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글로벌오토뉴스 채영석 국장은 30년 동안 자동차 전문기자로 활동해 왔으며 인터내셔널 엔진 오브 더 이어, 월드 카 오브 더 이어의 심사위원이다. 골드만 삭스 등 투자은행들과 다른 시각으로 산업 분석을 해 오고 있다. 지금까지 3,000종 이상의 차를 타고 시승기를 쓰고 있으며 세계적인 모터쇼와 기술세미나 등에 참석해 글로벌 차원의 트렌드 분석에 힘을 쏟고 있다. 2013년 골드만 삭스가 유가 200달러 시대를 이야기했을 때 역으로 유가 폭락 가능성이 있다는 칼럼을 쓰기도 했다.

80. 파워트레인의 미래 – 20. 중국이 연료전지 전기차 시장 이끈다.

페이지 정보

글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2019-05-02 19:52:36

본문

수소를 에너지로 사용하는 연료전지 전기차가 다시 부상하고 있다. 그 배경은 중국이 정부 차원에서 수소 연료전지 전기차의 개발을 적극 장려하고 있기 때문이다. 2019 상하이 오토쇼에 상하이자동차 그룹의 SAIC Maxus는 중국 최초의 수소 연료전지 승용차인 Maxus G20FC를 출품했다.이 모델은 NEDC 기준 550km의 최대 주행거리를 갖고 있으며 5분만에 연료를 충진할 수 있다. SAIC Maxus는 자동차로 인한 오염의 궁극적인 해결책으로 수소 연료전지 전기차가 자동차산업의 발전에 중요한 역할을 할 것이라고 주장했다. 이는 기술보다는 중국시장의 변화를 예고하는 상징적인 의미가 더 크다. 연료전지전기차의 흐름과 전망을 짚어 본다.

 

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

 

이미 수소 연료전지 전기차 개발에 상당한 진전을 이뤘던 유럽과 일본, 한국과 비교할 때 중국은 갈 길이 멀다. 수소 연료전지 전기차를 개발하는 것은 핵심 기술과 인프라를 지원하는데 크게 의존하기 때문에 산업화와 상용화를 완전히 실현하는 데는 10년에서 20년이 걸릴 것이라는 의견이 대두되어 있다. 때문에 이 부문에서 기술력을 확보한 글로벌 플레이어들의 중국시장 공략이 본격화될 것으로 보인다.

 

1978년 BMW 수소엔진, 1974년 메르세데스 수소 연료전지 시작

 

수소를 자동차의 에너지로 사용하고자 하는 시도는 1978년 BMW가 수소를 에너지로 사용하는 내연기관의 개발에 나선 것과 1994년 메르세데스 벤츠가 캐나다 발라드사의 연료전지 스택을 기반으로 한 수소 연료전지 전기차 개발에 나선 것이 그 시작이었다.

 

수소 엔진차는 BMW 외에도 2003년 디트로이트오토쇼에서 포드가 가능성에 대해 언급한 바가 있고 그 해 마쓰다가 수소 로터리 엔진을 발표하면서 주목을 끌었다. 마쓰다는 30대의 RX-8 하이드로젠 RE를 노르웨이에 공급하기로 하기도 했었다.

 

특히 BMW는 2008년 하이드로젠 7이라는 이름으로 7시리즈를 베이스로 한 수소 엔진차를 한국에도 들여와 시승 행사를 개최하는 등 적극적이었다. 하지만 어느 순간부터 BMW로부터 수소 엔진차에 관한 이야기는 나오지 않고 있다. 대신 토요타와 수소 연료전지 전기차를 공동으로 개발하는 쪽으로 방향을 전환했다.

 

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수소 연료전지 전기차는 메르세데스 벤츠가 가장 오랜 역사를 갖고 있다. 1994년 시작해 올 해로 25주년을 맞는다. 1994년 네카(NECAR)를 공개한 이래 1998년 V클래스를 베이스로 한 NECAR2, 2000년 NECAR5를 비롯해 1997년 NEBUS 등 다양한 연료전지 전기차를 선보여왔다.

 

2002년에는 A클래스를 베이스로 한 F-Cell을 개발해 장기 주행 시험을 시작했으며 2009년에는 B클래스 F-Cell을 개발했다. 이 차로는 전 세계를 돌며 미디어 및 관계자를 동원해 주행 능력을 입증해 보이기도 했다. 특히 2005년 도쿄모터쇼를 통해 공개한 연료전지 컨셉트카 F600은 한 번 충전으로 400km를 주행 할 수 있다는 점 등으로 많은 주목을 끌었었다.

 

1998년 현대차 수소 연료전지 개발 시작

 

연료전지 전기차에 대한 기술 개발은 현대기아자동차도 일찍이 시작했다. 1998년부터 본격적으로 개발을 시작해 2000년에는 세계 자동차메이커들이 공동 참여한 미국 캘리포니아 연료전지 시범사업에 참여하여 상용화를 위한 여러 가지 시험/평가를 수행했다. 같은 해 11월,75kW급 연료전지 스택을 탑재한 싼타페 연료전지차를 미국의 UTC FC사와 공동으로 개발하는데 성공했다.

 

이후 2001년 6월에는 세계 최초로 350기압 수소 충전에도 성공했다. 연료전지차 경주대회인 ’미쉐린 환경친화자동차 경주대회’에서 싼타페 연료전지차로 2001년에는 금메달 2개와 은메달 2개, 2003년에는 금3개와 은1개를 수상하는 등의 성과도 올렸다. 이 외에도 2003년에 美 캘리포니아에서 열린 ‘캘리포니아 퓨얼 셀 파트너십 (CaFCP)’ 주최 로드 랠리를 싼타페 연료전지차로 완주했으며, 2002년에는 ‘日 연료전지 상업화 추진 멤버’로 참여하기도 했다.

 

현대기아차의 연료전지차 기술력은 다른 메이커들보다 앞선다는 평가를 받고 있다. 핵심인 연료전지스택(Stack)의 개발도 자체적으로 해 냈다. 그것을 차량에 적용하는 기술도 떨어지지 않는다. 특히 투싼을 베이스로 한 IX 연료전지전기차를 2013년 양산 시판차로 선 보이기도 했다. 메르세데스 벤츠보다 시작은 약간 늦었지만 시장 투입은 더 빠른 것이다.

 

특히 2018년 3월 출시한 넥쏘는 예약 판매 하루 만에 733대를 달성하며 기대 이상의 성과를 보였다. 현대 넥쏘는 한 번 충진으로 609km를 주행할 수 있다. 이는 1세대 모델이었던 투싼 수소 연료전지 전기차의 415km보다 약 40% 가량 향상된 수준이다.

 

한편 일본의 토요타와 혼다도 연료전지 전기차에 대해 지속적으로 기술 개발을 해오고 있다. 일본은 특히 가정용 연료전지 기술과 결합하는 형태로 인프라 구축에 상대적으로 앞선 행보를 보여 오고 있다. 혼다는 2007년 도쿄모터쇼에 연료전지컨셉트카 클래러티를 출품했으며 이는 후에 리스로 판매되며 시장에서의 반응을 살피기도 했다. 2015년에는 1회 충전으로 700km 이상 주행이 가능한 모델을 공개하며 2016년 일본시장을 필두로 판매하기도 했다.

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토요타는 2014년 미라이라는 이름으로수소 연료전지 전기차를 내놓았다. 2015년부터 고객에게 인도되기 시작했지만 하루 생산 대수가 한정되어있어 주문이 3,000대 정도인데도 3~4년을 기다려야 하는 상황이 연출되기도 했다. 토요타는 2020년 미라이 판매 목표를 3만대로 잡고 있다.

 

이에 앞서 일본정부는 2014년 6월에 연료전지차를 위한 SRP(Strategic Road Map)를 발표한바 있다. 여기에는 연료전지차 구입 시 지급되는 보조금은 물론 수소 충전소에 대한 지원 방안도 포함돼 있다. 도쿄시의 경우연료전지차의 3억 8,500만 달러를 투자한다는 계획을 밝히기도했다.


일본은 2020년 올림픽을 겨냥해서 연료전지차의 보급을 장려하고 있다. 토요타와 혼다는2020년까지 6,000대의 연료전지차를 판매한다는 계획이다. 일본 정부는 배터리 전기차보다 3배 이상의 보조금을 연료전지차에 지원하고 있다. 도쿄는 2025년까지 연료전지차의 인프라에 3억 8,500만 달러를 투자해 연료전지 승용차 10만대, 버스는 100대, 수소 충전소는 80개를 목표로 하고 있다. 

 

중국 정부, 단거리 배터리 전기차/장거리 연료전지 전기차

 

그런 상황에서 2017 프랑크푸르트오토쇼에 메르세데스 벤츠가 세계 최초로 GLC F-Cell이라는 수소 연료전지 플러그인 하이브리드 모델을 공개하며 새로운 시도를 하고 있다. 수소를 주 에너지로 사용하면서 상황에 따라 배터리를 충전하기도 하는 모델이다. BMW가 수소 엔진차에 가솔린도 사용하는 바이 퓨얼을 시도한 적이 있는데 GLCF-Cell은 수소 에너지를 주로 하는 연료전지 전기차를 베이스로 상황에 따라 배터리를 충전하는 시스템이다.

 

이처럼 글로벌 플레이어들이 다시 수소 연료전지 전기차에 주목을 하는 것은 중국 때문이다. 중국 산업정보기술부는 수소 연료전지 전기차를 집중 육성할 것을 분명히 하고 있다. 중국 정부는 수소 연료전지 전기차를 배터리 전기차와 함께 미래의 수송 수단의 핵으로 육성한다는 방침을 표방하고있다. 내연기관에서는 글로벌 플레이어를 따라 잡을 수 없다는 판단 하에 신에너지차에 집중한다는 것이다.

 

중국 정부는 수소 연료전지 전기차는 리튬 이온 배터리 전기차와 함께 신에너지차의 중요한 기술적인 근간으로 설정했다. 배터리 전기차는 도심에서의 짧은 거리를 이동하는 승용차로 적합하며 수소 연료전지 전기차는 버스와 트럭 등 장거리 운송이 필요한 상업용 차량에 적합하기 때문에 상호 보완적으로 발전할 수 있다고 보고 있다.

 

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이에 대해 중국 전기차산업의 아버지로 불리는 중국인민정치협의회(CPPCC : China People 's Political ConsultativeConference) 완강 부회장이 수소 연료전지 개발에 주력해야 한다고 주장하고 나서 주목을 끌고 있다. 중국의 과학기술부장관을 역임한 완강 박사는 아우디 출신 자동차 전문가로 약20년 전 중국 배터리 전기차 정책을 주도했다.

 

그는 배터리 전기차는 항속거리가 짧고 긴 충전시간 때문에 장거리 버스나 택시, 또는 도시 물류 및 장거리 운송에 대한 요구를 충족시킬 수 없다고 말했다. 반면연료전지 전기차는 장거리 주행을 비롯해 짧은 충전 시간, 유해 배기가스 제로 등이 장점으로 앞으로는이 분야에 집중 투자해야 한다고 주장했다.


수소 연료전지 전기차의 장점은 무공해이면서 장거리 주행이 가능하며 배터리 전기처럼 충전 시간이 거의 필요없다. 그러나 수소를 안전하게 저장하는 것이 핵심 기술 과제일 뿐 아니라 인프라, 법률 및 규제가 미비하다는 점도 해결해야 한다. 인프라 및상업화 면에서는 배터리 전기차보다 훨씬 뒤져 있다는 것이다.

 

중국의 산업정보기술부는 중국의 수소 에너지 및 연료전지 전기차 산업의 혁신적인 개발을 촉진하기 위해 다른 부서와 함께 수소 연료전지 전기차의 시범 운행을 실시한다. 수소 연료전지 전기차의 시장 전망은 국가 차원에서 최근에 만들어진 것으로 이 분야의 기술 개발과 시장 확대에 대한 중국 정부의 의도를 재 확인했다.

 

이런 흐름에 맞춰 토요타는 중국의 칭화대학교와 공동으로 수소 연료전기 기술에 관한 공동 연구기관을 설립했다. 중국 베이치 포톤과와도 연료전지전기차 부문에서 제휴했다. 토요타가 중국기업과 연료전지 전기차 분야에서 제휴하는 것은 처음으로 베이치포톤의 상용차 부문에서 생산하는 버스와 트럭에 연료전지 시스템과 수소 탱크 등을 판매하게 된다.

 

이런 상황에서 현대자동차는 2030년 수소 연료전지 전기차 연간 50만대 생산을 목표로 설정해 주목을 끌고 있다. 현 시점에서는 가장 적극적인 자세로 수소 시대를 향해 투자하고 있다. 현대자동차는 2018년 12월 충주 수소 연료전지 제2공장 신축 기공식에서 FCEV2030이라는 로드맵을 발표하며 글로벌 수 소연료전지 전기차 리더십을 지속적으로 확보해 나간다는 구상을 밝혔다.

 

이를 위해 현대차그룹은 협력사와 2030년까지 연구·개발(R&D) 및 설비 확대 등에 총 누적 7조6천억원을 투자하고, 5만1천명의신규 고용을 창출할 방침이다.

 

아울러 현대차그룹은 사업 다각화 차원에서 타 완성차, 선박, 철도, 지게차 등 운송분야, 전력 생산 및 저장 등 발전분야에 연료전지시스템을 공급하는 신 사업을 추진한다. 현대차그룹은 협력사와의 동반 투자 등을 통해 미래 청정 에너지 시대에 적합한 산업 생태계를 구축하고 새로운 성장 기반을 함께 만들어 나간다는 계획이다.

 

현대는 해외에서도 스위스 수소 에너지 기업인 H2에너지와 함께 합작 법인을 설립해 유럽 친환경 상용차 시장을 공략한다. 정의선 현대차그룹 수석 부회장은 글로벌 CEO협의체인 수소위원회 공동회장으로 취임해 범 세계적인 트렌드 리더로서의 입지 강화를 노리고 있다.

 

한동안 주춤했던 수소 연료전지 전기차의 기술 개발이 중국 정부의 정책과 함께 다시 탄력을 받고 있는 양상이다.

 

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