The infeasibility of Hydrogen Cars as Basis for Korean Auto Industry

<Japan: Prof.Lee, Sunhoon>

수소자동차는 대한민국 자동차산업의 신동력이 될 수 없습니다.

대한민국에서는 현대자동차가 수소자동차를 개발하여 판매에 들어간 것을 계기로 수소자동차를 자동차산업의 신동력이 될 것이라는 주장이 들끓고 있습니다. 이런 주장에는 현대자동차의 ‘투산ix’ 와 이미 시판에 들어간 일본 토요타자동차의 ‘미라이’ 와의 경쟁관계에 의해서도 더욱 과열되고 있습니다. 이러한 수소자동차에 대한 열광적인 관심에는 심각한 건강피해가 거론되고 있는 대기오염상황이 주요한 원인의 하나라는 것을 부정할 수는 없을 것입니다.

수소자동차는 가솔린, 디젤, 천연가스와 같은 화석연료를 사용하지 않아, 배기물로서 건강에무해하며, 독성이 전혀 없는 물만을 배출한다는 점에서 무공해, 청정 자동차시스템라고 정의해야만 할 것이며, 이것이 최대의 장점이기도 합니다.  

여기서 중요한 사실은 수소자동차는 공기 중의 수소를 흡수하여 자동차가 움직이는 것이 아니라는 점입니다. 수소자동차의 연료인 수소는 물의 전기분해, 천연가스 등의 화석연료로부터 분리추출, 삼림자원과 폐기물 등의 바이어매스로부터 분리추출, 제철소와 식염전해 등의 공장에서 발생하는 가스의 부산물로서 분리추출의 4가지 방법으로 제조되고 있습니다.

이들 4가지의 제조방법 중에서 물의 전기분해에 의한 방법을 제외한 나머지 3가지의 방법에서는 다량의 화석연료를 사용하거나, 제조과정에서 지구온난화가스로서 지칭되는 이산화탄소, 메탄가스 등과 함께 각종의 유해한 물질을 배출합니다. 물의 전기분해의 의한 수소제조방법은 무해한 방법이기는 하지만, 수소 제조과정에서 막대한 량의 전력이 소모된다는 점 또한 수소자동차를 무공해하며, 청정한 자동차시스템으로 간주해서는 안되는 중요한 이유가 될 것입니다.

위와 같은 방법으로 제조된 고압상태의 수소가스는 자동차에 공급된 후에는 공기 중의 산소와 반응해서 전기를 생산하여 자동차에 내장되어 있는 배터리에 전기를 축전시키기 위한 발전에 이용되며, 자동차는 배터리에 축전된 전기를 이용해서 움직이게 되는 것입니다. 이런 이유로 수소자동차의 정식명칭은 ‘수소연료전지 자동차’로 불리는 것입니다.

수소자동차는 자동차내에서 수소와 공기 중의 산소가 결합하여 물을 만들어내는 과정에서 발생되는 전기를 이용한다는 점에서 가솔린, 디젤, 천연가스의 연소로 자동차를 움직이는 기존의 화석연료를 연소하는 내연기관 자동차에 비교해서 독성 환경오염물질의 배출이 전혀 없다는 점에서 대기환경오염에 대해서는 탁월한 장점을 가지고 있습니다.  

반면에, 수소가스의 제조과정에서 사용되는 막대한 전력, 유해가스의 발생, 막대한 양의 화석연료의 이용 등을 고려한다면, 수소자동차는 그 자체가 대기오염물질을 만들어내지는 않지만, 완전한 무해, 무독한 자동차시스템이라고 주장하는 것은 극히 부적절한 것입니다.

이에 덧붙여서, 더 중요한 사실은 연료인 수소가스가 위의 4가지의 복잡한 방법으로 생산된다는 점을 고려하면, 수소가스의 공급가격은 전기를 가공 없이 사용하는 것에 비해서 상대적으로 비싸질 수 밖에 없으며, 국가적인 측면에서 에너지의 효율이 매우 낮다는 것을 알 수 있습니다. 이런 측면을 고려하면, 국가 에너지정책의 측면에서 에너지효율이 매우 낮으며, 자동차의 운영비가 전기자동차에 비해서 상대적으로 비싼 수소자동차를 정부보조금을 지불해가며 우선적으로 보급하는 것은 비합리적이며, 부적절한 것으로 판단하는 것은 지극히 합리적일 것입니다.

수소자동차는 현재 저연비 자동차로 평가되고 있는 하이브리드 자동차에서 연료를 유해한 화석연료에서 무해한 수소로 대체한 것에 불과한 것입니다. 화석연료 하이브리드 자동차는 이미 유럽을 중심으로 사용이 금지될 것이 예고되어 있습니다. 그런 의미에서 수소자동차는 화석연료 하이브리드 자동차를 대체할 수는 있을 것입니다.

화석연료 하이브리드 자동차의 개발과 보급은 기존의 화석연료 내연기관 자동차의 모든 시스템을 그대로 사용하면서도 화석연료의 사용량을 최소한으로 하는 저연비의 자동차를 공급하여, 자동차에 의한 대기오염을 줄이는 것이 주목적이었습니다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 높은 생산비용에 따른 판매가격을 정부보조비와 저렴한 운영비로 충당해왔습니다. 또 한가지 화석연료 하이브리드 자동차는 전기자동차가 갖고 있는 최대의 약점인 짧은 운행거리, 비싼 배터리의 가격, 충전설비의 부족을 극복하는 것에도 개발과 보급의 목적이 있었습니다.  

이와 같은 내용을 고려한다면, 수소자동차는 화석연료 하이브리드 자동차의 문제점인 유해한 화석연료를 전혀 사용하지 않는 무공해 자동차라는 점을 개선한 것이며, 전기자동차의 비싼 배터리가격에 대해서 커다란 장점을 가지는 것을 알 수 있습니다. 반면에, 수소자동차는 충전설비의 확충이라는 새로운 문제점을 안고 있으며, 전기자동차의 비싼 배터리가격을 능가하는 높은 제조비용에 따른 값비싼 판매가격은 화석연료 하이브리드 자동차의 경우 보다 상대적으로 비싸다는 점을 간과해서는 안될 것입니다. 여기에 부가해서, 수소가스의 높은 제조비용의 영향으로 운영비의 면에서도 수소자동차는 전기자동차 보다 불리하게 될 것이며, 이는 수소자동차의 전기자동차에 대한 숙명적인 단점으로 판단됩니다.

필자는 6년전, 화석연료 하이브리드 자동차의 개발과 보급이 본격화되던 시기에도, 화석연료 하이브리드 자동차는 저연비, 저공해의 장점에도 불구하고, 기존의 화석연료 내연기관 자동차에 전기충전설비를 부가함으로 자동차의 구조가 훨씬 복잡해지며, 그에 따라서 과도한 생산설비가 요구된다는 점을 지적하며, 장래에 전기자동차가 자동차산업의 주력이 되는 시점에서는 더욱 처절한 자동차산업의 구조조정이 요구될 것이라고 주장해왔습니다.

수소자동차는 여기에 부가해서 화석연료 하이브리드 자동차의 내연기관을 수소가스를 이용한 발전시스템으로 대체하는 것과 관련된 새로운 생산설비의 투자를 요구하고 있습니다. 위의 내용들과 함께 자동차산업의 장래성을 고려한다면, 수소자동차는 매우 부적절한 자동차산업의 진화단계라고 평가되어야만 할 것입니다.

이러한 수소자동차의 다양한 문제점에도 불구하고, 수소자동차의 개발과 보급은 자동차생산업체의 입장에서는 자동차산업의 주력이 전기자동차로 전환되는 중간단계로서 매우 유용하며, 절실한 상황입니다. 전기자동차는 기존의 모든 자동차시스템에서 사용되고 있는 부품들의 약1/10 만으로 생산이 가능한 반면에, 수소자동차는 현재의 화석연료 하이브리드 자동차에서 사용되고 있는 모든 부품이 그대로 이용되며, 이를 통해서 현재의 부품생산시스템의 의한 이익창출을 지속하는 것에 부가해서 수소자동차라는 신기술에 따른 가격인상에 따른 이익을 취할 수 있기 때문에, 자동차생산업체의 이익은 매우 큽니다. 여기에 부가해서 무공해 자동차시스템이라는 이유로 정부보조금마저도 자동차회사의 이익을 증폭시켜 줄 것은 명확한 사실입니다.

전기자동차는 아직 최고 400 km 에 불과한 짧은 운행거리, 긴 충전시간, 비싼 배터리가격에 따른 비싼 판매가격, 충전설비의 부족이라는 문제점을 안고 있으며, 기존의 자동차시스템에서 사용되던 부품이 불용품이 되어 자동차산업에서 엄청난 구조조정이 요구된다는 이유에서 상용화가 지연되고 있는 실정입니다.

배터리의 가격은 전기자동차의 보급확대로 대량생산이 이루어진다면, 극복할 수 있습니다. 짧은 운행거리는 충전설비의 확충으로 극복할 수 있습니다. 안전운전의 측면에서도 300 km 이상을 쉬지 않고 운행하는 것은 권장되지 않고 있습니다. 기존의 주유소의 간격으로 충전설비를 갖추는 것만으로도 짧은 운행거리는 극복될 수 있습니다. 긴 충전시간의 문제점은 충전설비의 기술개발로 개선되어 가겠지만, 주유소 이외에도 공공주차장과 주거시설에 충전시설이 보급된다면, 상당부분 해결될 것이며, 민간이 운영하는 주차장에도 충전설비의 설치가 가능합니다.

자동차산업의 구조조정과 관련해서는 불필요해진 기존의 자동차부품산업은 그 일부를 전기충전설비의 기술개발, 생산, 보급의 산업형태로 흡수할 수 있을 것입니다. 또한 전기의 공급시스템을 개선하여, 발전과 송전의 운영권을 분리함으로 공공과 민간의 주차장에 태양광발전설비를 갖추어 주차차량에 대해서 전기를 소매판매하고 남는 전력을 전력회사에 판매하는 영업형태도 가능해질 것입니다. 이러한 충전시스템이 갖추어진다면, 원자력과 화석연료에 의한 발전비율도 크게 감소시킬 수 있을 것입니다.

대한민국의 배터리산업은 이미 세계 최고의 점유율을 자랑하고 있습니다. 이러한 상황에서 전기자동차의 보급확대로 수요를 증진시키면 경쟁력은 더욱 강화됩니다. 반도체, 디스플레이에 이어서 베터리산업도 대한민국의 확고한 첨단부품산업으로 자리잡을 것입니다. 이런 상황에서 매우 낮은 에너지효율, 비싼 차량가격, 보급을 위한 수소가스의 충전설비의 추가설치, 산업구조조정의 지연으로 발생될 수 있는 혼란에도 불구하고, 현대자동차의 이해관계만을 고려하여, 수소자동차를 미래의 자동차산업의 주력으로 설정하여 집중 지원하는 것은 부적절합니다.

위와 같은 이유로 수소자동차는 결코 대한민국의 자동차산업에서 미래의 주력산업이 될 수는 없습니다. 지금은 전기자동차의 개발과 보급에 주력해야 할 절호의 시기입니다.

일부 정치인은 지방자치제 선거를 앞두고 수소자동차에 관한 높은 관심도에 편승해서, 수소자동차의 친환경적인 면만을 강조하며, 수소자동차를 대한민국의 미래의 자동차산업의 신동력으로 주장하는 어리석은 언동에 대해서는 엄중한 경계와 주의를 해야만 할 것입니다.    

 

코리일보/COREEDAILY

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