2022. 5. 26. 22:51ㆍ카테고리 없음
최근 친환경 자동차가 늘어나고 있다.
전 세계적으로 전기차나 수소차 또는 하이브리드 자동차가 지속적으로 늘어나고 있으며, 2030년부터는 자동차 제조사들도 내연 기관 차량 생산을 하지 않는다고 발표도 했다.
지금이 2022년이니까 8년 후에는 휘발유나 디젤을 연료로 사용하는 자동차는 더 이상 판매를 하지 않으니 당연히 주유소도 점점 사라질 것이고, 전기차나 수소차가 좋든 싫든 타야 하는 상황이다.
사실 전기차 무지 좋다,,, 안 타본 사람들은 선입견과 수십 년 동안 몸에 배어온 연료 차량의 감성 때문에 새로운 방식의 차량을 구매한다는 것이 쉽게 접할 일은 아닌 듯하다..
나도 나이 들어보니까 신 문물을 받아들이는 게 점점 쉽지만은 안다.
수소차는 전기로 움직이는 전기차이다.
그렇다 수소차는 수소를 연료전지에 흘려보내서 발생한 전기로부터 전기 모터로 구동되는 사실상 전기차이다.
정확히 말하면 수소 연료전지차라고 불러야 된다.
충전을 위한 배터리가 들어가는 대신에 수소 탱크를 장착하고, 수소 탱크에서 연료전지로 수소를 보내게 되면 전기가 발생된다.
이 전기로 전기모터를 구동하고 각종 전장 제품을 구동하는 사실상 전기차이다.
그래서 전기차처럼 소리가 조용하고 엔진 진동이 없기 때문에 편안한 드라이빙을 할 수 있다.
수소차는 달리는 공기청정기
수소차가 전기를 얻어 전기모터를 구동하기 위해서 수소만을 사용하는 것은 아니다. 전기를 얻기 위해서 수소와 공기 중 산소와 반응하기 때문에 차량이 공기를 흡입하게 된다.
그런데 순도가 높고 불순물이 섞이지 않은 공기가 필요하기 때문에 필터가 달려 있다. 그래서 주행하면서 공기를 흡입하게 되고, 흡입된 공기는 필터로 걸러지는 과정을 겪게 된다.
그래서 수소차는 달리는 공기청정기라는 말이 생겼다.
그런데 수소차는 전기를 만드는 과정에서 수분을 발생하고 되는데, 수소 연료전지차가 대세가 된다면 도심의 습도는 높아질 것으로 보인다.
나의 지나친 걱정 일지는 모르겠으나, 만약 도심의 모든 차량이 수소차량이라고 한다면 한 여름에 도심의 온도는 더욱 올라가지 않을까?
장마가 시작되기 전에 기온은 높아도 습도는 낮으니 그늘에 있으면 시원한 청량감을 느낄 수 있겠으나 이론상 수분을 배출하는 수소 연료전지 차량이 대세가 된다면 한여름 도심은 지금보다도 더 더울 것으로 생각된다.
그렇지만 지금처럼 매연을 내뿜는 휘발유나 디젤 차량보다는 확실히 친환경 차량임에 틀림은 없다.
수소차의 수명은 19만 Km ?
현재 판매 중인 수소차는 연료전지 방식으로 구동되는 차량이기 때문에 연료전지가 수명을 다 하게 되면 수소차량도 운행할 수가 없게 된다.
여러 논문 등으로 미루어 보면 수소차량의 연료전지 기대수명은 약 19만 km 정도로 생각보다 짧다.
우리나라 1세대 수소차량 격인 투싼 수소연료전지 차량은 수명이 10만 km이고 넥소 차량은 19만 km 정도로 보고 있다.
수명이 다한 연료전지를 교체하는데 현재는 약 5천만원 가량 든다고 알려져 있다. 보증기간이 종료되고 연료전지가 수명을 다하는 경우 개인이나 사설 공업사에서 연료전지를 수리할 방법이 없으며 결국 폐차를 하는 수밖에 없는 실정이다.
생각보다 짧은 수명이 연료전지로 인해 수소차 구매는 아무래도 망설여진다.
앞으로 수소차 연료전지가 개선되어서 무한 수명이 오는 날까지 응원해 본다.
수소차 및 인프라를 활성화 하는 이유
국가에서 차량 구매 보조금을 지급하면서까지 비싼 수소차를 지원하고, 기간시설로 수소충전소를 보급하는 이유가 무엇일까?
전기차 한 종류만 지원하면 비싼 수소 충전소 건설도 필요 없고, 수소 충전에 들어가는 인력도 필요 없을 텐데,,,
그 이유는 미래 경쟁력 있는 위해한 준비라고 할 수 있다.
현재 다른 국가에서는 상용 수소차량이 적다, 일본은 미래 자동차가 하이브리드 차량이라 생각해서 전기차 연구를 하지 않았고, 다른 나라들은 각각 여러 이유로 수소차량 보급이 느리거나 없다.
그런데 우리나라만 유독 수소차를 적극적으로 판매하고 광고하고 수소 충전소 짓는다.
만약 10년 또는 이 이후에 수소 생산이 전기 생산보다 저렴해 지거나 수소 연료전지 효율이나 수명이 상당히 늘어나게 돼서, 전기차보다 수소차가 더 친환경적이고 저비용으로 운행이 가능해지는 날이 온다면, 바로 그 이득을 볼 수 있는 나라는 우리나라가 아닐까 생각한다.
이런 시대가 도래한 시점에서는 지금부터 개발하면 되지라고 생각한다면 그때는 이미 경쟁력에서 늦기 때문이다.
그래서 정부는 수소차량 보조금을 지급하고 제조사는 열심히 생산해서 판매한다, 기간 사업자는 수소 생산 시설을 연구하고 건설하고 있는 이유가 바로 여기에 있다.
수소차의 또 다른 형태
지금 상용화가 되어 도로를 주행하는 수소차는 수소 연료전지 자동차이지만 그 이전에 수소를 이용한 자동차에 대한 연구 중에 하나는 기존 디젤 엔진에 수소를 분사해서 내연 기관을 구동하는 시스템을 연구했었다.
이렇게 기존 디젤 엔진에 수소를 분사해서 폭발 행정을 하게 되면 현재 운행 중인 디젤 차량을 그대로 사용할 수 있고, 개조비용도 저렴해서 나는 수소차는 이렇게 디젤엔진 개조 형태로 출시될 줄 알았었다.
그런데 이런 연구 과정에서 리튬 전지가 빠른 속도로 발전하게 되고, 적은 용적에 많은 전기를 저장하는 기술이 발전하다 보니, 수소 연료전지 방식으로 수소차가 진화하게 되었다.
그렇다면 왜 비싼 연료전지 방식인가 한번 생각해보자
자동차 제조사들은 이미 판매한 차량을 개조하는 사업보다는 현재의 생산 라인을 활용해서 새 차를 판매하는 것이 현실적으로 영업이익을 극대화해준다. 기존 인력들은 차량을 생산하는데 집중되어 있는 인력이기 때문에 중고차 개조는 수지타산이 맞지 않는다.
이 부분은 소비자 입장에서 아주 안타까운 일이 아닐 수 없다.
수소는 친환경 수소 생산은 환경오염
수소의 종류에는 몇 가지가 있는데 그레이수소(Grey Hydrogen)는 화석연료는 메탄 개질 SMR과정으로 생산하는 방식이다. 이 방식은 전 세계 95%에 해당하는 수소를 이렇게 생산하고 있다.
문제는 수소 1Kg을 얻기 위해서 CO2가 10Kg이 발생한다는 엄청난 단점을 가지고 있다. 이렇게 생산한 수소를 사용해서 차량을 운행하는 것이 맞는지 다시 한번 고민해 봐야 할 듯하다.
우리나라도 이 방식으로 부산, 완주, 평택 등에서, 일 생산량 약 10톤을 이렇게 생산하고 있다.
블루수소 (Blue Hydrogen) 방식은 그레이수소(Grey Hydrogen)방식 보다 좀 더 친환경적인데 CO2 배출량이 50~90% 정도 적게 나온다. 이 방식으로 한국 가스 공사가 수소를 생산하고 있다.
그린수소 (Green Hydrogen)는 완전 친환경 수소라고 불리는데, 만드는 방식은 우리가 초등학교 때 과학실험에서 물을 전기 분해해서 수소와 산소를 만들었듯이, 태양광 발전이나, 수력 또는 풍력 발전으로 생산한 전기로부터 물을 전기 분해해서 수소를 얻는다.
미래를 생각하면 이 방식으로 수소를 생산해서 사용해야 한다, 이 방식으로 수소를 대량 생산할 수만 있다면 미래 에너지 판도는 바뀔 듯하다.
청록수소 (Turquoise Hydrogen) 은 메탄을 열분해 해서 생산하는 방식으로 부산물로는 고체 CO2가 발생하게 되며 이는 토질 개선이나 타이어를 생산하는데 유용하게 사용될 수 있다. 이 방식도 비교적 친환경적이다.
이 방법 외에도 암모니아로 만든 수소도 있고, 소금물로 만든 수소도 있다. 여러 방식은 많지만 제일 중요한 문제는 대량 생산이 가능하냐이며 적은 비용으로 만들 수 있는가, 또 부산물이 친환경적인 것이 제일 큰 숙제이고 인류 미래를 결정짓는 에너지 과정이라고 생각된다.
수명을 다한 폐 연료전지와 환경오염
앞서 설명한 것처럼 수소차량의 수명은 현재 기술로 19만km 정도면 끝난다. 전기차나 내연기관 차량에 비해서 상당히 수명이 짧다.
수소차량이 대중화 되었을 경우, 연료전지의 수명을 현재보다 3~4배 정도 늘리지 않는다면 수명을 다한 폐연료전지의 처리문제가 대두된다.
폐 연료전지를 재활용 하는 마땅한 기술이 없는 지금, 폐 연료전지는 환경오염으로 나타날 수 밖에 없다.
미래의 전기는?
현재는 각 가정이나 회사나 공장 등등 전기를 사용하기 위해서는 전기 공급자가 전기를 판매하고 전봇대나 땅으로 전선을 매립해서 전기를 공급받는다.
이 방식은 약 100여 년 정도 이어온 방식이고 앞으로도 이 방식을 우리는 전기를 공급받을 것이다.
그런데 연료 전지라는 게 발전 속도가 무지 빠르다.
다시 바꾸어 말하면 각 가정에 라면 박스만 한 연료전지 하나를 가져다 놓고, 아연이나 공기 또는 기타 촉매 등으로 자가발전을 하는 날이 생각보다 빨리 올 듯하다.
그렇게 된다면 마트에서 건전지를 사듯이 아연판을 구매해서 연료전지에 꽂아주면 펑펑 전기를 쓰는 날이 머지않았다.
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