현대ㆍ기아자동차는 지난 2003년 국내 최초로 글로벌 환경경영 선포식을 갖고 환경경영을 핵심 경영전략으로 삼았다. 환경을 고려하지 않은 제품과 서비스는 더 이상 글로벌 시장에서 생존하기 어렵다는 판단 아래 기후변화, 대체연료, 대기환경, 천연자원 고갈 등 주요 환경이슈를 중장기 과제로 인식한 것이다. 현대ㆍ기아차는 이 같은 과제를 해결할 수 있는 친환경 기술을 개발하고 실용화하는 데 연구역량을 집중하고 있다. 특히 기후변화 대응과 관련해 자동차 연비를 개선하는 한편 화석연료에 대한 한계를 극복하기 위해 대체연료 자동차 개발과 상용화에 앞장섰다. 지난 2004년에는 수소를 연료로 한 연료전지 자동차를 개발해 미국 에너지성이 주관하는 시범운행 및 수소충전소 인프라 구축사업에 세계 유수의 자동차 메이커들과 함께 참여하고 있다. 앞으로 연료전지 자동차의 연비효율과 주행거리, 냉시동성을 개선해 오는 2010년까지 양산기술을 확보할 계획이다. 또 국내에서는 환경부와 손잡고 하이브리드카의 시범운행사업을 펼치면서 상용화 프로젝트를 진행 중이다. 지난해까지 수도권을 중심으로 한 주요 공공기관에 800여대의 하이브리드카를 공급했으며 오는 2009년 양산에 들어가 2010년 2만대, 2012년 10만대를 생산하기로 했다. 아울러 배출가스 저감, 환경부하물질 저감, 재활용기술 등에도 연구개발을 꾸준히 추진하고 있다. 현대ㆍ기아차의 이 같은 환경관련 연구개발을 주도적으로 이끌고 있는 곳은 ‘환경기술연구소’. 지난 2005년 9월 용인시에 둥지를 튼 연구소는 제품개발에서 생산ㆍ판매ㆍA/Sㆍ폐차에 이르기까지 모든 과정에서 걸쳐 환경규제와 환경정책에 신속하고 능동적으로 대응하는 역할을 담당하고 있다. 현대ㆍ기아차는 이와 함께 ‘자동차 리사이클링 센터’를 통해 폐차과정에서 불완전하게 회수됐던 각종 액상류, 가스 등을 85% 이상 회수하는 동시에 각종 내ㆍ외장품을 소재에 따라 분류해 재활용률을 80% 이상으로 끌어올렸다. 또 센터 운영에서 얻은 기술을 바탕으로 선행 설계 단계에서부터 부품 재활용 및 친환경 처리방법을 모색, 신모델 설계단계에서 이를 반영하고 있다. 현대ㆍ기아차는 자체적으로도 에너지 효율을 극대화하기 위해 에너지 태스크포스팀(TFT) 을 구성, 운영하고 있다. TFT 활동에 힘입어 지난해 1,788건의 에너지 절감 개선작업을 벌였으며 이를 통해 61억1,000만원의 비용을 줄였다. 이는 2005년 347건, 21억원의 3배에 이르는 실적이다. 지난 2005년 국내 공장에 적용한 ‘통합에너지관리시스템’(TEMS)도 체계적인 에너지 목표관리에 기여하고 있다. 현대차 관계자는 “TEMS는 일ㆍ월 단위로 에너지 목표를 관리, 비교ㆍ분석함으로써 에너지를 효율적으로 이용할 수 있도록 설계됐다”면서 “내년까지 중국, 인도, 미국 등 해외공장에도 적용, 글로벌 에너지 관리체제를 갖출 계획”이라고 설명했다. 대표 모델 '베르나' 연비 리터당 20km로 끌어올리기로 하이브리드카는 화석연료와 전기를 동력으로 사용한다. 내연기관과 모터의 장점을 결합, 연비를 높이는 동시에 배기가스를 줄일 수 있다. 현대차는 지난 90년대초부터 환경친화적인 차세대 자동차 개발에 주력해 왔다. 그동안 쏘나타와 엑셀 전기차 개발을 통해 전기동력 장치 및 차량 에너지 관리기술을 축적했으며 이를 기반으로 하이브리드카 개발에 박차를 가하고 있다. 지난 95년 제1회 모터쇼에서 최초의 하이브리드카를 선보인 이후 99년 아반떼 모델, 2000년 베르나 모델을 개발하며 기술 수준을 한단계씩 끌어올렸다. 지난 2002년에는 카운티 하이브리드 전기버스를 월드컵 기간 중 시범운행하며 기술력을 대내외적으로 인정받았으며 2004년에는 클릭 모델 50대를 환경부에 공급하기도 했다. 클릭 하이브리드카는 배기량이 비슷한 기존 차량과 비교해 가속력과 출력 등에서 단연 앞섰으며 연비른 40~50% 향상된 성능을 자랑했다. 2005년 개발된 베르나 모델은 당시 국내에 시판된 117종의 승용차를 대상으로 실시한 환경등급 평가에서 단연 1위를 차지해 대표적인 친환경차량으로 꼽히기도 했다. 현대차는 앞으로 베르나 하이브리드카의 연비를 더욱 개선해 리터당 기존의 18.5㎞에서 20㎞로 끌어올릴 계획이다. 또 가격 경쟁력을 확보, 해외 경쟁업체를 추월하는 차량을 출시할 방침이다. < 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >  수소자동차(HV; Hydrogen Vehicle)는 수소를 연료로 이용하는 친환경 자동차이다. 수소전기차(HEV; Hydrogen Electric Vehicle) 또는 수소연료차(HFC; Hydrogen Fueled Car)라고도 한다. 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하는 방식으로 운행한다. 연료전지를 동력원으로 하는 차로, 엔진이 없기 때문에 배기가스 및 오염물질을 배출하지 않는다. 간략히 수소차라고 한다. 차 내부에는 연료전지 스택, 모터, 배터리, 수소탱크 등이 탑재돼 있다. 한국 최초의 수소 자동차는 1993년 성균관대학교 내연기관연구팀이 800cc 3기통 엔진을 개조한 수소직접 분사형의 '성균1호'이다. 플랫폼은 당시 아시아자동차 '타우너 밴'을 활용하였으며, 가장 어려운 분사밸브 개발을 포함하여 완성에 6년이 소요되었지만 상용화는 되지 않은 연구형 모델이다. 목차
개요[편집]수소자동차는 수소를 연료로 하며, 수소연료전지를 통해 전기를 얻어 구동하는 차량이다. 이는 수소내연기관자동차와 수소연료전지자동차가 모두 포함되는 말이다. 하지만 수소내연기관차량은 아무 이점이 없기 때문에 의미없는 방식이라 수소차가 통상적으로 의미하는 바는 수소연료전지자동차이다. 전기자동차 등과 함께 차세대 교통수단 후보로 경쟁하고 있으며, 내연기관 차량에 비해 연료비가 싸고, 출력이 높으며, 전기자동차에 비해 충전 시간, 주행 거리 등에서 장점이 있다. 다만 아직까지 충전소 등 교통 인프라에서 전기자동차에 크게 밀리는 상황이다.[1] 한국 최초의 수소자동차는 성균관대학교 내연기관연구팀이 개발해 1993년 6월 선보인 '성균1호'로서 아시아 타우너 밴을 기초로 만들었다. 성균1호는 800cc 3기통 엔진을 개조해 실린더 내에 수소를 직접 분사하는 엔진을 얹었다. 분사밸브는 개발팀이 독자적으로 개발한 볼 밸브 유압구동방식을 썼다. 연료는 고압수소탱크 4개를 차의 뒷부분에 얹어 공급한다.[2] 종류[편집]수소연료전지차[편집]수소연료전지차는 기존 가솔린 내연기관 대신 연료전지를 이용한 차세대 친환경 자동차를 말한다. 이 연료전지는 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 발생하는 전기를 사용한다. 친환경이라고 하는 것은 수소자동차는 일반 가솔린자동차와 달리 가솔린 대신에 수소를 연료로 하므로 배기가스의 주성분은 물이며, 수소와 산소가 결합해 에너지를 만든 후 질소산화물이 약간 배출되는 것외에는 공해물질이 거의 배출되지 않는다. 수소연료전지차는 수소 공급방식에 따라 다시 두 가지로 나뉘는데, 첫 번째로 압축수소탱크 또는 액체수소탱크를 이용해 수소를 공급하는 방식과 두 번째로 메탄올을 분해하여 수소를 공급하는 방식이 있다. 압축수소탱크 또는 액체수소탱크 이용해 수소 공급하는 방식은 압축수소탱크나 액체수소탱크를 이용하여 수소를 공급하는 방식으로 운행 시 발생하는 것은 물 뿐이라 완전 무공해이다. 다만 탱크 탑재로 인한 차량 부피 증대, 수소의 불안정성, 수소공급 인프라 구축의 어려움 등이 단점이다. 두 번째로 메탄올을 분해하여 수소를 만들어 공급하는 방식으로 메탄올을 분해할 때 일산화탄소, 질소산화물 등이 발생하기는 하지만, 기존 화석연료 차량에 비해서는 훨씬 적다. 이 방식은 기존 연료공급 인프라를 이용할 수 있다는 장점이 있다.[3] 작동원리수소연료전지차의 핵심인 전기 발생은 수소와 산소가 촉매를 통해 반응하여 생성되는 전기로 모터를 구동시킨다. 즉, 물을 전기분해 하면 양(Anode, 공기극, +)극에서 산소가 생성되고 음(Cathode, 연료극, -)극에서 수소가 생성되는데, 이것을 반대로 하여 수소를 이용해서 물을 만들면 그 과정에서 전기가 생성된다. 먼저, 수소탱크로부터 공급된 수소는 연료전지 스택의 음극으로 이동하여 촉매를 통해 산화 반응해 수소이온과 전자로 분해된다. 분해된 수소이온은 전해질을 통해, 전자는 전선을 통해 양극으로 이동한다. 그리고 외부로부터 공급받은 산소와 수소이온, 전자는 양극에서 화학반응을 통해 물과 열을 발생시킨다. 이렇게 발생된 전기가 모터와 배터리로 공급되고, 물은 외부로 배출된다. 수소연료전지차에는 연료전지스택, 모터, 배터리, 수소탱크, 열·물 관리 장치, 공조 장치, 전력변환장치, 고압 밸브 등이 탑재돼 있다. 이 중 스택은 일반적으로 수백 개의 셀을 직렬로 쌓아 올린 연료전지 본체로, 수소와 산소의 화학반응이 일어나 전기가 발생하는 지점이다. 스택의 단위 셀은 막전극접합체와 분리막으로 구성돼 있다. 이 중 막전극접합체는 수소 이온을 이동시켜주는 고분자 전해질막의 양면에 백금 촉매를 도포하여 구성되는 촉매 전극인 양극과 음극으로 나뉜다.[3] 수소내연기관 자동차[편집]수소는 무색, 무취, 무독성의 기체로서 공기 중에서 산소와 만나 점화시키면 폭발하는 성질을 가지고 있다. 이 성질을 이용하여 내연기관에서 수소를 연소시켜 동력을 얻는 자동차를 수소내연기관 자동차 또는 수소엔진 자동차라고 한다. 일반적인 내연기관과 동일하게 수소를 폭발시켜 구동력을 얻는 방식이다. 수소 내연기관 자동차도 연료전지와 마찬가지로 수소 특유의 친환경성과 고성능은 그대로 가져간다. 그러나 수소연료전지보다 효율이 훨씬 낮고 연료 특성에 맞춰서 연소 시스템을 죄다 새로 개발해야 하는 데다 소비자 입장에서는 특출난 장점이 없으면서 내연기관의 단점은 다 떠안기 때문에 아직 연구 단계이며, 그다지 주목받지는 못하고 있다. 위와 같은 이유로 주로 연구되고 있는 수소자동차는 대부분 수소연료전지 자동차이다. 새로운 차기 교통수단으로 주목받는다고 하나 아직까지는 기를 펴지 못하고 있는데 차기 교통수단의 경쟁상대라고 할 수 있는 전기자동차가 예상외로 급격하게 성장했기 때문이다. 그런데도 수소 자동차 진영에서는 전기자동차 특유의 개선하기 어려운 한계가 많은 관계로, 분명 수소자동차로 넘어가는 시기가 오기는 올 것으로 예상한다. 그게 언제가 될지가 아직 보이지 않는다는 게 문제일 뿐이다.[1] 특징[편집]장단점[편집]장점
비교[편집]전기자동차전기자동차와 수소자동차는 석유 연료를 쓰지 않는다. 자동차의 핵심인 내연기관, 엔진이 필요 없다. 둘 다 전기를 원동력으로 삼아 모터를 구동한다는 공통점을 갖고 있다. 하지만 원료와 전기를 만드는 방식에선 크게 갈린다. 수소연료전지차의 동력은 원료가 수소인 연료전지이고 전기자동차는 동력이 전기이다. 일반적으로 전기차는 리튬이온전지, 수소차는 연료전지를 사용해 전기를 생산한다. 그리고 전기자동차는 배터리에 저장된 전기를 사용하고, 수소차는 고압 수소탱크에 충전된 수소와 공기 중의 산소를 화학 반응시켜 발생한 전기로 모터를 돌린다. 수소차는 공해물질이 거의 배출되지 않으므로 환경오염이 적으며, 적은 연료량으로도 먼 거리 주행이 가능하다. 그러나 심한 차량 사고 시에는 수소가 폭발할 가능성이 있으며, 수소를 생성해 내는 데 있어 에너지 소모가 커 경제성이 단점으로 지적된다. 수소연료전지차와 전기자동차를 비교해 보면 수소연료전지차는 충전 시간이 5분 내외로 짧은 뿐 더러 충전 후 이동거리도 길다. 그러나 생산 비용이 많이 들고 차량 가격도 높다는 단점이 있다. 전기자동차는 수소차보다 훨씬 저렴하고, 충전 등 인프라도 상대적으로 구축돼 있다는 장점이 있다. 하지만 전기 충전 시 시간이 20~30분으로 비교적 길고, 주행 거리도 수소차보다 훨씬 짧다.[3] 전망[편집]전 세계적으로 온실가스 감축, 에너지 수급 불안, 자원 고갈 문제 등의 해결 방안으로 수소 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 정부는 수소경제를 데이터, 인공지능과 함께 3대 전략투자 분야로 선정하고 전폭적인 지원에 나섰다. 수소경제 활성화에 2019년에는 1,000억 원의 예산을 투자한다. 총리실 산하 규제개혁위원회에 올라온 수소경제 관련 규제 개선안 15개 중 13개의 규제를 개선한다는 계획이다. 또한, 수소경제가 온실가스 감축, 미세먼지 저감, 재생에너지 이용 확대 등 친환경 에너지 확산에 기여할 것으로 내다보고 있다. 하지만 효과에 대한 논란도 만만치 않다. 또한, 정부가 ‘수소경제 활성화’를 위한 로드맵을 발표한 이후 수소전기차를 지원하는 정책이 쏟아지고 있다. 최근 산업통상자원부는 도심 충전소 설치에 걸림돌이었던 입지 규제를 풀어 국회 등에 수소충전소를 설치하는 것을 허용한다고 발표했다. 수소차 생산과 연료전지 보급 확대를 위한 지원 방안도 곧 구체화할 것으로 보인다. 정부가 수소경제의 미래 가치에 주목하면서 전기차에 견줘 한발 뒤처졌던 수소차에 새로운 길이 열린 것은 분명하지만, 친환경 차의 미래는 아직 불확실하다. 특히 수소차에 대한 투자를 놓고 일각에선 전기차의 대중화가 코앞인데 인프라 투자가 걸음마 단계인 수소차에 투자하는 게 옳은 방향이냐는 목소리도 나오고 있다. 자동차 전문가들은 결국 수소차의 성공 여부는 수소충전소 인프라에 달려있다고 말한다.[5] 수소차든 전기차든, 누구도 주도권을 확실하게 틀어쥐지 못했을 뿐만 아니라 두 차종 모두 뛰어넘어야 할 장벽이 만만찮기 때문이다.[6] 동영상[편집]각주[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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현대차는 왜 수소연료전지차를 택했을까 친환경성 등
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