[설명환의 IT읽기] 우주의 75%는 수소, 수소차와 수소경제

최영무 2020-11-02  
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(사진설명: [설명환의 IT읽기] 우주의 75%는 수소, 수소차와 수소경제 연재타이틀)

주기율표에서 원소기호 1번은 수소다.

수소(水素)의 원소기호는 H, 분자식은 H2로 양성자 1개와 전자 1개로 구성된 가장 작은 원소다.

"우주의 75%는 수소"라며 수소를 유난히 강조하는 기업이 있다.

바로 국내 자동차업계 맏형 현대자동차다. 현대차는 친환경 에너지원으로 수소를 점 찍고 '수소차'에 미래를 걸고 있다.

정부도 한국판 뉴딜 10대 사업에 '친환경 미래 모빌리티'를 선정하고 2025년까지 수소차·전기차 등 그린 모빌리티에 20조원 이상 투자할 계획이다.

수소차는 전기차의 일종이다. 그래서 수소차와 전기차의 부품과 설계가 70% 이상이 일치한다. 차이가 있다면 구동원리다. 전기차는 에너지를 배터리에 저장해 사용하지만, 수소차는 배터리 대신 스텍이라는 장비를 통해 수소와 산소가 화학 반응할 때 발생하는 전기를 에너지로 사용한다. 즉 전기차는 배터리를, 수소차는 발전소를 싣고 다닌다고 생각하면 쉽다.

수소차는 작은 발전소를 싣고 다녀야 하기 때문에 차체 크기를 줄이기가 어렵다. 대부분의 수소차는 소형차보다 크다. 전기차는 1회 충전시 주행거리를 늘리기 위해 차량 무게가 가벼운 소형차를 주력으로 내놓고 있다.

(사진설명: 내연기관 vs 전기 vs 수소전기 차종 비교. 내연기관엔 엔진과 연료탱크, 전기차에는 배터리, 수소차에는 수소탱크와 연료전지가 장착되어 있다. 출처=인사이저)

수소차의 대표적 장점은 짧은 충전시간과 1회 충전시 600km 넘는 긴 주행거리다.

최근 배터리 기술이 발달하면서 전기차도 1회 충전으로 600km 넘는 주행이 가능해 졌다. 미국 전기차업체 테슬라가 1회 충전시 643km의 주행이 가능한 승용차를 선보이며 수소차와 전기차의 경합이 뜨겁다.

수소는 전력을 물 분해에 사용해 얻는 방식이므로 에너지 손실이 높아 일상에 쓰이는 승용차에서는 경쟁력이 떨어진다.

일찍이 수소차 기술을 보유하고도 프랑스 정부나 르노자동차가 수소차에 올인 하지 않는 이유가 여기에 있다. 해외에서는 수소차의 미래를 대형 트럭과 같은 상용으로 한정하고 있다.

우리나라가 수소차를 통해 수소경제의 주도권을 확보한다는 측면이 있지만 아직까지 전 세계적으로 인프라가 약하다. 수소경제(hydrogen economy)란 수소가 주요 연료가 되는 미래의 경제이다.

전기차 같은 경우 전기선만 있으면 전기를 충전해 쓸 수 있지만, 수소차는 수소충전소를 방문해야 한다. 충전소를 하나 만드는데 약 30억 정도 들어간다.

(사진설명: 수소차 충전 중 시간을 재고 있다. 출처=양버들)

수소는 지구상에서 대부분 물(H2O)과 결합된 형태로 존재한다.

물에서 수소를 추출해내는 작업은 쉽지 않다. 물에서 수소를 추출하려면 백금(Pt)을 촉매로 산소와 반응시켜 전기분해 해야 한다. 전기분해에 사용할 전기는 원자력·석탄·석유를 태워서 만들어야 한다.

수소차와 전기차 자체는 친환경이 맞지만 수소차 스텍에 들어가는 에너지와 전기차 배터리에 들어갈 전기를 만들려면 온실가스와 오염원이 배출된다.

노르웨이는 97% 이상 에너지를 수력발전으로 만들고 있어서 노르웨이에서 주행중인 수소차나 전기차는 완전 무공해 차라고 볼 수 있다.

수소경제가 진정한 의미를 가지려면 수소 생산과정에 재생에너지가 쓰여야 한다.

수소차를 대중화 하자고 수소만 많이 만들면 된다는 건 위험한 발상이다. 수소경제와 그린 모빌리티를 위해 전력을 다해야 하는 부문은 수소차가 아니라 재생에너지다.

* 설명환 칼럼니스트
설명환 칼럼니스트는 ROTC 소위 임관 후 현재 중견그룹의 커뮤니케이션팀장으로 재직 중이다. 과학의 대중화를 목적으로 일반인과 학생들에게 ICT를 보다 쉽고 재미있게 전달하는 글을 쓰고 있다. 서울특별시교육청 자문위원과 국가정보기간 언론사의 객원 논설위원으로 선임되어 각 분야에 대한 종합적인 조언을 해오고 있다. 이메일 pr1st@naver.com

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