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[뉴스워커_산업기획] 미래 친환경 자동차의 주도권은 누가 가지게 될 것인가?-수소 전기 자동차 VS 전기 자동차 두 종류의 장단점이 명확해 당분간은 공존할 듯
염정민 기자  |  2580@newsworker.co.kr
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승인 2018.11.27  11:26:53
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▲ 자동차의 미래는 무엇이 될 것인가. 세계 주요 자동차기업들이 각축전을 벌이는 미래자동차, 이 경쟁에 살아남는 기업은 누가될 것인가. <그래픽_진우현 그래픽 2담당>

[뉴스워커_산업기획] 전기 자동차와 수소 전기 자동차는 가솔린(휘발유), 디젤(경유) 등 화석 연료 자동차를 대체할 수 있는 대표적인 친환경 미래 자동차로 손꼽히고 있다.

이 중 수소 전기 자동차는 수소 자동차로 불리기도 하는데 엄밀히 말하면 화석 연료 대신 수소를 태워 직접적인 추진력을 얻는 것이 아니라, 수소와 산소의 화학 반응을 통해 생성된 전기로 추진력을 얻는 방식이기 때문에 수소 전기 자동차가 정확한 표현이라고 볼 수 있다. 수소 전기 자동차는 ‘수소 연료 전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle)’라고 불리기도 한다.

친환경 미래 자동차에 관심이 있는 사람들을 중심으로 수소 전기 자동차와 전기 자동차 중 누가 주도권을 쥐게 될 것인지에 대한 논쟁이 격렬하게 벌어지고 있는데 각 자동차가 갖고 있는 장단점이 비교적 명확하기 때문에 어느 한 쪽의 손을 들어주는 것은 쉽지 않다.

일단 수소 전기 자동차의 경우 수소 충전 시간이 5분 내외로 급속 충전기로 30분 이상 충전해야 하는 전기 자동차에 비해 짧은 충전 시간을 가지고 있고 1회 완전 충전으로 주행할 수 있는 거리가 전기차보다 길다는 장점을 가지고 있다.

하지만 전기 자동차는 고압 수소 탱크 등과 같은 장비를 설치하지 않아도 되므로 수소 전기 자동차에 비해 차량 가격이 저렴하고 연료로 사용하는 전기 충전 비용도 수소 충전비보다 훨씬 저렴하다는 장점이 있으며 수소 인프라보다 전기 자동차 인프라가 비교적 잘 구축되어 있다는 장점을 가지고 있다.

따라서 업계에서는 전기 자동차가 충전 시간을 획기적으로 낮추거나 수소 전기 자동차가 수소 충전 단가를 낮추고 충분한 수소 인프라를 갖추지 않는 이상, 당분간 어느 한 쪽이 소멸하지 않고 각자의 장점에 맞는 분야에서 둘 다 생존할 것으로 전망하는 평가가 많다.

◆  단거리, 소형 승용에서는 전기 자동차가 유리

   
▲ 자료_뉴스워커 염정민 기자

현대 자동차에서 판매하고 있는 전기 자동차인 코나 EV 2018년형과 수소 전기 자동차인 넥쏘 2018년형을 주요 제원을 가지고 전기 자동차와 수소 전기 자동차를 비교해보면 앞서 말한 전기 자동차와 수소 전기 자동차의 차이를 그대로 보여주는 경향이 강하다.

먼저 보조금을 제외한 차량 가격은 코나 EV가 4650~4850만원을 기록하여 6890~7220만원을 기록한 넥쏘보다 저렴했으며 장착된 모터의 출력은 코나 EV가 150kW로 113kW의 넥쏘보다 우위에 있는 것으로 나타났다.

한편 100km 주행하는데 드는 비용을 산출하기 위해 5.6km/kWh로 알려진 코나 EV의 연비와 급속 충전기의 kWh당 충전 비용 173.8원/kWh을 기준으로 계산했고, 96.2km/kg으로 알려진 넥쏘의 연비와 kg당 수소 충전 평균 단가 8000원/kg을 기준으로 계산했다.

먼저 코나 EV가 100km를 주행했을 경우 의 충전 비용이 발생하는 것으로 나타났으며, 넥쏘의 경우 의 충전 비용이 발생하여 전기 자동차인 코나 EV가 수소 전기 자동차인 넥쏘보다 2배 이상 연료비가 덜 나오는 것으로 나타났다.

그러나 1회 완전 충전으로 주행할 수 있는 거리와 충전 시간에서는 수소 전기 자동차인 넥쏘가 전기 자동차인 코나 EV를 압도하는 결과를 보였다.

먼저 1회 완전 충전으로 주행 가능한 거리는 넥쏘가 609km, 코나 EV가 406km로 넥쏘가 200km 정도 길었으며, 넥쏘의 수소 충전 시간은 5분 내외인데 반해 코나 EV는 100kw 급속 충전기 기준으로 80%를 충전하는데 54분이 걸리며 7kW 완속 충전기 기준으로 100%를 충전하는데 9시간 35분이 걸리는 것으로 나타났다.

즉 전기 자동차인 코나 EV가 차량 가격, 연료 비용 면에서는 수소 전기 자동차인 넥쏘에 비해 우월하지만, 1회 완전 충전으로 주행 가능한 거리, 충전 시간 면에서는 넥쏘가 코나 EV보다 우위에 있다.

따라서 주행 중 충전이 필요 없는 단거리 주행 시에는 코나 EV가 비용 경제적으로 유리하다고 볼 수 있지만 주행 중 충전이 필요한 장거리 주행 시에는 넥쏘 쪽이 시간 경제면에서 유리하다고 볼 수 있다.

◆ 장거리, 대형 상용차에서는 수소 전기 자동차가 유리

   
▲ 자료_뉴스워커 염정민 기자

출퇴근 용 소형 승용차와 같이 장거리 운행을 전제하지 않는 경우 충전 시간과 1회 완전 충전으로 주행 가능한 거리와 같은 지표는 주요 고려 대상이 아닐 수 있지만, 버스, 화물차와 같은 상용차의 경우 장거리 운행과 주행 중 추가 충전을 고려하지 않을 수 없기 때문에 장거리, 대형 상용차에서는 수소 전기 자동차의 장점이 자연스럽게 부각된다.

평창 올림픽에 투입되기도 하였던 현대 자동차의 일렉시티 수소 전기 자동차 모델은 1회 완전 충전으로 최대 713km 주행할 수 있고 완전 충전 시간이 5분 이내를 기록했다. 반면 전기 자동차 모델은 1회 완전 충전으로 최대 290km를 주행할 수 있고 170km를 주행할 수 있는 전력량을 충전하는데 30분이 걸리는 것으로 알려졌다.

버스 운송업자에게 노선의 길이와 운행 시간에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 요소인 최대 주행 거리가 713km와 290km로 2배 이상 차이가 나고 충전 시간이 완전 충전에 5분과 단기 충전에 30분 이상으로 6배 차이가 나는 점은 쉽게 극복하기 어려운 요소로 작용한다.

이와 같은 배경에서 미래의 획기적 기술 발전 가능성을 고려하지 않고 현재 상황만을 고려한다면 장거리 운행과 그에 따른 추가적 충전 상황을 고려할 수밖에 없는 대형 버스, 화물차 부분의 경우 이 같은 격차는 거의 결정적이라고 해도 과언이 아니라는 평가가 많다.

따라서 업계에서는 현재 상황을 고려해 볼 때 전기 자동차, 수소 전기 자동차 둘 중 어느 쪽이 미래 친환경 자동차 시장을 완전히 잠식하는 것은 어렵다고 보고 있다. 이에 따라 세계의 자동차 메이커들은 수소 전기 자동차 개발에도 역량을 투입하고 있는 경향을 보인다.

구체적으로는 현대 자동차 외에도 세계의 유명 자동차 메이커인 혼다-GM, 도요타-BMW, 닛산-포드, 다임러가 특허 공유 등에 관한 협약을 맺고 수소 전기 자동차 개발에 역량을 투입하고 있기 때문에 수소 전기 자동차 개발을 포기하지 않는 현대 자동차의 전략이 선택과 집중 면에서 틀렸다고 단언하는 것은 어렵다.

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