자동차 산업에서 가장 이슈로 자리잡고 있는 분야는 바로 배터리 전기차(BEV)입니다.
또 다른 친환경 차로 점점 관심도가 높아지는 분야로는 수소를 연료로 사용하는 연료전지차(FCEV)가 있습니다.
같은 전기차에 속하지만 2차전지, 연료전지의 차이점을 가지고있는 배터리전기차와 수소연료전지. 친환경자동차의 두 축을 담당하고있는 BEV, FCEV의 탄생, 장단점에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
전기차(BEV)의 탄생
전기자동차는 사실 내연기관자동차보다 무려 30년 일찍 만들어졌습니다. 1832년 스코트랜드 출신 로버트 앤더스이 발명한 '원유전기마차'가 첫 전기차 인데요. 하지만 전지가 충전이 불가능한 1차 전지였기때문에 상용화로 이루어지지 않았습니다.
Tip, 1차전지는 한번 사용하면 더이상 쓸 수 가 없어 폐기를 해야하지만 2차전지는 방전후 충전을 통해서 다시 사용 가능한 배터리를 뜻합니다.
1865년 프랑스 출신 가스통 플란테가 축전기를 개발하면서 충전이 가능한 전기차의 기술이 빠르게 발전하기 시작했습니다. 하지만 다시 배터리의 큰 단점으로 꼽히던 무거운 무게와 오랜 추전 시간을 극복하지 못했고 제작된 자동차의 최고속도 또한 30km/h 정도로 낮았습니다. 가격 또한 내연기관 자동차보다 비싸서 부유층들이 타고 다니던 자동차로 인식되었습니다. 업친데 덮친격으로 미국에서 원유가 발견이 되면서 1900년대 내연기관차의 전서기 시대가 시작되는 동시에 전기자동차는 역사속으로 사라지게 되었습니다.
1990년대 내연기관의 환경문제가 세계적 이슈가 되면서 다시 전기차가 거론되기 시작했습니다. 그 이유때문인지 1996년 미국의 GM에서 첫 양산 전기차 EV1이 출시 되었습니다. 하지만 GM에서 수익성이 낮다는 이유로 1년만에 조립라인을 폐쇄했습니다.
이후, 2000년대 다시 들어서 높은 원유가격과 각 나라 정부들의 배기가스 규제가 강화되면서 수많은 자동차 회사들은 전기차 개발에 속도를 냈습니다. 경쟁력을 가지기 위해 내연기관이 가지고 있지 않는 성능과 퍼포먼스 그 후 테슬라의 등장으로 전세계적으로 전기차 경쟁이 시작되었으며 이제는 내연기관자동차에서 전기차로 넘어가는 시발점 단계까지 왔다고 생각합니다.
수소 연료전지차(FCEV)의 탄생
수소 연료전지차(FCEV)는 1966년 GM에서 6인승 밴을 개조해서 세계 첫 수소차를 발명했습니다. 최고속도 120km/h와 한번 충전시 195km를 갈 수 있었지만 운전석과 조수석을 제외한 뒷부분에는 수소탱크와 산소태크, 연료전지로 가득 이루어져있었으며 비용또한 어마어마해서 양산이 가능하지는 못했습니다.
그 후 꾸준한 연료전지의 단점을 해결하기 위한 연구가 세계적으로 이루어져서 자동차 대기업들은 시판용 양산차는 아니지만 수소전기차를 선보이기 시작했습니다. 2013년 대한민국 현대자동차에서 세계 첫 양산 수소전기차 "투싼Ix Fuel Cell"을 선보이게 됩니다. 한번 충전으로 588km의 주행거리와 최고속도 160km/h를 가지고 있어 내연기관 자동차와 비교해도 밀리지 않는 스펙을 가지고 있었습니다.
배터리 전기차와 연료전지차의 장단점은 무엇일까요?
두 전기차의 장점은 겹치는 점이 많습니다.
우선 주행시 이산화탄소를 포함하는 배기가스가 배출되지 않습니다. 심지어 수소차는 전기에너지를 생산하기 위한 화학 반응물로 물이 나오게 됩니다. 또한 내연기관 자동차보다 유지비가 적게 들게 됩니다. 엔진이 돌아가는 소리가 없기 때문에 소음이 적습니다. 자동차 소리를 듣고 보행자들이 피해야 하는 상황이 있기 때문에 안전을 위해서 전기차는 일부러 소리를 내게 됩니다.
추가적으로 수소차는 산소가 필요로 하는데 공기중에 산소를 사용하기 위해서 매순간 공기를 흡입하게 됩니다. 이 과정에서 필터를 통해서 대기속 미세먼지를 제거하는 장점을 가지고 있습니다.
공통된 단점으로는 부족한 인프라 상황입니다.
대한민국에 주유소는 약 11만개 정도 있습니다. 하지만 전기차 충전소는 약 1만8천개로 턱없이 부족한 상황이며 한번 충전할 때 적어도 완속충전으로 할 경우 4시간 이상 필요한 상황에서 전기차의 성장에 충전소가 따라가지 못하면 대기시간이 많아져 큰 불편을 가져 올 수 있는 상황입니다.
수소차 상황은 더욱 심각한 상황입니다. 수소차는 한번 충전할때 5분정도의 시간이면 충전이 완료되는 장점을 가지고 있습니다. 하지만 충전소 입장에서는 한번 충전을 시키고 다음 수소차를 충전하기 위해서는 충전소 탱크의 압력을 조절해야하기 때문에 15분 이상의 대기시간이 필요하다고 합니다. 따라서 수소충전소에 있는 충전기 1대당 1시간에 수소차 5대정도 충전이 가능하다고 합니다. 더욱이 현재 전국적으로 약 40개의 충전소만 있기 때문에 수소경제를 이루기 위해서는 빠르게 충전소를 늘리는 것이 시급하다고 생각합니다.
