[전기 vs 수소] 소비자용 모빌리티는 전기・산업용은 수소

제45회 비엔나 모터 심포지엄

청정에너지로 이행기 길어질수록 내연기관차 폐지 늦어질 것
화석연료 업계의 지연 전략 불구 글로벌 車 업계의 선택은 EV

 

글로벌 석유업계가 내연기관차를 대안적 탄소중립 목표 달성을 위한 해법으로 제시하며 화석연료 시대의 마감을 가급적 늦추는데 안간힘을 쏟고 있다. 

올해 45회째를 맞은 비엔나 국제 자동차 심포지엄(4월 24~26일 오스트리아 비엔나 호프부르크 콘퍼런스 센터)에 참여한 다국적 글로벌 석유기업 대표 기조 연설자들과 자동차 심포지엄 발표자들은 들은 기존 내연기관차의 파워트레인 교체 만으로 수소 연료나 하이브리드로 구동될 수 있으며, 따라서 내연기관차는 에너지 이행기 동안 탄소 중립 목표 달성에 기여하는 탄소 제로 시대의 동반자임을 강조했다.

그러나 석유업계의 그 같은 노력에도 불구하고 여전히 전 세계 자동차 제조업계의 핵심 인사들은 소비자용 승용차는 전기 구동식(e-모빌리티)이 환경 보호를 위한 가장 합리적인 대안이라는 데 의견을 같이했다.

다만 미래 e-모빌리티 시대로의 확고한 이행을 위해서 유럽 자동차 업계가 풀어야 할 현단계 가장 큰 과제는 EV 용 배터리 제조에 필수적인 원자재의 안정적 공급망 확보와 잦은 재충전 없이도 장거리 주행이 가능한 EV 배터리 기술 혁신이다.

오스트리아 그라츠 대학 연구팀이 개발한 도심용 거리 바닥 설치식 EV 고속 충전 패널

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중대형 농・산업용 트럭용 연료는 수소 퓨얼셀이 해법

이론적으로, 대기 중 이산화탄소 배출량이 많은 중대형급 운반용 트럭을 전기 구동 방식으로 전환하는 것은 탄소 중립 정책 실현에 결정적으로 기여할 수 있다. 

중대형 트럭은 교통 관련 온실가스 배출 주범 가운데 하나다. 가령, 중대형 운반용 트럭이 교통수단 전체에서 배출되는 총 이산화탄소 지구 온실가스(MtCO2e)’량의 25%를 차지한다(자료: 미국 환경보호국, 2022년 기준). 트럭 제조업계는 그 같은 가정 하에 그동안 장거리 주행이 가능한 전기 충전식 배터리 장착 중대형 트럭 개발에 주력해왔다.

 

특히 농경 및 건설용 내구성 강한 중장비 트럭의 전기 구동화는 아직도 실용화 단계는 아니다. 무거운 탑재량에 따른 하중 부담을 덜어주고 장거리 전력 공급력을 갖춘 배터리의 개발에 어려움을 겪고 있는 것이다. 그에 대한 친환경적 대안으로써 업계에서 내연기관 엔진 방식의 장거리 중장거리 화물 운송용 트럭 및 산업용 중장비 트럭에 수소 연료를 활용하는 기술이 거론된 이유였다.

문제는 내연기관차는 내연기관 엔진에 순수도가 낮은 수소 연료 파워트레인으로 손쉽게 전환이 가능하나 수소연료전지 즉, 수소퓨얼셀은 출력이 우수하고 주행거리가 긴 반면 현 단계 기술력으로 제조가는 매우 비싸는 것이 단점이다.

유럽은 2021년부터 녹색 수소 펀드(Green Hydrogen Fund)를 설립해 청정 수소 연료 관련 연구를 위한 대대적인 재정 지원을 추진 중이다. 예컨대, 2023년 11월에 우르줄라 폰데어라이엔 EU 집행위원회 위원장은 수소 산업 진흥을 위해 2024년 봄철 분기 지출을 위한 예산 22억 유로(우리 돈 약 3조 2,000억 원)을 할당할 것이라고 발표했다.

 

또 이제까지 수소 연료를 사용하는 내연기관차에서 배출되는 배기가스는 환경에 무해한 것으로 알려져 왔으나, 최근 오스트리아 그라츠 기술대의 미하엘 후버 교수의 연구팀의 연구실 실험 결과 운전자가 브레이크를 밟을 때마다 발생하는 진분이 심각한 대기오염의 원인인 것으로 드러나 EU의 ‚Euro  7‘ 자동차 배기가스 및 연비 규제법안 상 문제점으로 떠올라 수소차가 해결해야 할 또 다른 기술적 과제가 추가됐다.

 

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신재생 에너지로부터 수소 추출하는 ‚마이너스 CO2’ a-퓨얼(aFuel)이란?

대기 중 이산화탄소량을 감축시키고 수집한 이산화탄소를 재활용하는 이른바 CO2 포집 기술은 여전히 걸음마 단계에 머물러 있지만 당장 실현가능한 희망적 신재생 에너지 생산 기술도 있다.

그러나 오스트리아의 하이브리드 파워트레인 솔루션 기업 오브리스트 파워트레인(Obrist Powertrain)이 개발한 aFuel®은 대기로부터 직접 포집・정화・저장한 CO2와 수소를 반응시켜 e메탄올 연료를 생성시키는 기술이다.

 

이 공정에서 분리 저장된 고형 CO2는 공업용으로 활용된다. 이 기술은 태양광이 강하고 물이 부족한 지구의 태양 조대(solar belt) 지역에서 신재생 메탄올 연료 생산을 하는데 적합한 기술일 뿐만 아니라 실무 기술 투입 준비도가 높아 상용화에 용이하다고 업체는 주장한다.

 

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오스트리아 현지 독일어 학원 & 유학 컨설턴트