- 1998년 정몽구 회장 지시로 극비리에 개발 시작…수소전기차 시장 선두로
현시점에서 친환경차의 주류를 이루고 있는 차는 전기차다. 순수 전기자동차(EV)는 테슬라와 제너럴모터스(GM) 등 미국 기업과 BMW·벤츠 등 유럽 기업들이 시장을 주도하고 있고 하이브리드(HEV)와 플러그인하이브리드(PHEV) 차량은 도요타·혼다 등 일본 기업이 시장을 선점 중이다.
이런 가운데 한국의 대표 자동차 기업인 현대차그룹이 새로운 친환경차 시장에 뛰어들었다. 바로 ‘수소전기차(FCEV)’다. 수소전기차 시장은 아직 전기차처럼 활성화된 시장은 아니다. 하지만 앞으로 전기차와 함께 미래 친환경차 시장을 선도할 차량으로 꼽히고 있다.
수소전기차의 구동 원리는 간단하다. 차 안 수소탱크에 압축한 수소를 공기 중 산소와 결합해 물을 만들고 이때 발생하는 전기로 동력을 얻는다. 화력·원자력 등 전기를 얻는 과정에서 오염 가능성이 높은 전기차와 달리 수소전기차는 이산화탄소나 배기가스가 전혀 발생하지 않는다.
그럼에도 불구하고 수소전기차가 아직 시장에서 주목 받지 못하고 있는 이유는 핵심 기술인 ‘연료전지’를 생산해 낼 수 있는 자동차 제조 기업이 없는 데다 부품 가격이 비싸 많은 기업이 뛰어들지 못하고 있기 때문이다.
현재 수소전기차는 도요타(2014년 미라이)와 혼다(2016년 클래리티) 등 일본의 두 기업만 판매하고 있다. 하지만 아직까지 이렇다 할 판매량을 기록하지 못하고 있다. 양 사가 합쳐 전 세계에서 연간 3000대를 채 팔지 못한다.
하지만 이제 분위기가 조금씩 바뀔 전망이다. 글로벌 판매량 5위인 현대차가 수소전기차 시장에 본격 뛰어든 데다 지금까지 출시됐던 수소전기차보다 진일보한 기술력을 선보이고 있기 때문이다.
현대차의 수소전기차 기술력은 세계 최고 수준이다. 2013년 세계 최초로 양산(투싼 ix 퓨얼셀)에 성공했고 수소전기차의 핵심 부품인 ‘연료전지’의 독자 개발·생산에 성공했다.
이를 발판으로 올해 3월 한 번 충전으로 609km를 달릴 수 있는 ‘넥쏘’를 출시하고 연료전지 부품의 품질 보증 기간을 10년, 16만km로 운영하는 품질 경영을 선보였다.
사실 넥쏘는 당초 계획보다 2년여 먼저 출시된 차량이다. 현대차는 2013년 처음 양산에 성공한 이후 시장에서 통할 수 있는 가격·기술 등의 경쟁력을 확보한 이후 2020년 출시한다는 계획을 세우고 연구·개발(R&D)에 몰두해 왔다.
이 때문에 경쟁사로 꼽히는 도요타와 혼다가 먼저 수소전기차를 시장에 내놓았을 때도 크게 동요하지 않았다.
오히려 어설프게 차량을 출시해 소비자에게 실망을 안겨주면 수소전기차에 대한 신뢰도가 떨어질 것이라고 판단하고 시장의 눈높이에 맞는 고품질의 차량을 생산해 낼 수 있을 때까지 기다리기로 했다.
그 결과 예상보다 일찍 기술이 개발되고 가격 경쟁력까지 갖추면서 계획보다 2년 이르게 넥쏘를 전격 출시하게 됐다.
현대차의 수소전기차 개발은 시장에 알려진 것보다 오랜 기간에 걸쳐 이뤄져 왔다. 햇수로 꼬박 20년이다.
현대차가 처음 수소전기차 개발에 나선 것은 1998년이다. 정몽구 현대차그룹 회장의 지시로 극비리에 진행됐다. 수소전기차 연구개발팀이 별도 조직으로 만들어졌지만 회사 내부 임직원들 중 이를 아는 이는 극소수에 불과했다.
◆ 정몽구 회장 “100대 실패해도 된다”
현대차가 수소전기차를 개발한다는 것이 알려진 것은 2000년 캘리포니아 연료전지 시범 사업에 참여하면서다. 이때 싼타페를 모델로 한 수소전기차를 처음으로 선보였다.
정 회장은 수소전기차에 대한 투자를 아낌없이 지원했다. 정 회장이 수소전기차 연구개발팀을 직접 찾아가 “100대를 실패해도 된다. 세계 최고의 수소전기차를 만들어 달라”고 말했을 정도다. 당시 수소전기차 1대를 개발하는데 드는 비용은 차량비만 최소 3억원 이상이었다.
정 회장의 전폭적인 지원 아래 현대차는 이후 세계 최초로 350기압 수소 충전이 가능한 탱크 개발에 성공했다.
수소전기차의 가장 중요한 기술은 1회 충전으로 주행거리를 향상시킬 수 있는 고압의 수소 저장 능력으로, 현대차는 연료전지 기술력을 선점해 현재 700기압 압축 수소 탱크를 탑재해 운영하고 있다.
현대차는 2004년 미국 국책 사업인 연료전지 시범 운행 시행사로 선정되며 미국 전역에서 수소전기차 32대를 시범 운행, 차세대 환경 친화 자동차 개발 경쟁에서 주도적인 시장 확보를 이끌어 낼 수 있는 계기를 마련했다.
이때 개발된 투싼 수소전기차는 연료 시스템과 성능이 대폭 향상됐고 연달아 스포티지와 모하비 수소전기차를 개발하며 1회 충전 시 주행거리·연비·배터리와 제어 기술의 노하우를 축적해 왔다.
그 기술력을 인정받아 2007년 11월 중국 상하이에서 열린 ‘2007 미쉐린 챌린지 비벤덤’에서 투싼 수소전기차는 환경 평가 전 부문에서 최고 등급을 기록, 세계 최고 수준의 친환경 기술을 확보했다.
이후 현대차의 수소전기차는 2008년 미국 대륙 동서 횡단, 같은 해 12월 한 번 충전으로 633km를 완주, 2009년 미국 ‘연료전지 로드 투어 2009’에서 2655km 완주 등 뛰어난 내구성과 기술력을 입증했다.
또한 현대차는 2010년 3월 ‘2010 제네바 모터쇼’를 통해 투싼ix 수소전기차 절개차를 최초 공개해 전 세계의 주목을 받았고 이후 차량 설계와 시험 평가를 통해 차량 개발을 완료했다.
그 후 3년 뒤인 2013년 현대차는 수소를 1회 충전해 415km까지 주행할 수 있는 수소전기차 투싼 ix 퓨얼셀을 세계 최초로 독자 개발해 양산하기 시작했다.
투싼 수소전기차는 미국 자동차 전문 조사 기관인 워즈오토에서 발표하는 ‘2015 10대 엔진’에 수소전기차 엔진으로는 최초 선정되는 등 기술력을 인정받았다.
이처럼 오랜 기간 대규모 투자를 진행한 현대차는 비로소 올해 그동안의 기술력을 집약시킨 넥쏘를 출시하게 됐다.
넥쏘의 기술력은 단연 세계 최고 수준이다. 수소전기차의 핵심 부품인 수소연료전지 시스템과 모터·감속기·배터리 등 연료전지의 내구 성능을 충분히 확보했고 현대차의 독자적인 기술력을 통해 99%의 국산 제품으로 완성됐다.
이를 통해 가격 경쟁력도 확보했다. 2013년 출시했던 투싼 수소전기차의 판매가격은 약 1억5000만원에 이르렀지만 넥쏘는 6890만원으로 절반 넘게 가격을 낮췄다. 친환경 차량에 지원하는 정부 보조금을 받으면 3390만원에 구매할 수 있다.
이 밖에 넥쏘에는 현대차의 첨단 기술력이 총망라돼 있다. 현대차 최초로 △운전자가 탑승한 상태에서뿐만 아니라 하차한 상태에서도 주차와 출차를 자동으로 지원해 주는 ‘원격 스마트 주차 보조’ △시속 0~150km 사이 속도에서 차로 중앙을 유지하도록 보조해 주는 ‘차로 유지 보조’등의 시스템이 탑재돼 있다.
하지만 현대차의 수소전기차는 넘어야 할 산이 있다. 충전소 인프라다. 현재 민간에 개방된 충전소 인프라는 광주·충남·창원·울산·강릉·평창·대구에 각각 1곳씩 총 7곳에 불과하다. 고객이 불편함을 감수할 수밖에 없는 구조다.
게다가 서울시가 관리하는 상암동 수소 충전소는 올해 초부터 노후화한 충전소 부품(열교환기) 교체 작업이 진행 중이라 현재 이용할 수 없는 상태다.
그동안 수소전기차 산업은 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’는 논리에 빠져 속도를 내지 못했다. 자동차 제조사는 ‘충전소 부족’을, 충전소 사업자는 ‘수소전기차 부족’을 이유로 사업 투자에 소극적이었다.
독일·일본, 미국 캘리포니아 주 등 수소전기차 선진국들은 충전소 인프라 구축을 우선시했지만 한국은 달랐다. 수소전기차는 세계 최초로 개발했지만 인프라 확장은 후순위였다. 이 때문에 세계 최고 수준의 수소전기차가 국내 도로를 달리는 데는 한계가 있다.
전문가들은 정부가 목표로 한 ‘2022년 수소전기차 1만5000대 시대’를 열기 위해서는 전기차 확대에 집중된 예산을 수소전기차 인프라에도 활용해야 한다고 보고 있다.
당장 거액의 예산을 확보하기 어렵기 때문에 올해 정부 예산의 전기차 지원분(2600여억원) 중 일부를 수소 인프라 확충에 쓸 필요가 있다고 지적했다.
cwy@hankyung.com
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