🌌 수소자동차 🌌 원리 / 연비와 충전소 - 충전 가격 / 장점과 단점

수소 자동차란 수소를 연료로 사용하는 자동차로 알고 있는 이들이 많다. 하지만 정확히는 수소 자동차는 수소를 연료로 전기를 생산해 최종 연료로 사용하는 자동차이다. 즉 수소 전기 자동차 내지 수소전지 자동차가 정확한 표현이다.

 

원리

 

 

 

 

흔히 수소자동차라 부르는 수소전기차는 물에서 분리된 수소와 공기 중의 산소를 결합 반응시켜 전기를 생산하는 방식의 원리가 적용된 자동차이다.

 

수소 충전을 통해 차량에 공급된 수소가 차량의 장치를 통해 수소이온과 전자로 분리되며 분리된 전자는 차량에 탑재된 배터리로 이동해 배터리를 충전하는 방식이 적용된 것이다.

 

수소에서 분리된 수소이온은 공기 중의 산소와 결합하게 되는 데 이 결합의 결과 순수한 물이 발생하게 된다. 이는 일반적인 내연기관 자동차가 배 뿜는 배기가스가 아닌 물을 내뿜게 되면서 환경적 오염이 없는 차량이 되는 것이다.

 

 

 

특징 

출처 : 무공해 통합누리집

수소전기자도차는 전기차와 같이 엔진이 없다. 엔진 대신 모터를 구동하여 이동한다는 특징을 가지고 있다. 이외 전기차와 달리 수소 탱크를 가지고 있다는 특징을 가지고 있다.

 

또한 전기차와 달리 수소라는 연료 저장 공급하는 장치가 있어 차량에 적용된 배터리의 크기가 일반적인 전기자동차 대비 용량이 적은 편이다. 이는 언제든 수소를 공급할 수 있는 수소 탱크가 적용된 결과이다.

 

 

 

종류

 

 

 

 

• 현대 / 넥쏘
• 도요타 / 미라이
• 혼다 / 클라리티

현대 시중에 출시된 수소자동차의 종류는 위와 같다. 위의 차종들은 일반인이 구매 가능한 차량으로 판매 중에 있다. 하지만 실제적으로 수소차는 대형 트럭과 같은 차량들에 적용이 현재는 더욱 널리 보급된 실정이다.

 

이는 트럭과 같은 대형 차량의 친환경 연료로 수소가 일반 전기차 대비 더욱 효율면에서 높은 능력을 보이고 있기 때문이다.

 

이로 인해 현재 바라보는 미래 자동차는 전기차와 수소전기차인데 이중 전기차는 승용차, SUV와 같은 비교적 가볍고 작은 차량에 적용이 될 것이며 수소 전기차량은 화물차와 같은 대형 트럭 즉 운송수단으로 사용되는 차량들에 적용이 더욱 확산될 것으로 예견되는 상황이다.

 

 

---

장단점

장점

• 주행거리 / 높은 연비 효율 
• 친환경성
• 충전 속도

수소전기차의 가장 큰 장점은 당연히도 친환경성이다. 차량을 운행함에 따라 발생되는 배출물이 순수한 물이 전부라는 것이 최고의 장점이다. 

 

또한 주행거리 즉 전기차 대비 연비 효율이 더욱 우수하다. 

• 현대 아이오닉 5 / 약 430 km
• 현대 넥쏘 / 약 600km

친환경차가 보급 주인 현시점에서 가장 중요한 요소는 주행거리이다. 1회 충전으로 얼마나 주행 가능하지가 사용의 편리성에 매우 중요한 요소로 자리하고 있다. 이런 면에서 1회 충전으로 주행 가능한 최대 거리는 수소차량이 더욱 우월한 수치를 보인다.

 

 

 

충전속도

 

 

 

전기자동차의 충전 기술은 충전시간의 단축이다. 아직은 불완전하기는 하지만 급속 충전과 같은 기술이 적용된 전기차가 출시되고 있다.

 

하지만 수소자동차의 충전시간은 대부분 5 - 10분의 시간 내에 완충한다는 점은 아직은 전기차 충전 시간 대비 매우 압도적인 충전시간에 해당한다.

 

 

단점

• 충전 인프라
• 내부 공간
• 주행 속도
• 정비

충전인프라는 꾸준히 늘리고 있는 상황이지만 현재는 수소충전소의 확장보다는 전기자동차 충전시설의 확장에 주력하고 있는 실정이다. 이로 인해 국내에는 전국을 통틀어 손꼽히는 수의 수소 충전소가 있다.

 

또한 수소충전소의 폭발 위험에 대한 불안감으로 자신들의 거주지 주변 수소 충전소의 설치를 꺼리는 곳이 많아 아직은 주로 외곽에 충전소가 설치된 상황이라 충전의 불편이 더욱 야기되고 있는 실정이다.

 

 

 

내부 공간 / 속도

자동차의 내부 공간이 비교적 협소하다. 동일 모델 다른 구동기관 자동차와 비교시 수소전기차의 구조적 특징으로 인해 내부공간이 비교적 좁다는 단점이 있다.

 

수소탱크와 이에 관련된 각종 장치들이 적용되면서 내부공간이 좁아지게 된 것이 단점으로 꼽힌다. 또한 이런 각종 추가적인 장착 장치들은 차량의 무게를 높인 결과를 낳게 되었다.

 

게다가 즉각적인 전기 공급이 이뤄지는 전기자동차 대비 산소 화학반응이라는 추가된 단계를 거쳐야 하는 구동적 특징으로 인해 전기차 대비 높은 속도 및 즉각적인 반응을 내지 못한다는 단점을 가지고 있다.

 

 

 

정비

전기차와 수소 자동차는 현재 보급 중인 자동차이다. 즉 아직은 내연기관 자동차와 관련된 정비산업이 더욱 활성화된 상태로 전기차, 수소 자동차에 대한 정비소가 충분치 않은 상황이다.

 

이로 인해 정비의 어려움은 물론이며 정비비용이 높아진다는 단점이 현재 존재하고 있다. 하지만 해당 단점은 언제고 내연기관이 사라지면서 해결될 문제이다. 단 현재는 정비가 쉽지 않다는 단점이 있는 상황이다.

 

 

 

 

 

 

---

충전비용 / 충전 가격

수소 충전 단위는 KG이다. 화석연료 (기름)을 주입하는 경우 리터로 이를 표시하는 데 수소는 KG를 단위로 한다. 당연하게도 수소의 가격 또한 공급 환경적 요소들에 의해 변동된다.

 

[참고] 현대 수소 전기차 넥소의 수소탱크 용량은 6.3kg이다.

• 2021년 11월 : 1kg 당 8430원가량
• 2022년 5월 : 1kg 당 7천 원가량

정부의 수소공급 가격 정책 목표에 따르면 2040년까지 kg당 3천 원 대에 공급하기를 목표로 하고 있다고 한다. 하지만 이는 우리 정부의 의지만으로 결정되는 것이 아니다. 따라서 해당 시점에 가봐야 알 수 있는 상황이다.

 

 

 

폭발 / 안정성

적지 않은 사람들이 수소자동차 폭발에 대한 두려움을 가지고 있다. 이는 수소 폭발의 강력함을 각종 매체를 통해 학습된 결과이다. 이런 학습의 결과는 수소자동차에 대한 두려움을 만든다.

 

하지만 2018년 미국의 자동차 안전연구기관에서 실시된 넥쏘 자동차 충돌 시험은 당시 출시된 모든 수소 자동차 중 가장 높은 등급의 안전성을 확인받았다.

 

설명에 따르면 차량에 충돌-충격, 화재가 발생한 경우 수소 차단이 즉각적으로 이뤄지며 수소탱크가 잠겨 위험한 폭발은 나지 않는다는 것이다.

 

이외 정부는 수소충전소를 설치하는 데 절대 폭발사고는 없다고 했다. 하지만 실제 수소 충전소에서 작은 폭발이 난 사실이 있어 이에 대한 신뢰는 아직은 완벽하지 않은 상황이다.

 

결론적으로 수소 자동차는 안전하다. 다만 이 안전이 완전히 보장되는 수준의 기술은 아니라는 것이 현재 수소 자동차와 관련 기술에 대한 인식으로 보인다.