10년 전 코엑스에서 개최된 서울 모터쇼에 가서 놀란 것은 2가지입니다. 서울이 아닌 곳에서 열리지만 서울 모터쇼라고 하는 것과 함께 수소전기버스를 무료로 타볼 수 있었습니다. 수소전기버스가 전철역에서 셔틀버스로 활용되는 모습에 깜짝 놀랐습니다. 말로만 듣던 수소전기버스를 다 타봤네요.
당시만 해도 최신 기술인 것은 알았지만 구체적으로 어떻게 돌아가는지 몰랐습니다.
최근까지도 잘 몰랐습니다. 그러나 공부를 해보니 생각보다 어렵지 않더라고요.
수소차 전기차 차이점과 수소차의 장점과 단점
요즘 수소차가 다시 화제를 모으고 있습니다. 수소차라는 이름을 들을지는 10년도 더 되었고 기술 자체는 수십 년 전인 에 나왔습니다. 수소차와 함께 요즘 뜨고 있는 전기차도 최근에 나온 기술
photohistory.tistory.com
간단하게 설명하면 수소전기차와 전기차는 둘 다 전기차입니다. 전기의 힘으로 모터를 돌려서 가고 섭니다. 기존 내연기관과 구동 방식이 아예 다르죠. 따라서 수소차를 수소전기차라고 부릅니다. 수소전기차와 전기차의 가장 큰 차이는 전기를 직접 생산해서 달리는 차가 수소전기차이고 배터리에 전기를 충전해서 달리는 차를 전기차라고 합니다.
수소전기차는 차 안에서 전기를 직접 생산하다 보니 미니 발전소를 싣고 달린다고들 합니다. 이 미니 발전소는 공기 중에 있는 산소와 수소 연료통에 있는 수소를 촉매를 통해서 결합하면 전기가 발생하는 원리를 이용합니다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 나오는데 이를 역으로 이용하는 것이죠. 그러나 수소전기차는 현대 넥소 수소 전기차가 있긴 하지만 인프라 구축이 안 되어서 아직은 무척 불편합니다. 가격도 전기차보다 1천만 원 이상 비싸고요.
그럼 전기차를 사용하면 되지 왜 수소전기차를 사용하냐고 할 수 있습니다. 여기서 전기차와 수소 전기차의 전쟁 또는 논란이 일어납니다.
지금 인류는 탄소 연료에 의존하는 생태계를 구축했습니다. 석유, 천연가스를 태워서 에너지를 얻는데 탄소는 이산화탄소를 만들어서 지구온난화를 유발합니다. 이에 유럽을 필두로 내연기관차량을 줄이고 강제로 전기차나 친환경차로 전환하는 규제 법안을 내놓고 있고 미국도 한국도 따라갈 것으로 보입니다.
수소전기차로 가야 하는 이유는 지구 환경 때문
멋진 전기차를 요즘 거리에서 많이 봅니다. 저소음에 전기로 달리기에 매연도 없습니다. 마음 같아서는 몽땅 전기차로 바꿨으면 합니다. 그러나 전기차는 충전 시간도 길고 충전소도 많이 늘어나고 있지만 여전히 모자랍니다. 그럼에도 가장 큰 문제점은 충전 시간이죠. 쾌속 충전 기능이 들어간 전기차가 나오고 있지만 쾌속 충전은 배터리에 무리가 갑니다. 가능하는 저속 충전이 좋죠.
이런 전기차의 문제점을 개선하면서도 지구 에너지 생태계를 바꾸는 기술이 수소 에너지 생태계, 수소 경제입니다.
전기차는 전기를 만들기 위해서 화력발전소, 풍력발전소, 원자력발전소, 태양광 발전등을 통해서 만든 전기를 전기 배터리에 충전합니다. 이러다 보니 100% 친환경이라고 할 수는 없습니다. 궁극적인 친환경이 되려면 신재생에너지로 생산된 전기를 이용해서 충전해야 합니다. 이는 수소전기차도 마찬가지입니다.
수소전기차로 가야 하는 이유는 전기 저장입니다. 우리가 쓰는 전기는 저장을 할 수 없습니다. 대형 충전기 같은 ESS가 있지만 ESS도 한계가 있습니다. 근본적으로 남는 전기를 저장할 방법이 딱히 없습니다. 전기가 남느냐고요? 한국만 신재생에너지에 대한 거부감이 강하지 미국이나 유럽은 이미 신재생에너지 발전 양이 화력, 원자력 발전을 넘어서고 있습니다.
텍사스는 바람이 많이 불어서 풍력 발전소에서 생산하는 전기를 버리기까지 한다고 합니다. 신재생 에너지들의 문제가 여기에 있습니다. 바람과 태양광을 조절할 수 없어서 전기 생산량이 많았다가 줄었다가 합니다. 이 남는 전기를 저장할 방법이 바로 수소입니다. 남는 전기를 물을 전기 분해하면 수소가 산소가 나오는데 이 나오는 수소를 저장했다가 수소 전기차에 충전해서 사용할 수 있습니다. 이런 전기분해 방식을 수전해 방식이라고 하죠.
다만 이 전기분해인 수전해를 하려면 전기가 일정하게 들어와야 합니다. 그러나 신재생에너지들은 전기 공급량이 들쑥날쑥합니다. 이에 최근 전력량과 상관 없이 꾸준히 수전해를 할 수 있는 기술들이 한국을 비롯해서 수소 경제를 외친 나라들이 개발하고 있습니다.
전기를 저장할 수 없던 시대에서 전기를 저장할 수 있는 기술인 수소를 통해서 수소 경제를 외치고 있는 대한민국입니다. 전기는 범용성이 아주 뛰어난 에너지인데 수소를 통한 저장까지 할 수 있다면 인류는 거대한 진화를 할 것입니다. 탄소 사회에서 수소 사회로의 전환은 인류의 미래를 밝고 맑게 할 수 있습니다.
그러나 현재까지 수소는 천연가스를 개질해서 만드는 그레이 수소가 많습니다. 신재생 에너지로 만든 수소가 그린 수소가 목표이지만 갈길이 멉니다. 수소충전소도 많이 만들어야 하고요.
미국의 수소전기차 사업이 늦어진 이유를 담은 다큐 차(車)세대 연료 대결
수소전기차에 대한 장황한 이야기를 한 이유는 이 다큐 때문입니다. 오늘 끝나는 서울환경영화제에서 본 다큐 <차(車)세대 연료 대결>는 아주 흥미로운 이야기를 하고 있습니다. 현재 수소전기차를 만드는 나라는 한국과 일본 밖에 없습니다. 최근에 유럽 자동차 제조사들이 다시 수소전기차를 만들겠다고 나서고 있습니다.
그럼 수소전기차 기술이 복잡하고 어려운건가? 그건 아닙니다. 아놀드 슈왈츠제네거가 캘리포니아 주지사로 있고 아들 부시가 대통령이던 시절 수소전기차 시대를 만들겠다고 했습니다. 미국이 가장 앞선 수소전기차 국가이고 캘리포니아주는 수소충전소를 만들어서 인프라를 구축할 정도였습니다. 그게 2003년도입니다. 이 당시 미국은 2008년이 되면 대부분이 수소전기차가 다닐 것이라고 말했습니다.
전 세계 자동차 메이커들은 수소전기차 시제품을 만들어서 선보이기도 했죠. 그런데 이런 기류가 한순간에 바뀝니다. 그것도 오마바 정권에 바뀝니다. 오바마 전 미국 대통령은 다양한 에너지를 발굴해서 에너지 강국이 되겠다고 선포합니다. 그러나 8년 임기의 결과는 더 많은 석유를 시추해서 지구 환경을 파괴하는데 큰 일조를 합니다. 심지어 미국 해안에서 석유 시추 허용을 했다가 역사상 최악의 원유 시추 사고가 나기도 했죠.
돌아보면 오바마라는 대통령은 여러모로 참 문제가 많았던 대통령입니다. 핸섬하고 스마트한 대통령으로 생각했는데 이 최소한 에너지 부문에서는 트럼프와 동급 아니 조지 W 부시보다 더 악독한 행정을 합니다. 오바마가 직접 잘못한 것이라고 보다는 인사 실패입니다. 그가 중국계 미국인인 '스티브 추'를 에너지 장관으로 임명했는데 이 사람이 바로 수소전기차에 대한 지원을 끊어 버립니다.
스티브 추가 에너지 장관이 된 후 미국에서 진행하던 수 많은 수소 생태계와 수소 전기차에 대한 지원 예산이 줄어들기 시작합니다. 그 이유는 수소 전기차가 굴러가려면 아직 멀었다고 판단인데 이게 아주 잘못된 판단이었습니다.
스티브 추는 총 4개의 이유로 수소전기차를 안 좋게 봤는데 이 4개의 이유가 전 에너지 장관이었던 조롬이 2004년에 쓴 책을 기초로 했습니다. 이유 중에는 기술 성숙도나 배터리 문제, 인프라 구축 등을 들었는데 이는 스티브 추가 장관으로 있던 시절에 거의 다 해결이 된 사안이었습니다. 그냥 진행하면 되었는데 무슨 이유에서인지 이 수소 전기차 지원 예산을 삭감합니다.
대신 전기자동차 사업에 예산을 늘리죠. 다큐에서는 보좌관이 화석연료 기업에 있던 사람의 입김 때문이라는 언급을 하지만 결과적으로 장관의 우매한 판단이기에 누굴 탓하기도 어렵습니다. 다큐 <차(車)세대 연료 대결>는 수소 생태계로 갈 수밖에 없는 이유를 잘 설명하고 있습니다. 다만 전기 배터리 차는 과도기이고 승용차 부분은 수소 전기차와 공존을 하거나 수소 전기차가 강점이 있는 트럭 같은 정거리 운송차량에 대한 이야기는 자세히 하지 않고 있네요.
대신 수소가 에너지 분권화를 외치는 민주주의 적인 에너지임을 보여주는 장면은 좋네요. 저도 몰랐는데 태양광 설치를 하고 태양광으로 전기를 생산하고 남는 전기를 지하 창고에 수소로 저장했다가 전기가 모자를 때 수소를 이용해서 전기를 만들어 사용하는 가정을 보면서 생각보다 수소 생태계 기술이 복잡하지 않고 실생활에서도 사용할 수 있음을 알게 되었습니다.
또한, 수소가 생각보다 그렇게 위험한 물질이 아님도 알게 되었습니다.
우리가 생각하는 수소는 이런 이미지죠. 1937년 폭발 사고가 난 수소 가스 비행선 힌덴부르그호의 폭발 사고입니다. 이 사고는 우리에게 수소의 폭발 위험을 알려주는 사진이지만 실제로 수소는 공기보다 가벼워서 구멍이나면 바로 하늘로 올라가 버립니다. 물론 밀집해 있으면 폭발 위험이 있지만 LPG보다 안전하다고 합니다. 위 사고도 수소 폭발 사고가 아니라 비행선을 두르고 있는 외장재가 화재에 취약해서 난 불이라고 하네요.
다큐 <차(車)세대 연료 대결>는 스티브 추를 빌런으로 묘사하면서 끝납니다. 이 무능한 에너지부 장관이 없었다면 수소 전기차가 더 많이 굴러다니거나 수소 생태계가 피어날 수 있었는데 오판으로 수소 시대는 멀어졌습니다. 그리고 트럼프 시대가 되면서 파리 기후 협약까지 탈퇴합니다.
오늘도 무척 날이 덥네요. 죽기 전에 탄소 에너지 생태계 대신 수소 에너지 생태계가 되었으면 좋겠습니다.
