1900년 어느날 미국 뉴욕 맨해튼 5번가 도로를 촬영한 사진을 보면 화석연료(휘발유·경유)로 가는 내연기관 자동차가 단 한 대밖에 보이지 않는다. 하지만 1913년 똑같은 장소에서 찍은 사진에는 역으로 마차가 단 한 대밖에 없다. 이런 식으로 언젠가 내연기관차도 전기차와 수소차에 주인공 자리를 내줄 것이다. 환경오염을 유발하고 유지 부담도 크기 때문이다.

노르웨이와 네덜란드는 오는 2025년부터 친환경차만 판매하도록 했다. 영국은 2040년부터 하이브리드차를 포함해 화석연료차를 금지할 방침이다. 프랑스는 파리올림픽이 열리는 2024년까지 디젤차(경유) 운행을 금지하고 2040년에는 가솔린차(휘발유)까지 퇴출한다. 미세먼지가 심각한 중국은 베이징자동차(현대자동차의 파트너)가 2020년(중국 전역은 2025년)부터 베이징에서 내연기관차를 판매하지 않기로 했다.

전기차

배터리에 충전된 전기로 모터 가동

배출가스 없어 친환경차 선두질주

“안전성 입증…미래차 주도할 것”

짧은 주행거리 긴 충전시간은 단점

전기차인 테슬라 모델3.

현재 친환경차의 흐름을 주도하는 전기차는 리튬이온전지 배터리에 충전된 전기로 모터를 돌린다. 당연히 도심에 배출가스를 뿜지는 않는다. 다만 원료인 전기를 원자력발전이나 태양광·화력발전에 의존해야 하는 것은 아이러니다. 폐배터리 처리도 골칫거리다. 배터리는 열을 가하면 폭발하기 때문에 태우기도 어렵고 전해액의 독성으로 땅에 묻기도 쉽지 않다.

수소차

수소·산소 화학반응후 전기 생성

10분 충전하면 최대 700㎞ 달려

“장거리·상용차서 우위 차지할것”

차값 비싸고 충전소 설치 어려워



후발주자인 수소전기차는 수소와 산소를 연료전지에서 백금 촉매로 화학반응시켜 발생하는 전기로 모터를 구동한다. 연료전지의 한쪽 전극에서 수소분자를 수소이온과 전자로 분리한 뒤 수소이온을 다른 쪽 전극으로 보내 산소와 결합시켜 물이 나오는 과정에서 0.7V의 전압이 발생한다. 불순물이 없는 깨끗한 산소가 필요해 고급필터로 공기를 거를때 미세먼지 저감 등 공기정화 효과도 일부 발생한다. 하지만 충전소 한 곳을 설치하는 데 30억원 가까이 들고 석유화학단지에서 수소를 만들 때 일부 이산화탄소가 발생하기도 하며 수소를 컨테이너에 담아 충전소까지 운반하는 비용도 만만찮다.

전기차가 1회 충전으로 210~490㎞ 정도 주행하는 데 그치는 반면 수소차는 1회 충전에 600~700㎞를 달릴 수 있다. 충전시간은 전기차의 경우 급속은 20분, 완속은 4~8시간씩인 데 비해 수소차는 3~10분이면 된다. 가격은 수소차가 촉매인 백금이 비싸고 생산량이 미미해 전기차보다 비싸다.

둘 다 아직 규모의 경제가 안 돼 화석연료차보다 비싸고 충전도 불편하다. 고장 나면 부품 수급에도 애로가 있다.

전기차는 기존 자동차사도 많이 투자하고 있으나 테슬라의 모델3가 단일모델 판매량 1위일 정도로 정보기술(IT) 업체가 너도나도 뛰어들고 있다. 대기오염이 심한 중국의 비야디와 베이징자동차 등도 전기차의 강자로 부상하고 있다. 리튬이온전지 배터리 시장에는 LG화학·삼성SDI 외에 SK이노베이션도 적극 뛰어들고 있다.

수소차는 20여년 전부터 투자해 세계 최고의 기술력을 갖고 있는 현대자동차를 비롯해 일본의 도요타 등 완성차 업체가 주도한다. 전기차도 생산하고 있으나 수소차에 베팅하는 모양새다. IT사가 진입하기에는 장벽이 비교적 높다. 현대차그룹이 2030년에 연간 50만대의 수소차를 생산하겠다고 밝혔고 정부도 적극적인 지원계획을 표명했다. 물론 미국·중국·일본도 전기차뿐 아니라 수소차에 대한 지원을 늘리고 있다.

전기차와 수소차 중 무엇이 미래 자동차 시장의 주도권을 잡게 될까. 최웅철 국민대 자동차공학과 교수는 “수소차는 충전소가 비싸고 폭발 우려 등 안전 문제도 있어 결국 전기차가 압도적인 우위를 차지할 것”이라며 “수소차를 연구하는 것은 좋지만 국내에서 수소차를 밀어붙인다고 세계로 확산되기는 힘들다”고 주장했다.

하지만 가솔린과 디젤처럼 전기차와 수소차가 대체재가 아닌 보완재가 될 수도 있다는 의견도 나온다. 조문수 숭실대 산업정보시스템공학과 교수는 “장거리용이나 상용차는 수소차가 우위를 차지할 수도 있다”며 “에너지 산업과 승차공유, 자율주행차와 연계한 친환경차 정책이 필요하다”고 분석했다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com