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수소스테이션 국내외 현황

페이지 정보

글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2014-09-29 00:13:43

본문

1. 서론

최근 많은 사람들의 주목을 받고 있는 여러 친환경자동차 중에 가장 주목을 받고 있는 자동차들이 전기자동차와 수소연료전지 자동차로서 향후 차세대차로서 가장 관심이 집중되고 있다. 특히 단거리 운행 및 소형차에 적합한 전기자동차에 비해 장거리 운행과 중대형차가 가능한 수소연료전지 자동차는 대표적인 친환경자동차로 환영을 받고 있다. 수소연료전지 자동차는 모터로 구동하는 점에서 전기차라고 할 수 있다. 그러나 전기차는 전기를 충전기에 충전하여 사용하는데 반해 수소연료전지 자동차는 수소를 원료로 전기를 발생시켜 모터를 움직이는 친환경자동차로 배기가스 대신 물만 배출되는 등 환경오염 물질이 전혀 없는 것이 특징이다.

글 / 이영철 (한국가스공사 연구개발원)
출처 / 오토저널 6월호

그러나 수소연료전지 자동차가 상용화되기 위해서 몇 가지 극복해야 하는 문제점이 있다. 첫 번째가 수소연료전지 자동차의 가격으로 아직 일반인이 구매하기에는 높은 가격으로 지속적인 가격 저감이 이루어져야 할 것이다. 두 번째는 수소연료전지 자동차의 연료로 쓰이는 수소의 충전 인프라 부족이다. 따라서 이러한 높은 차량가격 및 한정된 수소인프라로 인해 실제적인 보급에는 많은 어려움이 있을 것으로 예측하고 있다.

현재까지 전세계적으로 많은 수소스테이션이 건설 운영되고 있으나 아직 공용 수소스테이션은 많이 부족한 실정이다. 본 고에서는 국내외 수소스테이션 현황을 알아보고 국내 수소스테이션 구축을 위해 어떻게 하는 것이 좋은지 검토해 보기로 하였다.

2. 국외 수소스테이션 현황

먼저 국외 수소스테이션 현황을 알아보면, 세계 각국은 2015년 수소연료전지 자동차 보급을 목표로 수소인프라 구축에 상당한 노력을 기울이고 있으며, 특히 수소인프라로서 수소스테이션은 2013년 11월 현재 전세계적으로 표 1에 나타낸 바와 같다.

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표 1에서와 같이 현재까지 건설된 수소스테이션은 319여개소이며, 미국이 67개소, 유럽 78개소, 일본26개소를 운영 중이다. 각 지역별 건설되고 운영중인 수소스테이션 현황을 나타낸 것으로 초기에 실증용으로 건설된 수소스테이션들은 폐기된 것으로 발표되고 있으며, 건설중인 수소스테이션도 133개소에 이른다.

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수소연료전지 자동차의 보급을 위한 수소스테이션 구축도 미국, 일본 및 유럽 등이 앞서 있다. 특히 미국은 캘리포니아 지역을 중심으로 많은 수소스테이션을 건설하였으며, 일본에서도 지속적인 실증을 통해 상용화에 근접한 기술개발이 이루어지고 있으며, 2015년 상용화 하기 위해 정부를 중심으로 자동차업계와 인프라업계간의 협력 체계를 유지하여 인프라 구축에 나서고 있다.

이러한 수소스테이션 현황을 그림 1에 나타낸 것과 같이 주로 미국, 유럽 그리고 일본 등에서 주로 건설된 것을 알 수 있다.

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먼저 미국에 대해 알아보면, 미국 DOE 및 CaFCP(California Fuel Cell Partnership)에서는 캘리포니아 지역에만 현재 수소스테이션 26개소를 실증 중에 있다. 그리고 DOE에서는 수소스테이션 설치에 관한 안전성 검증에 중점을 두고 있고, 수소스테이션 건설 및 생산업체에 대해서는 30%의 세제감면 정책을 펼치고 있다. 현재까지 미국 전체에 119개소의 수소스테이션을 건설하여 67개소가 운영중에 있다.

그림 2에서는 미국 동해안 지역과 서해안 일부지역 그리고 미시간주와 플로리다주에서 실시한 수소스테이션 실증에 참여한 수소스테이션을 나타낸 것이다. 특히 DOE는 2006년에 수소스테이션의 상용화 선결 조건으로 2017년도 예상 수소가격을 동일 발열량의 가솔린 대비 2배이하의 가격이 가능한지를 기술 목표로 설정한바 있다. 특히 제조 방법과 무관하게 $3/kg-H2 이하를 요구하였으며 천연가스 개질에 의한 제조기술의 경우 목표치의 달성이 가능한 것으로 판단하고 있다.

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그리고 2002년부터 2005년까지 JHFC 1단계 사업에서는 2002년 도쿄가스에 첫 번째 수소스테이션을 건설하고 이후 2003년에 6개소, 2004년에 3개소, 2005년에 2개소 등 총 12개의 수소스테이션을 건설해 실증했다. 이어 2006년부터 2010년까지 진행된 JHFC 2단계 사업에서는 2006년에 2개소, 2007년에 2개소,2009년에 3개소 등 총 7개소의 수소스테이션을 건설해 실증에 나섰다.

일본 수소스테이션 실증의 특징을 보면 JHFC 2단계 사업을 실시할 때 1단계 사업에서 건설된 총 12개의 수소스테이션 중 4개소를 제외한 8개소의 수소스테이션이 2단계 사업에서 건설된 수소스테이션과 공동으로 실증이 진행됐다는 점이다. 일본 내 수소스테이션은 현재까지 총 35개소가 건설돼 9개소가 폐기됐으며 약 26개소의 수소스테이션이 운영 중이다. 특히 이 중 14개소 수소스테이션에서는 2010년 12월까지 수소연료전지 자동차에 충전이 이뤄졌다. 수소연료전지 자동차에 충전된 총 수소양은 5만 2447㎏이며 충전 횟수는 2만 1039회에 이른다.

또한 수소스테이션 관련하여 실용성,규격, 법규 및 표준화 정립 등이 진행 중에 있다. 그림 3에서와 같이 현재 2015년 보급 원년을 목표로 기술적인 실증을 2010년에 완료하고 2011년부터 2015년까지 기술 및 시장성에 대한 실증을 실시하고 있다. 이 단계에서는 소매판매가 가능한 상업용 수소스테이션에 대한 기술적인 이슈들을 해결함과 동시에 수소스테이션의 경제성을 검증한 후 2016년부터 소매 판매를 시작으로 수소
스테이션의 시장진입이 가속화될 예정이다.

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일본에서는 수소연료전지 자동차 보급에 있어서 2015년부터 2025년까지는 보급되는 수소연료전지 자동차보다 수소스테이션이 더 많은 비율로 건설되어 수소연료전지 자동차의 보급을 원활히 하고자 계획하고 있다. 그림 4는 일본의 수소인프라 구축 계획을 나타낸 것으로 2015년까지 100개소의 상업용 수소스테이션을 건설하고 2020년까지 1,000개소의 수소스테이션을 그리고 2030년까지는 5,000개소의 수소스테이션을 건설할 계획을 수립하여 2013년 현재 19개소의 수소스테이션을 건설하였다고 발표하였다. 이 그림에서 알 수 있듯이 초기에는 도쿄지역, 아이찌, 오사카 및 후쿠오카등 4개 거점도시와 그 도시를 연결하는 고속도로 상에 수소스테이션을 100개소 건설하여 초기 보급을 대비하고 있다. 많은 비용이 수반되는 수소인프라 구축에 있어서 초기 보급을 위한 최소한의 수소인프라 구축을 하여야 하는데 이 일본의 계획은 시사하는 바가 매우 크다고 할 수 있다.

그림 5에서는 도요타자동차에서 수소연료전지 자동차 보급을 위한 필수 요건에 대한 발표한 내용으로 먼저 4가지의 필수 요건을 완수한 후 수소인프라를 구축하여야 한다는 점을 말하고 있다. 먼저 수소인프라 구축 사업은 아직 경제성을 확보하지 않았으므로 초기에는 관련 업체들이 공동으로 참여하였야 할 것이다.

그리고 수소인프라를 구축하기 위한 법규 합리화가 필요하다는 점이다. 그리고 정부의 예산지원이 수반되어야 한다는 점도 나타내었다. 또한 자동차 판매 또는 수소인프라 구축시 세금공제 부분도 필요한 부분으로 나타내었다.

3. 국내 수소스테이션 현황

국내 수소스테이션 보급계획 및 설치비용을 근거로 하여 내수 및 수출시장을 산출하였으며 내수시장은 2030년까지 5,540억 정도로 예상된다. 그림 6에서와 같이 국내 수소스테이션 건설 현황은 2005년 한국에너지기술연구원을 필두로 정부의 수소스테이션 실증과제를 통해 3곳에서 시범적으로 수소스테이션을 설립 운영하였으며, 전국적으로 현재의 수소인프라 구축 현황은 2013년 12월 현재 국내의 경우 수소스테이션 16개소가 완공되어 14개소가 운영이 가능한 곳이며 실증중인 수소스테이션은 현재 일부분으로 한국가스공사에서는 인천공항 셔틀버스로 수소연료전지버스에 충전을 하고 있다. 그러나 이러한 수소스테이션 현황은 수소연료전지 자동차의 보급 측면에서 미흡한 상황이다. 그리고 실제로 상용 수소스테이션은 거의 없어서 수소연료전지 자동차 보급을 위해서 이용할 수 있는 수소스테이션은 2~3개소에 불과한 실정으로 거의 새로 건설해야 하는 실정이다.

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국내에서 현재까지 수소인프라 관련 실증 및 모니터링 사업 현황을 살펴보면 표 2에 나타낸 것과 같다. 실증사업이나 모니터링 사업에 참여한 관련 수소스테이션들은 항상 같지도 않고 한번도 참여하지 않은 수소스테이션도 많아 건설만 하고 운영에는 문제가 많다고 할 수 있다.

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국내에서는 실제적으로 수소연료전지 자동차의 수소충전이 이루어진 시점은 2007년부터이다. 그 이후 실증 사업과 모니터링사업이 있었어도 관련된 자료는 서로 다른 기관에 보관하거나 관리하기 때문에 충분한 데이터베이스가 되어있지 않다고 할 수 있다.

4. 결론

국내 수소스테이션은 건설된 수는 많아도 실제 수소연료전지 자동차가 보급이 될 때 일반인이 활용할 수 있는 수소스테이션은 거의 없을 것으로 사료된다. 이 점은 실제로 수소연료전지 자동차 보급을 위한 정부 정책을 수립하는데 정확한 정보를 가지고 접근하여야 한다는 점에서 매우 중요한 부분이라 판단된다.

향후 국내 수소인프라 구축을 위한 로드맵을 작성할 때 충분한 고려가 있어야 하며, 이점 때문에 전담기관의 필요성이 있다고 할 수 있다. 그러므로 전담기관을 중심으로 모든 관련 자료와 노하우를 데이터베이스화하여 정확한 수소인프라 관리와 운영이 될 수 있도록 하여야 할 것이다.
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