우리 생활 속으로 들어온 '친환경차'

David van der Mark, flickr (CC BY)

전기차? 수소차? 비슷한 거 아냐?

폭스바겐 그룹의 ‘디젤게이트’ 이후 친환경차가 주목받고 있습니다. 친환경차는 엔진 대신 전기모터로 동력을 얻어 달리는 자동차인데요, 환경에 대한 사람들의 관심이 높아지면서 배기가스를 내뿜지 않는 친환경차에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있습니다. ‘친환경차’라고 하면 크게 전기차와 수소차 두 가지를 말하는데요. “전기차? 수소차? 비슷한 거 아니야?” 싶으신 분들을 위해 준비했습니다. 작동원리부터 성능까지 하나하나 비교해보겠습니다.

작동원리
 
전기차와 수소차 모두 전기를 동력으로 사용하는 것은 같습니다. 그렇다면 어떤 차이가 있을까요?

먼저 전기차의 작동원리는 간단합니다. 전기차 내부에는 대용량 배터리가 장착되어 있는데요, 전기로 배터리를 충전해두고 배터리를 소모하며 모터가 가동되는 방식으로 작동합니다.

수소차(수소연료전지전기차)도 전기를 동력으로 사용하는 것은 같지만 ‘자가 발전’한다는 점이 다릅니다. 수소차는 물의 전기분해 원리를 반대로 이용한 방식으로 발전하는데요. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 분리되죠. 거꾸로 수소와 산소를 합치면 물과 함께 전기가 생성되는 원리를 이용한 것입니다.

수소차는 차내에 수소연료를 충전해두고 공기 필터로 외부의 공기를 빨아들여 연료전지에 보냅니다. 그리고 연료전지 내에서 수소와 산소를 결합시키는데요, 수소가 산화할 때 발생하는 전기로 모터를 가동합니다.

        중앙일보
수소차의 연료전지는 물의 전기분해 원리를 거꾸로 활용해 전기를 생성합니다.

성능
 
보통의 전기차는 전기 배터리를 풀로 1회 충전했을 때 약 200km 정도를 주행할 수 있습니다. 주행거리가 긴 편은 아닙니다. 개발 가능한 배터리 용량에 한계가 있었기 때문인데요, 최근엔 대용량 전기 배터리의 기술 개발 속도가 빨리지면서 상황이 나아지고 있습니다. 전기차 개발의 선두에 선 자동차기업 ‘테슬라’의 신차 ‘모델3’는 1회 충전으로 약 346km를 달릴 수 있을 정도로 성능이 개선되었다고 합니다.

수소차는 수소연료를 1회 가득 주입했을 경우 전기차에 비해 2배 이상의 거리를 더 주행할 수 있습니다. 현대차가 2013년에 내놓은 수소차인 투싼ix FCEV는 1회 충전 시 최대 594km까지 주행할 수 있다고 합니다. 장거리 운전을 많이 하는 운전자라면 전기차보단 수소차가 더 적합하다고 할 수 있겠군요.

친환경 정도
 
친환경차라는 이름에 걸맞게 전기차와 수소차는 모두 배기가스를 내뿜지 않습니다. 그럼 둘 다 똑같이 친환경적인 거 아닌가 싶기도 한데요. 둘 중 어느 것이 ‘좀 더’ 친환경적인지 따져봐야겠군요.

굳이 흠을 잡자면 이렇습니다. 전기차는 미세먼지를 유발하는 화석연료를 태워 만든 전기로 굴리는 차라는 겁니다. 화력발전은 우리나라 전기생산의 40%가량을 차지합니다. 때문에 전기차를 100% 친환경이라 보기는 어렵습니다. 전기차 자체는 매연을 내뿜지 않지만 동력으로 사용하는 전기를 생산하는 과정에서 다량의 이산화탄소와 미세먼지가 배출된다는 점은 친환경차인 전기차에 꼬리표로 남을 것 같습니다.

반면 수소차는 공기정화 기능도 갖고 있다는 것 알고 계신가요. 수소차는 작동원리상 외부 공기를 빨아들여 공기필터로 정화해 내부 산화장치(연료전지)에 공급합니다. 수소차의 공기필터는 대기 중의 미세먼지를 99.9% 정화할 수 있다고 합니다. 같은 거리를 주행했을 때 수소차 1대는 내연기관 자동차 2대가 내뿜는 양의 배기가스를 정화합니다. 배기가스를 내뿜지 않는 것을 넘어서서 대기 중의 미세먼지를 정화하기까지 한다니 진정한 친환경차라고 할 수 있겠네요.

충전
 
운전 중에 배터리가 방전돼 차가 멈춰버린다면 곤란하겠죠. 곳곳에 충전소가 설치되어 있는지, 충전시간은 얼마나 걸리는지도 차를 고르는 데 중요한 요소일 겁니다.

전기차 배터리는 완속 충전 시에는 4시간, 급속 충전 시에는 20~30분가량이 소요됩니다. 충전하는 데에 시간이 오래 걸리다 보니 전기차 사용자들은 주로 퇴근 후 밤 시간을 이용해 충전을 합니다. 전기차 충전소는 완속, 급속 충전기를 합해 전국에 1000기(2016년 8월 기준) 정도가 설치되어 있습니다. 정부는 앞으로도 인프라 구축에 힘을 쓸 예정이라고 합니다.

수소 연료 충전은 5분 내외로 전기차에 비하면 아주 짧습니다. 문제는 충전소가 몇 개 없다는 건데요, 수소충전소는 전국 10곳에 불과합니다. 수소충전소는 한 곳을 짓는데 30억 원 정도의 비용이 들어 인프라 구축이 어렵다고 하네요. 수소차의 보급이 전기차보다 느린 이유이기도 합니다. 충전할 수 있는 곳이 많지 않으니 사람들이 구입을 꺼려할 수밖에 없겠죠.

가격&지원금
 
전기차와 수소차의 가격은 일반 내연기관 자동차에 비해 비싼 편이죠. 그래서 정부는 친환경차 사용을 장려하기 위해 보조금(정부 보조금+지자체 보조금)을 지원하고 있기도 합니다.

전기차의 가격은 차종에 따라 차이가 나긴 하지만 중형 세단 기준 4,000만 원 안팎입니다. 올 초에 출시된 테슬라의 모델3 역시 4,000만 원대로 출시되었습니다. 여기에 정부 보조금을 지원받아 구입하게 되는데요, 전기차 선도도시로 선정된 창원시의 경우 전기차를 사는 시민에게 보조금을 1천500만 원(창원시 보조금 300만 원•정부 보조금 1천200만 원)가량 지원한다고 합니다.

수소차는 가격이 좀 더 나갑니다. 준중형 수소차인 현대의 투싼ix FCEV의 국내 판매가격은 8500만 원입니다. 일본 도요타의 중형 세단 수소차 '미라이'의 일본 시판 가격은 7400만 원 정도입니다. 왜 이렇게 비쌀까요? 앞서 수소차는 연료전지 내에서 산소와 수소를 결합시킨다고 설명드렸는데요, 산소와 수소의 빠른 반응을 위한 연료전지 촉매제로 백금을 70g정도 사용합니다. 이 원가만 해도 1,000만 원이나 됩니다. 때문에 7,000만 원대 이하의 차량을 만들기가 쉽지 않다고 합니다. 가격이 비싼 만큼 수소차에 대한 정부지원 금액은 조금 더 많습니다. 창원시는 수소차 1대를 구매할 때 3천750만 원(창원시 보조금 1천만 원•정부 보조금 2천750만 원)의 지원금을 지급합니다.