고놈의 LIFE STYLE

  태양의 어머어마한 에너지에 대해 생각해 보신 적 있나요? 우리에게 무한한 에너지를 끊임없이 공급해 주는 태양, 그것이 태양열을 이용한 전기가 아니더라도 이미 우리 지구, 모든 생명체는 태양의 에너지를 받으면서 살아가고 있습니다. 어릴 적 미술시간에 미래도시에 대한 주제로 그림을 그리면 태양에너지를 이용하는 도시의 풍경을 그렸던 기억이 나네요. 그 당시 태양 에너지를 이용하는 것들이 없진 않았지만 태양열 발전소나 농촌 같은 곳을 지나다 보면 주택 지붕 위에 설치되어 있던 태영발전 패널 같은 것들 정도였습니다. 하지만 지금은 이미 일상생활 속에 태양열을 이용한 것들이 제법 많이 등장했는데요, 예를 들어 낮동안 충전하고 밤에 사용하게 하는 가로등에 설치된 태양전지와 패널, 각종 도로나 인도에 설치되어 있는 안내 조명, 태양열 충전이 가능한 손목시계, 보조배터리 등 종류도 다양합니다.

  인간이 태양의 에너지를 정복하는 것은 불가능하다고 알려져 있습니다. 지금처럼 태양의 에너지의 아주 극소량만을 인류가 이용하는 단계를 지나고 다음세대의 기술이 찾아온다면 그것은 지구 전체를 둘러싸는 그물망 형태의 태양열 발전을 위한 전용 위성들을 이용해야 하고 그 마저도 그물망 틈으로도 놓쳐버리는 태양열이 엄청나기 때문에 결국 지구 전체를 빈틈없이 둘러쌓는 형태의 태양열 패널을 만들어야 합니다. 하지만 이 또한 지구적 차원의 문제일 뿐이고 태양 자체에서 발산하는 에너지를 손실 없이 모두 이용하려면 결국은 태양을 빈틈없이 둘러쌓는 패널을 설치해야 할 것입니다. 태양의 크기에 대해서는 따로 언급하지 않더라도 알고 있으실 테지만 이를 둘러쌓는 패널을 제작할 어마어마한 자원은 태양계 내에서 충당하기란 불가능합니다.

  태양에너지의 경 외로움 덕분에 잠깐 다른 얘기만 한 것 같은데 본격적으로 태양 전지 자동차, 일명 솔라카(Solar Car)에 대해 알아보고자 합니다. 솔라카는 넓은 의미로 태양광 에너지만으로 움직이는 전기자동차를 말합니다. 이 정의의 경우 고정식 태양 전지로부터 전원을 공급받는 경우를 포함합니다. 범위를 더욱 넓게 본다면 수력에너지나 풍력에너지도 자연순환계에서 태양에너지의 변환으로 생긴 부차적인 에너지이기 때문에 그 전기로 전기 자동차를 이동하는 경우도 포함해서 생각해 볼 수 있습니다.

  하지만 일반적으로는 태양열 자동차라 하면 기존의 가솔린 자동차의 기본 구조에서 전기 자동차와 태양 전지 기술을 결합한 자동차를 말합니다. 이것을 정리해 보면 태양열 자동차는 다음과 같은 종류로 구분해 볼 수 있습니다.

  - 자동차의 차체 표면에 태양 전지를 장착하고 거기에서 얻은 전기를 순간적으로 사용하면서 주행하는 태양 자동차로 보조 축전지를 차체에 탑재하고 있는 경우도 있습니다.

  - 차체와는 별도로 설치한 거치형 태양전지로부터 얻어지는 전기를 차체에 탑재한 축전지에 축적하여 주행하는 태양 자동차로 보조 태양전지를 차체에 탑재하고 있는 경우도 있습니다. 거치형 태양전지로 모든 가전제품의 전기를 충당하는 솔라 하우스의 경우, 솔라카는 태양전지로부터 전기를 공급받는 하나의 가전제품이라고 볼 수도 있습니다.

  실제로 태양전지로부터 주행용 전력을 얻고 있지만, 보조적으로 부족한 부분의 전력을 상용 전원 등으로부터 조달할 수 있도록 한 것도 종종 태양열 자동차라고 부르기도 합니다. 하지만 차체에 탑재한 태양전지만으로 필요한 전력을 모두 충당하는 것을 타양열 자동차라 합의하여 부르게 됩니다.

  태양열 자동차는 태양의 고도, 온도, 그리고 구름, 나무, 건물, 전신주 등에 의한 그림자 등의 영향을 받아 태양전지 모듈의 출력이 변화하기 때문에 '태양전지'와 '전기모터' 이외에 태양열 자동차에는 태양전지 모듈의 전압을 부하에 맞추어 조정하기 위한 '최대 전력점 추종회로(Maximun Power Point Tracker)'나, 정차 시 등 태양전지로 발전한 전기 에너지를 위해서나 도로의 오르막과 내리막에 대응하기 위한 전기 에너지의 과부족을 보완하기 위한 축전지가 탑재되어 있습니다. 이 외에도 축전지의 전압, 전류, 적산 전류량 등을 모니터링하고 컨트롤하는 제어장치 등이 내장되어 있습니다.

  태양열 자동차의 기술은 석유 고갈의 문제, 지구 온난화의 억제를 넓게 확대하기 위한 캠페인의 소재나 태양전지의 기술 개발을 테마로 한 엑스포나, 자동차 경기 등에 사용되며 종종 주목받고 있습니다. 차체에 탑재할 수 있는 태양전지로부터 얻을 수 있는 전력은 최대 2000W 정도로 한계가 있기 때문에 차체 설계뿐만 아니라 제어 회로나 배터리의 운용 등을 포함한 효율적인 에너지 이용 기술이 요구됩니다.

  최근에는 태양 전지의 에너지 변환 효율이 이전보다 많이 개선되어 왔기 때문에 태양 전지의 전기 에너지만으로 주행할 수 있는 차가 개발되고 있습니다. 하지만 낮의 태양광으로부터 차체에 내장된 태양전지로 발전하기 때문에 야간이나, 날씨가 흐린 날, 실내 차고나 지하주차장 등에서는 충전할 수 없습니다. 때문에 기본적으로는 태양 전지로부터 충전을 전제로 하고 있긴 하지만 충전 부족에 대비하기 위해 외부로부터 전기 충전플러그 등을 갖춘 경우도 있습니다.

  태양열 자동차는 주차중 뿐만 아니라 주행 중에도 축전을 할 수 있기 때문에 태양광으로부터만의 충전으로 주행이 가능하게 되었을 경우 전기요금을 절약하는 것은 물론이거니와 전기 자동차의 최대 단점인 긴 충전시간을 해소할 수 있고 이산화 탄소 배출을 하지 않는다는 장점이 있습니다.

  현재의 태양전지 자동차는 태양광만으로의 충전으로는 완전 충전에 많은 시간이 소요되지만, 가까운 거리의 통근이나 쇼핑등은 따로 플러그로 충전하지 않더라도 주행하는것이 가능한 수준입니다. 아직은 태양열만으로는 주행거리가 짧기 때문에 하이브리드 차량의 보조 전원 수준으로 판매되고 있으나 이 또한 미래 기술발전에 의해 큰 성장을 기대해도 좋을 것 같습니다. 

  수소 전지 자동차는 내연기관 자동차 세대의 뒤를 잊는 차세대 에너지 자동차의 몇몇 주축 중 하나임이 분명함에도 아직 개선해 나가야 할 부분이 많습니다. 지난 글에서도 단점들을 많이 지적했지만 특히나 개선해 나가야 할 부분에 대해서 조금 더 다루어 보고자 합니다.

  우선 수소전지 자동차의 발전효율입니다. 수소 연료 전지 자동차에서 일반적으로 적용하고 있는 고체고분자형 연료전지의 발전효율은 약 30% 정도로 발전효율이 나쁘다고 할 수 있습니다. 이는 복합 사이클 발전을 사용하지 않는 화력발전소의 효율보다 낮습니다. 발전 효율을 끌어올릴 수 있는 기술의 개발과 보급이 수소자동차의 발전에서 큰 과제로 남아있으며 아직 30%의 효율이라는 점은 발전할 수 있는 효율의 영역이 70%가 남았다는 의미이기도 하기 때문에 그 영역을 정복하게 된다면 수소 전지는 훨씬 큰 역할을 담당할 수 있을 것으로 기대됩니다.

  다음은 수소의 조달에 관한 부분입니다. 수소는 자연상태 그대로에서 바로 얻을 수 있는 형태는 없으며, 석탄연소의 부산물인 부생수소, 갈탄, 천연가스의 개질, 바이오매스, 물의 전기분해 등에 의해 조달하게 됩니다. 하지만 이때 이산화탄소의 발생이나 조달효율 등의 과제가 남아있으며, 특히나 큰 에너지를 소비하는 물의 전기분해에서는 우리가 필요한 만큼 충분한 수소를 얻기 위해서는 또한 필요조건이 많아 현실성이 떨어집니다. 가장 많이 쓰이고 있으며 효율이 좋은 방법은 천연가스의 개질이지만 이는 화석 연료에서 수소를 생산하기 때문에 이는 우리가 가솔린 자동차를 타면서 환경에 영향을 주는 것과 비슷한 정도의 영향을 주는 것이기 때문에 목적성에서 물음표를 가지게 합니다. 수소를 추출해 내는 과정에서 환경에 영향을 주지 않아야 하며 추출 시 비용과 효율면에서도 기대에 부응할 수 있는 수소 조달방법을 찾아내는 것이 과제입니다.

  수소를 저장하는 방법 또한 개선되어야 할 사항입니다. 수소는 그 자체로는 에너지 밀도가 낮기 때문에 수소차량에서는 수소를 350~700 정도 수치의 기압으로 저장하게 되는데 이런 고압으로 저장하게 될 경우 압축에 큰 에너지가 필요하게 됩니다. 수소를 표준 상태의 완전 기체로 간주하고, 압축에 수반하는 열 에너지는 회수할 수 있고 온도 변화는 없다고 가정하더라도 1 기압에서 700 기압으로 압축하는 데에는 1몰 달 약 15KJ이 필요합니다. 압축과 관련해서 이를 대체할 말한 유기 하이드라이드나 암모니아 등을 수소 캐리어의 이용도 검토되고 있긴 하지만, 정제에 필요한 에너지나 순도, 촉매나 분리막의 내구성 등의 다양한 문제점이 있기 때문에 실용화에 이르지는 못하였습니다.

  에너지 효율의 문제 역시 과제로 남아있습니다. 물의 전기 분해에 의한 수소 제조에 투입하는 에너지와 제조된 수소가 저장이나 수송을 거쳐 동력이 되어 최종적으로 자동차의 타이어로 전해지는 구동에너지의 비는 예전 자료에 의하면 압축 수소를 사용하는 경우 22%, 액체 수소의 경우는 17%에 그친다고 보고된 바 있습니다. 전기분해는 가장 에너지투자효율이 나쁜 조달 방법이긴 하지만 위의 수치는 가장 나쁜 경우의 수치이며 조달 방법에 따라 2~3배 정도 개선이 가능합니다.

  이에 반해 기존 가솔린차의 효율은 13%, 가솔린 하이브리드 차의 효율은 22% 정도이지만 현대 가솔린의 에너지 투자 효율은 평균적으로 300% 정도 이기 때문에 가솔린 제조에 투입하는 에너지에 대한 구동 에너지의 대략적인 비율은 가솔린차 40%, 가솔린 하이브리드 차 66% 정도가 됩니다. 

  또한 방대한 에너지를 사용하여 냉각 및 압축 그리고 운반을 실시하기 위해 Well-to-Wheel효율(유전으로부터 바퀴까지의 종합적인 자동차 효율), 즉 1차 에너지의 채굴로부터 차량 주행까지의 효율을 살펴보면 연료전지 자동차는 전기 자동차에 비해 크게 뒤떨어져 있는 것이 사실입니다. 과거 2009년 자료에 따르면 재생 가능에너지에 의한 전력이라면 이를 이용한 전기분해에 의해 수소를 생성 아여 압축 아여 연료전지 자동차에 충전하는 것보다 그대로 전기차로 충전하는 편이 Well-to-Wheel 효율에서 3배 정도 우수하다고 합니다. 우리가 잘 알고 있는 테슬라의 CEO, 일론 머스크는 지난 2015년 "수소 스테이션에서 수소를 옮길 때 사용하는 전기로 테슬라의 전기차는 100km 이상을 달린다."라고 말한 바 있으며 2016년 발언에서는 'Fuel Cell'이 아닌 'Fool Cell'이라고 수소전지 차량에 대해 비판한 바 있습니다. 

  수소는 원래 공급이 불안정한 재생가능 에너지를 리튬 이온보다 가벼운 물질로 저장하기 위한 방법으로 주목되었지만, 수소 탱크의 질량이 100kg을 넘고 있으며, 전기 분해에 80% 전후의 열효율과 FC스택에 의한 발전으로 30% 전후의 열효율을 보이고 있으며, 남은 에너지가 20% 대가 되기 때문에 수소에 의한 주행 특성의 장점은 없습니다. 수소 연료 전지는 출력 요구에 대한 반응성이 떨어지기 때문에, 주행 특성에서도 우위라고 할 수 없으며, 정치형에 비해 발열의 재이용이 한정적이기 때문에, 에너지의 밀도나 충전 시간 등 배터리의 성능이 향상되었을 때에는 수소에 의한 연료전지의 존재가치는 또 한 번 모호해지게 됩니다.

  예전 언젠가 수소차와 전기차를 고민한적이 있던 저로서는 당시 충전 시간, 그리고 흔할것이라고 생각했던 수소에 대한 착각 등으로 수소차에 무게를 실고 차를 고민하던 적이 있었습니다만 여러가지 내용들을 접하고 나니 수소자동차는 현 시점에서는 조금 심각하게 고려를 해야할 사항이 아닌가 싶습니다.

  지난 글에서 연료 전지 자동차의 간단한 개념과 이 중 대표적인 수소 전지 자동차에 대해 살펴보았습니다. 아직까지는 부족한 기술로 인해 장점보다는 단점이 더 부각되고 있는 것이 사실입니다. 하지만 분명 명확한 장점도 존재하기 때문에 이번 글에서는 연료 전지 자동차의 선두주자인 수소전지 자동차의 장점과 단점을 정리해 보도록 하겠습니다.

수소 연료 전지 자동차의 장점

  1. 수소 연료 전지 자동차의 충전 시간은 약 3분 정도로 휘발유나 경유, LPG 등을 주유하거나 충전하는 내연기관 자동차와 비슷한 수준이고, 이차 전지식 전기 자동차의 급속 충전시간인 약 40분 보다 훨씬 빠르다고 알려져 있습니다.

  2. 전기 자동차는 차량을 주유하지 않고 오랜 기간 내버려 둘 경우 또는 그 외 특수한 상황에 따라 자연 방전될 우려가 있지만 우소 연료 전지 자동차의 경우 자연방전에 의한 영향이 훨씬 적다고 할 수 있습니다.

  3. 수소는 에너지의 밀도가 높기 때문에 1회 충전시 주행거리를 연장하기 쉽습니다. 

  4. 환경 규제가 강화되는 가운에데 장거리 수송의 대형 트럭은 수소 연료 전지가 매우 유리합니다. 장거리 수송을 담당하는 대형 트럭 분야에서 전기자동차의 기술은 배터리의 총중량도 상당하기 때문에 상품의 적재 무게가 상대적으로 줄어들게 됩니다 또한 급속 충전시간도 3시간 정도로 오래 걸리는 것에 비해 주행거리는 짧은 편입니다. 대형 트럭 분야에서 전기 자동차의 단점 부분을 수소 연료 전지 자동차는 대부분 커버가 가능합니다.

  5. 전기 자동차와 마찬가지로 차량이 정지상태에서 출발할 때 최대 토크로 도달하는 시간이 매우 짧습니다. 때문에 제로백 시간이 매우 짧으며 순간 가속에 유리합니다.

  6. 수소 연료 전지 자체는 주행시 이산화 탄소나 질소산화물 등 대기 오염의 원인이 되는 유해물질을 배출하지 않는 친환경 에너지입니다.

수소 연료 전지 자동차의 단점

  1. 전기 자동차의 경우 간단한 설비만 갖추면 운전자의 가정이나 차고, 아파트 지하 주차장 등 가까운 곳에서도 충전이 가능하지만, 연료 전지 자동차는 수소 스테이션까지 가야만 충전이 가능합니다. 수소 스테이션의 경우 시설 구축에 높은 기술력과 자금이 들어가기고 운영도 대부분 적자운영이기 때문에 개인이나 민간의 힘으로는 시설의 수가 늘기 어렵습니다.

  2. 수소 연료 전지의 시스템이 복잡하기 때문에 차량 내부의 유효 공간이 감소하고, 전체 중량이 늘어나게 됩니다. 또한 수소 취화 현상으로 자재 변질 또는 내구 감소로 인한 유지보수 및 소모품이 늘어나고 그에 따라 유지비용이 발생하게 됩니다. 

  3. 우리가 흔히 알고있는 충전시간 3분은 예약이 되어있는 경우 충전만 진행했을 경우 3분이 소요된다는 뜻이고 실제로는 충전 전 수소의 압축이나 냉각 등 예비작업에 30분 이상의 시간이 필요합니다. 때문에 미리 예약하지 않으면 충전할 수 없는 수소 충전 스테이션이 많습니다.

냉각 등 작업을 해놓아야하기 때문에 충선 설비 1기로 시간당 충전할 수 있는 차량이 수가 2~6대 정도로 제한적입니다.

  5. 수소 스테이션을 운영하기위해서는 화석 연료, 많은 전력, 복잡하고 전문적인 제어 기술, 이를 운영하 능한 전임 기술자 등이 모두 필요하기 때문에 인프라적으로 보급이 원활하지 않으며 각종 재해나 원자재 수급이 원활하지 못한 경제적 상황이 발생 시 먼저 제약을 받게 됩니다.

  6. 수소를 에너지로 사용하기 위해 가공할 시 다양한 화석연료를 소모하게 되고 충전과정에서도 많은 전력을 소모할 뿐만 아니라 수소취화에 의한 소모품 자재 또한 많습니다. 때문에 수소는 매우 단가가 비싼 편이고 이를 저렴하게 가공할 수 있는 기술은 아직까지 많이 부족합니다. 실제로 지난 10년간 수소 가격은 꾸준히 상승하고 있습니다. 아이러니하게도 우리는 내연기관 자동차 보다 몇 배 나쁜 연비를 보조금과 세금을 사용해 가면서 장려하고 있습니다.

  7. 자연상태 그대로에서 수소의 공급원은 존재하지 않으며, 대부분 천연가스를 가공하면서 수소를 추출하는데 이는 가솔린 자동차와 비슷한 수준으로 환경에 부하는 주게 됩니다.

  8. 수소 충전에는 대량의 전력을 소비하는데 1회 충전 시 약 40 kwh 정도입니다. 이것은 테슬라 모델 3 차량이 300km 주행할 때 소비하는 전력에 해당합니다.

  9. 백금 촉매의 반응성 유지를 위해 순도 99.97% 이상의 수소만 이용할 수 있기 때문에 기타 부생 수소는 거의 사용할 수 없습니다. 또한 백금 촉매의 열화나 전해질을 통과시키기 위한 이온 교환 수지의 열화에 의한 성능 저하가 발생할 수 있으며 이로 인한 신회성이나 내구성 등의 문제가 있습니다. 

  10. 고체 고분자 연료 전지는 저온 반응을 위해 백금을 사용하는 촉매를 필수적으로 만들게 되는데 백금은 고가의 귀금속이기 때문에 연료전지 자동차의 가격에 큰 영향을 주게 되고, 전 세계의 모든 차량을 수소 연료전지차로 바꾸기 위해서는 지구상의 모든 백금을 사용해도 부족하게 됩니다. 때문에 촉매에 사용되는 백금의 사용양을 지금보다 10분의 1 이하로 낮추는 기술의 개발이 반드시 필요합니다

  11. 수소스테이션의 운영은 정부나 지자체, 개인사업자 모두에게 적자이기 때문에 보조금을 지원하며 운영하는 경우가 대부분입니다. 수소 스테이션의 건설, 수소의 제조 및 운반의 비용이 고객들의 충전에서 나오는 요금으로는 충당이 불가능합니다. 저탄소 재생에너지로서의 지원금은 제조과정에서 화석연료를 많이 소비하는 수소 연료전지에서는 그 명분이 모호해지기도 합니다.

  전기 자동차의 등장 배경중 큰 비중을 차지하는 것이 주행 시 화석연료를 사용하지 않아 이산화탄소를 배출하지 않는 환경친화적인 부분입니다. 우리가 흔히 인식하는 전기자동차는 탑재된 전기 배터리에 전기를 충전하여 사용하는 방식이지만 또 다른 방식으로 연료전지를 통해 발전을 하여 전동기(모터)의 동력을 발생시켜 달리는 전기 자동차도 있습니다.

  연료전지에는 수소나 메탄올 등을 사용하고, 연료 전지의 모든 탈것의 총칭을 FCV(Fuel Cell Vehicle)라고 하지만 주로 연료 전지 자동차가 FCV로 언급되는 경우가 많습니다.

  차량에서 사용되는 모든 연료전지는 일반적인 전지와 마찬가지로 전해질, 양극, 음극의 세 가지 부품으로 만들어집니다. 연료전지는 기존의 축전지와 비슷하다고 할 수도 있지만 충전대신 연료를 보충하고 대기 중에서 조달되는 산소와 화학반응을 일으킵니다. 사용되는 연료의 종류로는 수소를 연료로 하는 고체 고분자형(PEFC), 디렉트 메탄올형, 인산형, 탄산 용유염형, 고체산화물형(SOFC), 재생형 등 여러 가지가 있습니다. 하지만 이 중 주로 사용되는 차량용 연료전지는 수소로, 수소를 80~90℃에서 반응시키는 고체 분자형(PEFC) 방식이 사용되지만 낮은 온도에서도 높은 활성을 가지는 촉매가 필요하기 때문에 백금 등의 희소 촉매 자원을 사용할 필요가 있으며, 이는 곧 연료 전지의 가격이 높아질 수밖에 없는 원인이 되고 있습니다. 때문에 백금 대신 카본 합금을 사용하는 기술과 백금 자체의 응집을 억제하여 사용량을 줄이는 기술, 온도가 높은 트럭이나 버스에서의 이용을 고려하여 700~800℃에서 화학 반응시키는 고체산화물형(SOFC) 방식등이 검토되고 있는 추세입니다.

  1959년 수소 연료전지를 갖춘 트랙터를 시작으로 1966년 도로를 주행할 수 있는 최초의 수소 연료전지 자동차가 미국 제너럴모터스에 의해 제조되었습니다. 이때 제조된 Electrovan은 극저온의 탱크에 충전된 액체수소와 액체 산소를 사용하였으며 1회 충전으로 240km를 주행하였으며 최고속도는 110km/h였습니다. 하지만 내연기관 자동차들에 밀려 보급에 이르지 못하고 개발이 중단되었습니다. 

  이후 개발을 거듭하여 소소하게 출시되고 판매된 차량은 종종 있었지만 아직 성공이라 할만한 단계에 이르지는 못하였으며 2022년 현재 시판되고 있는 수소 연료전지 자동차 중 대표적인 모델은 일본 도요타의 MIRAI, 독일 메르세데스 벤츠의 GLC F-CELL, 그리고 우리나라 현대 자동차의 넥소 정도를 꼽을 수 있습니다.

  수소 연료의 가장 큰 문제는 갈수록 그 존재의 목적이 모호해지고 있다는 점입니다. 수소스테이션에서 판매하는 용도의 수소를 제조하기 위한 비용은 그것을 판매해서 얻는 수익보다 훨씬 크며, 대량의 석유, 전력, 소모자원, 인건비 등을 사용하기 때문에 우리가 흔히 친환경과 에너지 절약 등의 목적으로 수소자동차를 이용하는 것과 반대되는 내용인 것입니다.

  또한 현재의 수소는 주로 화석연료를 통해 제조되고 있습니다. 연료전지 차량은 주행 시에 이산화탄소나 질소산화물을 거의 발생시키지 않지만, 수소는 우리가 수소스테이션에서 충전하는 형태로 자연계에 그대로 존재하지는 않기 때문에 제조 공정에서 태양열 등의 재생가능 에너지에 의해 생산된 경우가 아니라면 오염물질을 발생시키게 됩니다. 수소 연료의 제조에 많은 자원, 수송에 상당한 비용이 들어가는 등 많은 과제가 남아있습니다.

  수소연료를 사용하기 위해서는 특수기술이나 희귀 금속자원 등이 필요하기 때문에 차량의 가격이 비싼 편이며 보급되어 있는 수소스테이션의 수가 턱없이 부족하고 수소 연료자동차를 만드는 제조사의 수도 적으며 때문에 차종의 다양성이 줄어들어 소비자로 하여금 선택의 폭이 좁다고 할 수 있습니다.

  또한 수소에 의해 자재의 강도가 저하되는 수소취화 현상이 발생할 수 있기 때문에 유지비용이 발생하거나 특수 자재사용에 의한 고비용 문제가 발생할 수 있습니다. 연료를 주입하는 충전작업에도 전력을 소모하며 한 소수 차량의 경우 1회 충전 시 약 40 kwh의 전력을 필요한다는 보고도 있었는데 이는 테슬라의 전기 자동차인 모델 3가 300km를 주행할 수 있는 전력량에 해당됩니다. 이는 수소를 70~80 Mpa까지 압축함과 동시에 영하 40℃까지 냉각해야 하기 때문입니다. 초기 수소는 압축과 냉각 작업을 거치기 위해 30분 정도의 소요 시간을 필요로 했기 때문에 충전소 방문 전 연락이나 예약이 필요했습니다.

  수소 스테이션은 안전성을 확보하기 위에 스테이션의 설치 위치나 연료 탱크의 설치방법, 안전인프라 등의 제약사항이 많은 관계로 일반 주유소의 약 3~4배 정도 비용이 드는 것으로 알려져 있습니다. 이렇게 고액의 비용으로 설치한다고 해도 수소 차량의 이용이 적은 관계로 이윤을 내기 힘들며 초기에는 1시간에 2~3대, 현재는 5~6대 정도로 회전 능력이 낮은 편입니다. 일부 트레일러에 이동식 수소 충전 스테이션을 탑재하여 운영 중이기도 하지만 압축과 냉각등의 기술력을 갖추기 위해 고가, 고중량일 뿐만 아니라 그에 반해 운반할 수 있는 수소의 양이 적어서 효율이 매우 낮습니다.

  전기 자동차의 초기모델처럼 아직 필요한 니즈를 충족시키기에는 기술력과 제반시설의 보급이 매우 낮기 때문에 수소연료전지자동차가 가야 할 길은 아직 많이 멀게 느껴집니다. 하지만 혁신적인 기술의 개발과 정부나 지자체 등의 인프라지원등이 개선된다면 수소연료전지 자동차도 다시 주목받게 되는 날이 오지 않을까 싶습니다.

  자동차 레이싱 경기를 좋아하시나요?

  우리나라에서는 물론 마니아 층들이 있지만 일반 대중에게는 큰 인기를 얻지 못하고 있는 종목이 아닐까 싶은데요, 레이싱 경기는 그 자체로도 짜릿한 긴장감을 동반한 스피드와 드라이빙 승부, 날씬하고 아름다운 레이싱 걸, 화려하고 멋있는 데칼들로 꾸며진 스포츠카 등 볼거리가 다양한 면이 있지만 또 다른 의미로는 각 자동차 제조사, 메이커들의 최첨단, 최신 자동차 기술이 선보여지고 누구의 기술이 더 우수한지를 가려내는 기술 승부의 장이기도 합니다.

  얼마 전인 2022년 방영되었던 하반기에 JTBC에 방영되었던 드라마 '재벌집 막내아들'을 기억하시나요? 지금은 넷플릭스에서도 전 세계적으로 스트리밍 되면서 인기를 지속하고 있는 드라마입니다. 물론 저도 2회 차까지 봤을 정도로 아주 재미있게 시청했습니다. 재벌집 막내아들의 에피소드 중 진양철 회장을 포함한 순양의 임직원들이 레이싱 대회현장을 참관한 장면을 아실 겁니다. 드라마에서는 진양철 회장의 순양자동차가 정비결함이 있었음에도 라이벌 업체인 대영그룹의 자동차에게 무리하게 승부를 내려다가 결국 차량에 화재가 나서 시합을 포기하게 됩니다. 일반 관중들에게는 레이싱경기에서 차량 화재는 그것 자체로 하나의 볼거리가 될 수도 있겠지만, 조금이라도 관심이 있는 일반인이나 관련업종 종사자, 언론매체들은 그 기술력의 우열에 초점을 맞추고 다루려 할 것입니다.

  그렇다면 전기 자동차는 과연 모터스포츠에서 어떻게 활약하고 있을까요? 모터스포츠는 기계적인 모터나 엔진 등의 원동기를 사용하여 가동하는 탈것을 이용해 행해지는 경기, 스포츠로 그중 가장 대표적인 것이 바로 자동차 경주입니다. 2010년대에 들어서 전기차를 이용한 레이스가 서서히 확대되고 있는 추세입니다.

  전기 자동차가 참가하는 레이스를 크게 두 분류로 나눌 수 있는데 '전기 자동차만 참가할 수 있는 규정의 레이스', 그리고 '전기 자동차와 내연기관 자동차가 함께 참가할 수 있는 규정의 레이스'입니다. 대표적인 예를 살펴보면 다음과 같습니다.

  전기 자동차만 참가할 수 있는 규정의 레이스

 - 포뮬러 E 세계 챔피언쉽 : FIA Formula E World Championship, 포뮬러 E, FE라고도 불리며 화석연료를 사용하지 않는 전기자동차의 포뮬러 카에 의한 레이스입니다. '전기자동차의 F1' 등으로 소개되기도 합니다. 2014년 9월부터 개최되어 오고 있습니다.

 - 익스트림 E : 국제 자동차 연맹(FIA)에 공인된 전기자동차에 의한 국제 오프로드 레이스 시리즈로, 주로 아마존 열대우림과 북극권 등에서 개최되고 있습니다. 사용 차종은 오프로드 특성상 전기 SUV 자동차이며, 2021년 4월에 개최되었습니다. 

 - 세계 랠리 크로스 챔피언십 : FIA 세계 랠리 크로스 챔피언십은 국제 자동차 연맹(FIA)이 주최하고 IMG모터스포츠가 프로모션 하는 랠릴 크로스 세계선수권 대회입니다. 2021년까지는 내연기관자동차로 대회가 운영되었지만 2021년 이후 여러 가지 이슈들과, 규정의 변화 등 요인으로 전기자동차로 대회가 진행되게 됩니다.

 그 밖에도 재규어, I 페이스, e 트로피, 나이트로 RX, 스칸디나비아 투어링카 챔피언쉽등의 대회가 있습니다.

  전기 자동차와 내연기관 자동차가 함께 참가할 수 있는 규정의 레이스

 - 파이크스피크 힐클라임 : 파이크스피크 인터내셔널 힐클라임(Pikes Peak International Hillclimb, PPIHC)은 미국의 콜로라도주에 위치한 파이크 스피크에서 매년 미국의 독립기념일 전후에 진행되는 자동차와 오토바이의 힐클라임 대회입니다. 일명'구름을 향해 오르는 레이스'로 알려져 있으며 전기 자동차와 내연기관 자동차 모두 참가가 가능합니다.

 - 굿우드 페스티벌 오브 스피드 : 영국의 웨스트서식스에 위치한 굿우드에서 개최되는 모터스포츠 이벤트이며 매년 6월 말부터 7월 초에 개최되는 대회로 전기자동차와 내연기관 자동차 모두 참가가 가능합니다.

 - 다카르 랠리 : 다카를 랠리는 프랑스인 모험가인 티에리 사 비누의 제안으로 1978년부터 개최되어 온 랠리 레이드 대회입니다. 프랑스 스포츠 미디어 그룹인 ASO가 추최 하며 '세계에서 가장 가혹한 모터스포츠 경기'로 알려져 있습니다.

  최근 전기 자동차들이 최신기술을 앞세워 각 종 대회에 참가 함에 따라 많은 변화가 일어나고 있습니다. 해발 3000m가 넘는 곳에서 주행하는 내연기관 자동차들은 고도와 기압변화에 따라 출력저하의 영향이 있지만 전기자동차는 출력저하 영향이 없기 때문에 이점을 살리는 형태로 참가수가 점점 늘어나 전기자동차 만의 레이스로 규정이 변화하기도 하였으며, 또 압도적인 제로 가속능력을 바탕으로 기존대회에서 내연기관 자동차가 세운 코스 레코드를 갱신하는 등의 활약을 하고 있습니다. 초 장거리 랠리대회에서도 개조에 의한 고성능의 모터와 급속 충전배터리, 태영광 패널등을 설치하여 완주하는 모습을 보여 이분야에서도 전기차의 우수성을 보여주었습니다.

  하지만 기존의 내연기관차의 굉음 소리와 기름 특유의 냄새를 기억하는 레이싱 팬들로부터는 전기자동차의 레이스 경기는 다소 아쉬운 부분이 크며, 이러한 점들로 인해 흥행적인 면에서 많은 과제가 남아있습니다. 때문에 시대가 변했다고 해서 전기자동차의 레이스 대회가 반드시 선호되지는 않는 현상들이 나타나고 있습니다.