- 수소 압축방식에도 저장 탱크 용량 제한적 - 방열면적 키우려 차체 키울 수도 없는 노릇 - 효율 높이고 원가 낮춰야 경쟁력 확보 가능

[헤럴드경제=정찬수 기자]정부의 ‘수소경제 활성화 로드맵’에 따라 현대자동차가 수소차에 대한 대규모 투자계획을 발표한 가운데 장기적으로 부담 요인이 될 수 있다는 주장이 나왔다. 주행 성능 등 상품성에서 전기차에 뒤처져 있고, 기술이 발전하더라도 태생적인 한계 때문에 전기차 수요를 넘어설 수 없다는 논리다.

한화투자증권은 최근 ‘수소전기차 스트레스 테스트(Stress Test)’ 보고서를 통해 수소차에 대한 투자 확대가 현대차와 관련 부품사들에 장기적인 부담감으로 작용할 가능성이 높다고 분석했다.

수소 저장 탱크의 한계가 첫 번째 이유다.

수소전기차는 자연계에서 가장 가벼운 물질인 수소를 주입해 달린다. 충분한 질량을 위해 저장공간의 대형화는 필수적이다. 이를 완성차 업체들은 수소를 고압으로 압축하는 방식을 채택했다.

탱크의 제한적인 공간은 주행거리의 효율성을 떨어뜨린다. 주입 압력이 높을수록 열에너지는 증가하지만, 용량은 늘지 않는다.

고압저장 탱크의 수를 늘리는 것이 대안이다. 실제 투싼에는 저장 탱크가 2개, 넥쏘엔 3개가 탑재돼 있다. 저장 탱크의 증가는 원가 증가로 이어진다.

열관리 기술의 개선도 시급하다.

같은 출력에서 수소차는 내연기관보다 라디에이터의 방열 면적이 4배에 달한다. 차량에 다수의 라디에이터를 배치하기엔 구조적으로 불가능하다.

결국 연료전지의 출력이 높을수록 방열 면적은 비례해야 한다. 수소차가 큰 차체에 비해 출력이 낮은 이유다.

결과적으로 차체는 무겁고 동력성능은 나빠지는 악순환을 초래할 수 있다. 차세대 연료전지가 개발되면 출력 밀도가 높아지겠지만, 방열 문제는 아직 완성차 업계의 ‘넘어야 할 산’이다.

태생적으로 낮은 효율도 수소경제와 모순되는 요소다.

수소를 전기 에너지로 생산한다는 점을 고려하면 결국 같은 전기로 운행할 수 있는 전기차가 수소차보다 우위에 설 수밖에 없다. 고비용 인프라에도 태양광이나 풍력 등 친환경 발전소에서 생산한 전기로 전기차를 운용하는 것이 경제적이란 결론에 도달한다.

유지 관리 비용도 만만찮다. 연료전지는 배터리처럼 영구적으로 사용할 수 없다. 냉각수 교환 비용은 전기차와 내연기관에 비교가 되지 않을 정도로 비싸다. 보증기간이 길더라도 전용 화학 필터 교환 비용 역시 운전자에겐 부담이다.

결국 수소차의 대중화로 원가가 얼마나 떨어지느냐가 관건이다.

현대차가 50만대 생산체계를 갖추는 2030년엔 연료전지 촉매인 백금류 사용량이 줄어 원가가 1kW당 30달러에 수렴할 것으로 전망된다. 관련 부품과 소모품의 가격이 얼마나 낮아질지는 미지수다.

류연화 한화투자증권 연구원은 “전기차의 40% 수준인 에너지 효율을 개선하고, 전기 분해 열손실을 20%에서 10% 이하로 줄이는 것이 수소차 대중화의 현실적인 과제”라며 “수소차가 경제성이 있다는 판단에 정부의 로드맵과 현대차의 대규모 투자 결정이 이뤄졌겠지만, 2030년에 가서 더 발전한 전기차와 경쟁하기엔 버거울 수있다”고 분석했다.


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