자동차 트렌드 리포트 #3 수소전지자동차(FCEV)가 온다!

》 닛산 수소전지자동차 모습(출처: www.hybridcars.com)

 

자동차 시장에 있어서도 ‘친환경’은 필수 요건이 되었는데요. 미국, 독일, 중국, 일본 등에서는 지구를 지킬 수 있도록 자동차 평균 온실가스와 연비 규제를 실시하고 있습니다. 이렇게 친환경 자동차의 요구에 따라, 다양한 무공해 자동차들이 등장하고 있는데요. 전기자동차, 하이브리드, 플러그인 하이드리브 자동차에 이어, ‘수소전지자동차’가 차세대 무공해차로 떠오르고 있습니다. 도요타, 혼다, 폭스바겐이 수소연료전지 콘셉트카를 내놓으며 수소전지자동차 경쟁이 치열해지고 있는데요. 수소전지자동차는 무엇이고, 앞으로의 전망은 어떤지 살펴보겠습니다.

 

 

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무공해 친환경 자동차

수소전지자동차(FCEV)란? 

》 출처: www.hyfive.eu

 

수소연료전지자동차는 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 발생하는 전기에너지를 이용해 전기모터로 구동되는 자동차를 의미합니다. 물 이외의 배출가스를 발생시키지 않아 대기오염 및 온실가스 방출 등과 같은 기존 석유 기반의 에너지 자동차와 대비해서 ‘환경 친화적인’ 자동차입니다. 일반 화학전지와는 다르게 연료와 공기가 계속 공급되는 한 전기를 생산할 수 있고, 화석연료에 비해 에너지 효율이 높고 소음이 없다는 점에서 미래 친환경 자동차로 각광받고 있습니다.

 

 

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투싼 전지자동차로 살펴 본

수소전지자동차 구동체계

》 투싼 수소연료전지차 시스템(출처: 현대기아자동차)

 

수소전지자동차의 핵심부품 중 하나인 ‘고분자 연료전지(Polymer Electrolyte membrane Fuel Cell)’는 작동온도가 낮고 시동과 부하 반응 시간이 빨라 자동차, 전지형 및 휴대용 전원으로 개발되고 있습니다. 수소는 태양열, 풍력, 원자력 등 다양한 에너지원을 사용해 제조할 수 있어 화석연료를 대체할 수 있는 미래 에너지원으로 주목 받고 있지요. 

 

투싼 연료전지자동차를 예를 들어 설명하자면, 135마력의 전기 모터가 구동력을 공급하는데요, 전기모터를 돌리는데 필요한 힘은 연료전지가 주로 생산하지만, 보조적으로 리튬이온 폴리머 배터리를 사용합니다. 이는 가속 시 배터리에 저장된 전기 에너지를 연료전지와 사용해 일시적으로 높은 출력을 생성하고 제동 감속 시에는 회생제동을 통해 배터리에 에너지를 저장해 차량의 효율성을 높이는 효과를 제공합니다.

 

 

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다른 친환경 자동차 대비

수소연료전지 자동차의 장점

》 닛산 수소전지자동차 (출처: www.hybridcars.com)

 

그렇다면 다른 친환경 자동차(전기자동차, 하이브리드, 플러그인 하이브리드)와 비교했을 때 수소연료전지 자동차는 어떤 장점을 가지고 있을까요? 바로 주행할 때 비용과 차량무게, 이산화탄소 발생량, 에너지 소비량 등에서 우세하다는 것인데요. 가까운 거리를 주행할 때는 별 차이 없지만, 장거리 주행 시에는 수소연료전지 자동차가 더 효율적이다는 것이 전문가들의 평입니다.

 

또한 전기차에 비해 1회 충전 시 주행가능 거리가 길다는 것인데요. 그만큼 전기차는 자주 충전해줘야 하는데 반면, 수소연료전지 자동차는 충전하는 번거로움을 줄일 수 있다는 점에서 좀 더 매력적입니다.

 

 

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세계를 누비는

수소연료전지차 현황 

》  2016 혼다 수소연료전지차 콘셉트 모습(출처: www.sportcars2016.com)

 

혼다, 닛산, 토요타, BMW 등 세계 완성차 브랜드들이 치열하게 경쟁하는 수소전지자동차 시장에서 우리나라 현대기아자동차가 독자적으로 기술개발을 하고 본격적으로 수소전지자동차 시장에 뛰어들었는데요. 과연 어떤 자동차들이 나와 있는지 살펴보도록 하겠습니다.

 

1. 현대 투싼 수소연료전지차

》 현대기아자동차 투싼 수소연료전지차(출처: www.korea.net)

 

현대기아차는 오는 2015 프랑크푸르트 모터쇼(IAA)에 투싼 수소연료전지차를 출품했는데요. 바로 현대기아차가 세계최초로 독자 개발해 2013년 3월부터 양산하고 있는 자동차입니다. 수소를 1회 충전해 최대 595km를 주행할 수 있는데요, 가솔린 기준으로 연비를 환산하면 연비가 27.8㎞/ℓ에 달한답니다.

 

2. 도요타 미라이

》 도요타 미라이 (출처: www.thedetroitbureuau.com)

 

‘미라이’는 일본어로 ‘미래’라는 뜻인데요. 바로 미래의 자동차라는 의미를 담은 것이라 할 수 있습니다. 미라이는 도요타가 지난해 말 출시한 수소연료전지 자동차인데요. 수소와 공기중의 산소를 결합해 만들어진 전기로 움직입니다. 전기차는 충전 시간이 길고 주행거리가 짧지만, 미라이는 수소연료를 주입하는데 3분 밖에 걸리지 않고, 최대 650km까지 주행할 수 있습니다.

 

3. 혼다 FCV

》 혼다 FCV (출처: www.sportcars2016.com)

혼다는 지난 ‘2015 북미국제오토쇼(NAIAS. 디트로이트 모터쇼)’를 통해 수소연료전지차 ‘FCV 콘셉트’를 공개했는데요. 탄소배출이 전혀 없는 차세대 수소연료전지차의 콘셉트 모델입니다. 혼다 수소연료전지차의 10년간의 기술이 집약된 결정체로, 낮고 넓게 디자인된 공기역학적인 차체와 깔끔한 유선형의 라인이 눈에 띕니다. 여기에 새로운 파워트레인을 탑재해, 탑승객을 배려했으며, 주행거리는 약 480km 이상입니다. 이 모델은 2016년 3월 일본에서 첫 출시예정이라고 하네요.

 

4. BMW 수소전지자동차

》 BMW 수소전지자동차 (출처: www.bimmertoday.de)

지난 7월 BMW는 프랑스에서 열린 ‘BMW 이노베이션데이’에서 처음 수소연료전지자동차를 공개했는데요. 이번 자동차는 연구개발 목적으로 제작된 차로, 연료전지 및 수소탱크, 모터 등 도요타의 기술이 적용되었습니다. 무광 검정색 외관은 기존 플러그인하이브리드 스포츠카 i8과 차별화해 헤드램프 부분을 좀 더 얇게 하고, 불필요한 면 처리를 줄이고 범퍼에 각을 세우는 등 동력성능을 높인 것이 특징입니다. 충전 시간 약 3분, 주행거리는 최대 700km입니다.

 

 

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세계 자동차 시장에서의
친환경 자동차 전망

》 혼다 수소전지자동차 모습 (출처: http://www.breezcar.com/)

글로벌 시장조사업체인 HIS에 따르면 2008년 약 50만대 이던 친환경 자동차 판매는 지난해 약 200만대로, 6년 새 4배가 증가했다고 전했는데요. 올해는 250만대, 그리고 오는 2020년에는 600만대를 돌파할 것으로 전망했습니다. 전체 자동차 시장에서 차지하는 비중도 2008년 1% 미만에서 지난해 2014년에는 2%를 넘어섰고, 2020년에는 6%까지 확대될 것으로 보고 있습니다.

 

 

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수소연료전지자동차 핵심은

‘자동차 경량화’

》 자동차 경량화 소재를 생산하는 한화첨단소재 세종 사업장 모습

수소연료전지자동차 기술개발의 핵심은 뭐니뭐니해도 ‘경량화’ 기술인데요. 에너지 효율을 높이기 위해서는 가벼운 소재를 사용해 부품을 만드는 것이 중요합니다. 따라서 수소연료전지 자동차 개발에 있어서 차량 경량화 기술 연구개발을 위해 자동차 회사들이 전력을 다하고 있는데요.

 

한화첨단소재는 친환경 자동차 개발의 핵심인 '자동차 고강도 초경량 부폼소재' 분야에서 특화된 기술력으로 세계 자동차 경량화 트렌드를 리드해나가고 있습니다. 지난 7월 세종시에 오픈한 경량복합소재개발센터를 중심으로 자동차용 열가소성ㆍ열경화성 복합소재 연구와 신규 어플리케이션 설계, 성형기술 개발 경쟁력 확보, 신소재와 신공법 개발에 연구역량을 집중할 예정입니다. 앞으로 한화첨단소재가 만들어 갈 친환경 자동차 세상을 기대해주세요.

 

 

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