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현대차와 손잡은 아우디, 수소연료전지에 집중한다

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글 : 원선웅(mono@global-autonews.com)
승인 2019-05-08 06:41:36

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아우디는 글로벌 수소전기차 시장의 저변을 확대하고, 확고한 기술 경쟁력을 바탕으로 미래 수소전기차 시장에서의 패권 경쟁을 주도하기 위해 h-트론 (h-tron)으로 대표되는 수소전기차 개발 프로젝트를 완전히 재구성 하기로 결정했다. 지난 3월 개최된 2019 제네바 모터쇼에 앞서 진행된 인터뷰에서 아우디의 브람 쇼트 CEO는 “연료전지 기술에 대한 투자를 더욱 확대할 것”이라고 밝혔다. 투자 확대를 통해 점유율을 높일 시장은 바로 중국이다.

 

글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)

 

아우디는 3월 초 연료전지 기술에 대한 투자 확대를 결정했다. “배터리 공급 증가 및 소재 고갈 등을 고려할 때 자동차 제조사들은 수소에너지를 활용한 전동화를 추진해야 한다”는 것이 아우디의 입장이었다. 현대차와 토요타 뿐만 아니라 유럽 제조사들 역시 연료전지 개발에 더욱 노력을 기울여야 한다고 주장했다. 구체적인 투자금액은 결정되지 않았지만, 2021년부터 양산 모델 생산을 위한 라인 가동을 일부 실시할 예정이다.

 

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전 세계 판매량의 30% 이상이 중국시장에 집중되어 있는 아우디는 2025년 수소 연료 전지 자동차의 세계 최대 시장이 될 중국에서 주도적인 위치를 차지하기 위한 노력을 진행 중이다.

 

지난 3월 중순 중국 정부는 순수 전기자동차에서 수소연료전지 자동차로 보조금이 전환될 것이라고 발표했다. 결과적으로 많은 중국 자동차 제조사들은 토요타와 협력해 수소 연료 전지 기술을 개발하고 있는 북경자동차와 같이 새로운 합작 투자를 추진하기 위해 노력하고 있다.

 

수소연료전지 차량에 대한 세금 감면 혜택을 늘려갈 뿐만 아니라 중국의 수소 연료 공급 인프라 구축을 촉진하는 새로운 법안을 준비 중인 중국 정부. 그리고, 연료전지 개발을 강화하는 아우디의 결정에는 모두 배터리 전기차로는 한계가 있다는 판단이 바탕에 깔려 있다.  

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배터리 전기차가 직면한 문제로는 배터리 생산에 필요한 자원을 수급하는 것과 배터리 전기차의 주행거리, 충전시간 등이 까다로운 고객의 기대치를 충족시킬 수 있는지에 대한 의구심에 있다.

 

연료 전지는 차량 내부의 탱크에 저장된 수소와 공기 중의 산소를 결합해 전기와 열에너지 그리고 물을 생산한다. 그러나 수소를 전기로 전환하는 촉매제로 사용되는 고가의 백금으로 인해 양산이 쉽지 않았다. 최근에는 코발트와 백금을 섞은 화합물이 대안으로 떠오르고 있는 상황이다.

 

연료 전지에 의해 생성된 전기는 주행을 위해 전기모터에 동력을 공급하는데 사용된다. 일반적으로 충전시간을 필요로 하는 배터리 전기차와는 달리 연료 전지 차량은 기존의 내연기관 차량과 같이 수소를 주입할 수 있어 주행에 필요한 시간을 크게 줄일 수 있다. 또한, 적절한 크기의 수소탱크를 갖춘 수소전기차는 주행 가능 거리 최대 609km인 현대 넥쏘와 같이 내연기관에 필적하는 주행거리를 보인다.

 

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아우디의 브람 쇼트 CEO는 올해 하반기부터 수소전기차의 양산을 시작한다고 발표했다. 이를 바탕으로 2021년에는 일부 고객을 대상으로 리스 프로그램을 통해 수소전기차의 운영을 시작할 수 있다고 전했다. 아우디의 새로운 수소전기차는 아우디 A6, A7 및 A8 모델을 생산하는 독일 네카줄름 (Neckarsulm) 공장에서 생산될 예정이다. 아우디 수소전기차가 본격적으로 양산되는 시기는 아직 정해지지 않았지만, 향후 10년 내에는 내연기관 차량처럼 대량 생산이 가능한 체계를 만들어 간다는 계획이다.

 

가장 최근 아우디가 공개한 수소전기차 컨셉인 아우디 h-tron 컨셉은 넥쏘 수소전기차를 이미 판매하고 있는 현대차와의 협업을 통해 제공받은 연료 전지 기술이 적용되어 있다. 아우디와 현대차는 지난 2018년 6월 수소전기차 기술 확산과 시장 활성화를 위해 특허와 주요 부품을 공유하기로 했다. 특히 수소전기차의 향후 표준화 경쟁을 주도하면서 시장 선점을 위해 협력해 나갈 계획이다.

 

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수소전기차 개발에 뛰어든 업체들은 개발 비용을 줄이고 규모의 경제를 실현하기 위해 업체 간 합종연횡을 하며 수소전기차 출시 계획을 속속 내놓고 있다. 혼다는 제너럴모터스(GM)와 합작법인을 세워 수소전기차에 탑재되는 연료전지 시스템을 공동 생산할 계획이고, 토요타는 BMW와 함께 2020년 상용화를 목표로 수소전기차 플랫폼을 개발하고 있다. 닛산은 포드·다임러와 제휴를 맺었다.

 

수소전기차 개발에 더욱 힘을 싣는다는 아우디의 결정은 2023년 말까지 전동화 분야에 약 140억 유로 (약 17조 9000 억원)를 투자한다는 아우디의 전략 중 하나이다. 전동화에 관련해서 2025년까지 아우디는 전 세계 주요 시장에 약 20개 차종의 전동화 모델을 출시하고, 이 중 절반은 배터리 전기차로 한다는 계획이다. 또한 전체 판매의 약 3분의 1를 전동화 모델이 차지하도록 목표를 설정했다.

 

브람 쇼트 CEO는 배터리 생산을 위한 자원 부족과 향후 배터리의 원활한 수급 문제가 개선되지 않는다면, 차선책은 수소연료전지에 달려있다는 생각을 전했다. "현재와 같은 양상이 지속된다면, 전기로 움직이는데 가장 효과적이고 효율적인 방법을 찾아야 한다. 그 방법 가운데 바로 수소연료전지가 있다“고 그는 덧붙였다.

 

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아우디의 수소 연료 전지 개발 강화 계획은 배터리 전기차보다 더 긴 주행가능거리, 그리고 고온과 저온에서의 안정적인 주행을 제공하기 위한 선택이기도 하다. 독일 네카줄름의 폭스바겐 그룹 수소 연료전지 역량센터 (Fuel Cell Competence Center)에서 개발 중인 6세대 수소연료전지 시스템은 외부 전력으로 충전이 가능한 배터리가 통합되어 있다.

 

최신 아우디 h-tron의 배터리 용량은 35kWh에서 40kWh 사이로, 배터리 용량이 95kWh 인 아우디의 배터리 전기차보다 용량이 적다. 하지만, 충전된 전기만으로 주행가능한 배터리 전기차와는 달리 수소전기차는 수소를 소모해 전기를 계속 생산할 수 있는 만큼 전기만으로 최대 150km 정도의 주행이 가능한 것으로도 충분한 성능을 발휘할 수 있다.

 

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6세대 연료전지 시스템에 대한 구체적인 정보는 아직 공개되지 않았지만, 5세대 시스템의 경우 2개의 전기모터를 사용했다. 앞바퀴의 전기모터가 120마력, 뒷바퀴의 전기모터가 188마력의 최고출력을 내며 네바퀴를 굴린다. 수소 탱크 연료 주입은 안전하고 손쉬울 뿐 아니라, 약 4분이면 수소 연료 주입을 완료할 수 있으며, 한 번 연료 주입으로 최대 600km까지 주행할 수 있다.

 

특히, 눈길을 끄는 부분은 새로 개발된 '운전자 보조 제어장치(zFAS). zFAS는 실시간으로 차량의 주변 환경을 인식, 운전자의 관점에서 차량이 조종될 수 있도록 정보를 변환하는 중추신경과 같은 역할을 한다. 이 기술은 운전자가 가다 서다를 반복하는 교통 정체 구간에서 60km/h 이하로 운행시 또는 자동 주차 모드로 전환 시 차량의 자동 운전이 가능하게 해준다.

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