세계 각국의 배기가스 규제로 친환경 차가 자동차 시장의 대세로 떠오르면서 미래 친환경차 패권을 차지하기 위한 전기차와 수소연료 전기차(이하 수소차)의 경쟁이 심화하고 있다. 둘 다 친환경 차로 분류되지만, 장단점이 뚜렷하고, 글로벌 자동차 업체마다 주력으로 삼은 차종이 달라 신경전도 치열하다.
현재 주도권은 전기차가 갖고 있다. 배기가스가 없는 데다 소음도 적고, 변속기 같은 동력 변환 장치도 필요 없다. 가격도 내연기관 자동차와 견줄 정도로 낮아졌고, 충전 인프라도 어느 정도 구축됐다. 특히 전기차는 지금까지 힘이 부족하다는 평가를 받아왔으나 기술 수준 향상으로 가속력과 스피드도 끌어올렸다. 각국 정부의 보조금 지급으로 보급도 빠르게 늘고 있다. 당분간 ‘전기차=친환경차’라는 패러다임이 유지될 것이라는 예상이 많은 이유다.
수소차는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만든다. 현대차가 내년 시판하는 차세대 수소차. [사진 현대차]
전기차에 역량을 모으고 있는 기업은 미국 테슬라와 중국 BYD, 독일 다임러 등이 꼽힌다. 테슬라는 지난해에만 ‘모델S’와 ‘모델X’를 전 세계에 7만6000대 이상 팔았다. GM은 쉐보레 ‘볼트’, 재규어는 중형 SUV ‘I-페이스’, 닛산은 ‘리프’ 신모델 등의 전기차를 내놓았다. 국내에서도 올해 1~10월까지 팔린 전기차는 총 1만75대로 연간 기준 사상 처음 1만대를 넘어섰다. 전기차는 수소차와 부품의 70%가량 겹치지만, 수소차에 대한 이들의 전망은 냉혹하다. 테슬라의 일론 머스크 최고경영자(CEO)는 "수소차는 어리석은 선택"이라고 말했다.
하지만 전기차는 급속 충전기에서 20~30분, 가정에서 충전할 때(저속) 4시간 이상 걸린다는 단점이 있다. 한번 충전으로 갈 수 있는 거리는 200~300㎞대이다. 배터리 개발의 기술적 한계로 발전에 제한이 있다는 분석이 나온다.
수소차는 이런 약점을 파고들며 ‘역전’을 노리고 있다. 사실 수소차는 전기차보다 비싼 데다, 기술발전 수준이 더뎌 관심을 덜 받았다. 하지만 충전시간이 5분 내외로 짧고, 한 번 충전으로 400㎞ 이상을 갈 수 있다는 장점이 부각되면서 관심이 높아지고 있다. 수소차는 차량 내 고압 탱크에 저장한 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 만들어낸 전기로 모터를 돌려 움직인다. 매연 없이 순수한 물만 배출하기 때문에 ‘궁극(窮極)의 친환경차’로 불린다.
수소차 개발에 적극적인 곳은 현대차와 일본 도요타·혼다 등이 꼽힌다. 현대차는 2013년 세계 최초로 ‘투싼ix’ 수소차 양산에 성공했다. 도요타는 ‘미라이’, 혼다는 ‘클래리티’를 내놨다. BMW와 닛산·GM·포드 등도 2020년 수소차 출시를 앞두고 있다.
하지만 수소차는 제조 비용 많이 든다는 치명적인 단점이 있다. 연료전지에 들어가는 50~70g의 백금 때문이다. 다른 부분은 기술이 올라가면서 가격을 낮출 수 있지만, 연료전지의 가격은 낮추기가 쉽지 않다. 인프라 구축도 만만찮다. 충전시설 설치 비용이 한 곳당 수십억 원이나 든다.
당분간 두 차종은 경쟁 관계가 아니라 동반자 관계로 발전할 것이라는 게 전문가들의 시각이다. 지금 내연기관 자동차가 가솔린·디젤엔진으로 시장이 나뉜 것과 비슷하다. 김필수 대림대 자동차과 교수는 "일단 5~10년 뒤 먹거리를 보면 전기차가 화두지만 마지막 단계는 수소차"라면서도 "전기차와 수소차 중 하나를 선택해야 하는 문제가 아니라 당분간은 서로 공존하며 발전할 것"이라고 예상했다.
더욱이 친환경차는 결국 정부 시책과 맞물려 돌아가기 때문에 어떤 차종이 미래 대세가 될지 현재로썬 예단하기가 쉽지 않다. 이에 한국의 현대·기아차는 투트랙 전략을 구사하고 있다. 경쟁업체보다 기술 개발이 늦었지만 최근 아이오닉 등의 전기차를 선보이며 보폭을 넓히고 있다. 다만 장기적으로는 수소차 쪽이 더 경쟁력이 있다고 보고 수소차에 무게 중심을 두고 있다. 2005년 수소차 개발에 성공한 현대차는 기술 수준에서 세계 최선두권에 있는 것으로 평가받고 있다. 아직 시장이 여물지 않은 만큼 먼저 시장을 선점하면 주도권을 쥘 수 있다는 판단이 나온다.
지금은 정부 지원을 등에 업은 도요타에 1위 자리를 내줬다는 평가가 나오지만, 현대차는 지난 8월 한 번 충전에 580㎞를 달릴 수 있는 2세대 수소차를 내놓고 반전을 노리고 있다. 추운 날씨에 시동이 잘 걸리지 않는 기술적 난제도 해결했다. 현대차는 이 수소차를 내년 초 국내를 시작으로 세계 시장에 선보인다. 비록 콘셉트 모델이긴 하지만 도요타가 지난달 도쿄모터쇼에서 한 번 충전에 1000㎞를 달리는 수소차 모델을 내놓으면서 앞으로 양사의 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.
13일(현지시각) 독일 본에서 열린 ‘제2차 수소위원회 총회’에서는 현대차 양웅철 부회장이 공동 회장으로 선출돼기도 했다. 이날 발표된 맥킨지 분석에 따르면 2050년 수송 분야는 전체 수소에너지의 28%를 사용할 것으로 예상된다. 수소전기차가 전 차급으로 확대 되고 승용차 4억 대, 트럭 1500~2000만 대, 버스 500만 대가 도로를 달릴 것으로 예측됐다.
수소차의 본격적인 보급은 수소 충전소 같은 기반시설이 얼마나 빨리 갖춰질지에 달려 있다. 현재 국내에 설치된 수소 충전소는 10개로 수소차 대중화를 위해서는 턱없이 부족하다. 한국 정부는 2020년까지 수소 충전소를 100개로 늘린다는 계획이다. 일본은 2025년 1000기, 2030년 3000기의 수소충전소를 설치할 방침이다. 독일도 고속도로 90㎞마다 수소충전소를 설치하는 등의 지원에 나서고 있다.
김진우 한국투자증권 연구원은 "미국 및 독일 업체들도 수소차 개발에 동참하고 있어 업체들의 양산형 모델이 출시되는 시점인 2020년 이후 본격적인 수소차 경쟁이 시작될 전망"이라고 말했다.
손해용·김유경 기자 sohn.yong@joongang.co.kr