지 관련 정보를 살펴보세요.

.
.
.

수소는 온실가스 배출을 줄이고 경제적 효용성 측면에서도 가치가 높아 탄소중립 시대의 친환경 에너지원으로 손꼽힙니다. 수소를 원료로 하는 수소차가 친환경적인 미래 모빌리티로 주목받는 이유가 바로 여기에 있습니다. 전 세계가 수소경제 전환을 위해 박차를 가하면서 수소차의 시대가 머지않아 보입니다. 아직은 낯설지만, 꼭 알아두어야 할 수소차의 원리와 장단점, 그리고 미래 전망까지 S-OIL과 함께 알아보세요!

1. 수소차의 개념과 구성 요소

흔히 말하는 ‘수소차’의 원래 이름은 ‘수소연료전지자동차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle)’입니다. 수소를 연료로 연료전지에서 전기를 생산하여 움직이는 친환경 차량으로, ‘수소전기차’로 줄여서 부르는 게 좀 더 정확합니다.

수소전기차는 수소의 화학에너지를 전기에너지로 변환해 동력으로 사용합니다. 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지가 그 역할을 합니다. 연료전지를 여러 개 묶어 자동차를 움직일 정도의 충분한 전기를 생산하도록 만든 연료전지 스택이 수소차의 핵심 부품입니다. 수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되고, 이때 발생한 전자들이 외부 회로로 전달되어 전기모터를 돌리면 수소자동차가 움직입니다. 충전은 차량 내 수소탱크에 수소 가스를 채워 넣는 방식으로 이뤄집니다.

엔진 대신 배터리와 모터로 구동한다는 점이 전기차와 유사하지만, 외부 충전을 해야 하는 전기차와 달리 수소차는 내부에서 전기를 생산한다는 점에서 차이가 있습니다. 화석연료나 원자력 발전을 통해 생산된 전기를 원료로 쓰는 전기차와 달리, 공해물질도 전혀 배출하지 않습니다. 수소에서 분리된 수소이온들이 전해질막을 통과해 막 반대편의 연료전지에 공급된 공기 중의 산소와 반응하면서 오직 물만 생성하고, 남은 공기와 함께 대기 중으로 배출되기 때문입니다. 또한 연료전지 스택은 내구성을 확보하기 위해 청정 공기만 사용하므로, 불순물을 제거하는 에어필터가 탑재되어 있어 투명하게 정화된 공기만 배출됩니다. 친환경 연료 사용을 넘어 움직이는 공기청정기 역할을 하게 되는 것입니다.

2. 수소차의 장단점과 정부의 수소차 미래 목표

이러한 특성 때문에 수소차는 전기차와 함께 차세대 자동차 모델로 주목받고 있지만, 비용과 충전 측면에서 비교해 볼 때 수소차의 장단점은 뚜렷합니다.

먼저 비용 면에서 수소차 연비가 우수한 편이지만, 차량 가격과 충전 비용이 전기차에 비해 비싼 게 사실입니다. 내연기관의 연료비보다는 저렴하지만, 현재로선 ㎞당 연료비 면에서 전기차와 큰 차이로 불리한 편이기도 합니다. 다만 다양한 정부 지원 혜택이 있어 잘 활용하면 비용 부담을 크게 줄일 수 있습니다. 서울시는 수소차 구입 시 보조금 3,250만 원을 지원해 현재 약 7천만 원에 구매할 수 있는 차량을 절반 정도의 가격에 구매할 수 있도록 하고 있습니다. 그 외에도 개별소비세·지방교육세·취득세 등 최대 660만 원의 세제 감면 혜택이 주어지며, 공영주차장 주차 요금·고속도로 통행료 50% 할인과 남산터널 혼잡통행료 면제 등 다양한 혜택이 제공됩니다.

충전 면에서는 충전 시간이 약 5~10분으로 전기차에 비해 짧게 소요되며, 한 번 충전 후 무려 600km가 주행 가능하다는 장점이 있습니다. 수소충전소에서만 충전 가능하지만, 아직은 충전소 인프라가 매우 부족한 편입니다.

정부는 ‘제1차 국가 탄소 중립 녹색성장 기본계획(‘23.4)’에 따라 2030년까지 수소차 30만 대를 보급한다는 목표를 세우고 있습니다. 2024년 7월 기준 등록된 국내 수소차 수 3만 6천 대의 9배 규모입니다. 또한 2030년까지 수소충전소도 누적 660기 이상을 구축한다는 계획입니다. 2024년 1~7월 기준 수소충전소는 누적 311기가 구축되어 있습니다. 또한 정부는 2030년까지 3만 대의 수소 상용차를 보급할 계획입니다. 수소차의 내구성을 두 배 높이고, 연료전지를 두 배 경량화한다는 목표로 관련 연구·개발도 함께 추진할 예정입니다. 청정수소 인증제를 도입하고 관련·연구개발을 가속하는 등 수소 생산 과정의 탈(脫)탄소화도 본격 추진합니다. 수소차 보급 확대를 통해 탄소 배출량을 줄이겠다는 것이 궁극적인 목표입니다.

3. 수소차의 현재와 미래

2020년 기준 세계 수소 생산시장은 1,290억 달러로, 2025년까지 연평균 9.2%씩 성장해 약 2,014억 달러에 이를 것으로 예측되고 있습니다. 변동 폭이 큰 수소 비용과 충전 비용 상승, 인프라 부족 등 주요 문제가 극복된다면 전기차 대신 수소차가 자동차 시장을 주도할 것으로 전망됩니다.

특히 국내에선 대대적인 인프라 확충 노력과 더불어 충전소에서 운전자의 직접 충전 허용, 도심 충전소 설치 기준 완화 등 세심한 정책 개선에도 힘을 쓰고 있어 수소차가 대중화될 날이 곧 다가올 것으로 보입니다.

전기차만큼의 대중성을 확보하려면 시간이 걸리겠지만, 탄소중립의 대안으로 동력원을 다양하게 확보한다는 차원에서 수소차의 발전이 기대됩니다. 수소경제 활성화 로드맵 등 정책 강화를 통해 수소차의 대중화를 앞당기고 친환경 미래를 구축해 나갈 수 있기를 S-OIL이 응원하겠습니다!

참고 · www.yna.co.kr/view/AKR20240813050100003
          www.yna.co.kr/view/AKR20190117117700003
          www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=233296
          www.sobilife.com/news/articleView.html?idxno=27520
          www.korea.kr/briefing/actuallyView.do?newsId=148923217#actually
          m.edaily.co.kr/News/Read?newsId=02932326635839832&mediaCodeNo=257
          www.h2hub.or.kr/main/stat/stat_distribute_charge_domestic.do
          www.h2hub.or.kr/main/yard/domestic-hydrogen-vehicle-registration-status-yearly.do
          www.hani.co.kr/arti/economy/marketing/878983.html
          mediahub.seoul.go.kr/archives/2010261?tr_code=snews
          www.khan.co.kr/economy/auto/article/202011292132015
          www.chosun.com/economy/industry-company/2021/11/17/NAWL3PAKTVDRZOKYAKMZXRFIUE/
          www.kita.net/researchTrade/report/tradeFocus/tradeFocusDetail.do?no=2466