수소차의 원리와 특징 (vs. 전기차)

 

수소자동차는 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하여 운행하는 친환경 자동차입니다. 일반 자동차와는 다르게 석유연료 대신 수소를 연료로 사용하기 때문에 배기가스의 주성분은 물이고, 질소산화물이 약간 배출되는 것 외에는 공해물질이 거의 배출되지 않습니다.

 

수소차의 원리와 특징

 

1. 수소차의 원리

수소차가 움직이게 하기 위해 필요한 핵심원료는 전기입니다. 전기를 발생시키기 위해 수소와 산소가 촉매를 통해 반응하도록 합니다. 연료전지라는 장치에서 수소와 산소를 결합시키면 화학반응이 일어나며 물이 되고 이 과정에서 전기 에너지가 발생합니다. 따라서 수소차는 '수소로 이용해 만든 전기로 움직이는 차입니다. 이런 이유로 수소차는 전기차의 일종으로 분류하기도 합니다.

 

 

2. 수소차의 안전성

수소자동차는 충돌, 화재, 충격을 받더라도 안전하게 설계되어 있습니다. 일반적으로 수소 공급을 차단하거나 화재나 위험을 인지하여 탱크에 있는 수소를 대기로 방출하는 안전장치가 있습니다.

 

 

3. 수소의 종류

수소는 그레이, 블루, 그린 세 가지 종류로 나뉩니다.

• 그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지와 수전해 시설을 이용해 물 분자에서 뽑아낸 수소를 말합니다. 생산 가격은 높지만 탄소배출이 거의 없습니다.
• 그레이 수소는 천연가스를 고온, 고압에 반응시키거나 석유화학 공정, 제철공정에서 부산물로 나오는 수소를 말합니다. 생산과정에서 온실가스가 많이 나오는 단점이 있습니다.
• 블루 수소는 그레이 수소를 만들 때 나오는 이산화탄소를 땅 속에 묻는 방식으로 만드는 수소입니다. 대량의 이산화탄소를 땅에 묻을 때 많은 에너지를 사용하고 비용도 많이 듭니다.

 

 

4. 국내 현황

우리나라 기업은 전 세계 수소연료 전지의 40%를 공급하고 있습니다. 2019년에는 세계에서 가장 많은 수소차를 판매하였습니다. 또한 윤석열 대통령 당선자는 '2035 내연기관차 등록 금지'를 공약으로 내놓았습니다. 2035년까지 휘발유차, 경유차, LPG차 등 내연기관차 등록을 금지하겠다는 내용입니다. 따라서 온실가스 배출량을 줄이기 위한 방법 중 하나로 수소차가 주목받고 있습니다.

 

 

5. 전력망 탈탄소화

온실가스 배출량을 줄이기 위해 재생에너지를 확대하는 것을 '전력망 탈탄소화'라고 합니다. 재생에너지를 확대한다는 것은 저탄소 및 재생에너지 생산 설비에 투자가 늘어난다는 뜻입니다. 그리고 화석연료 수입이 줄어들면서 경제와 생산, 고용에 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다.

 

 

수소차 vs 전기차

 

1. 에너지 효율과 주행거리

수소차의 에너지 효율은 전기차의 절반 이하 수준입니다. 연료전지로 전기를 만드는 과정에서 많은 에너지가 열로 손실됩니다. 하지만 현재 수소차가 전기차보다 많은 거리를 주행할 수 있고 평균적으로 한 번 충전해 약 600km를 주행할 수 있습니다.

 

 

2. 충전 시간 환경

수소차는 수소 충전 시간이 매우 짧습니다. 하지만 전기자동차의 경우 직접 배터리에 전기를 충전하는 방식으로 일반적으로 1시간 이상 소요됩니다. 하지만 현재 충전 환경은 전기차 충전 소가 수소차 충전소보다 압도적으로 많습니다.

 

 

3. 친환경

전기차와 수소차 모두 내연기관 자동차보다 친환경적입니다. 수소차는 수소를 저장해 연료전 지로 활용해서 이것을 이용해 발전한 전력으로 운행합니다. 그리고 대기 중의 미세먼지를 포 함한 불순물을 걸러내며 공기청정 역할도 합니다. 전기차는 전기를 충전하는 방식으로 내연기관 자동차보다 친환경적이지만 전기를 생산하기 위해 화력발전소의 생산량이 늘어난다는 점에 서 환경적이지 않다는 의견도 있습니다.

 

 

4. 운행 속도와 정비

구조상 단순히 배터리에서 모터로 전기를 공급하면 되는 전기차보다 수소 전지와 산소 화학반응 등 여러 과정을 거쳐야 하는 수소차가 속도가 느립니다. 그리고 수소차는 무거운 동력부품들을 실어야 하기 때문에 무게와 면적을 확보하기가 힘들고 따라서 정비도 어렵습니다.