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[수소차 오해와 진실] ①수소 충전소 설치비, 주유소의 10배?핵심 부품 개발·인프라 산업 육성에 힘써야

현대자동차가 17일 내년 초 친환경자동차인 '수소차'를 본격 시판한다고 선언했다. 예정대로된다면 세계에서 처음이다. 세계 완성차업계는 현재 전기차를 주축으로 친환경차 전쟁이 뜨겁다. 현대차는 10여년전부터 수소차 개발에 열을 올려왔다. 배기가스가 전혀없고 화석에너지인 배터리 사용량이 전기차에 비해 현격히 낮은 수소차가 진정한 미래 친환경차로 급부상할 것으로 예측한 것이다. 수소차가 상용화되기 위해선 충전인프라 구축이 급선무다. 해외시장 진출을 위해서도 마찬가지다. 해외 현지에 수소 충전소가 충분히 마련됐을 때 수출도 가능하다. 안전성에 대한 검증도 필수다. 현대차의 수소차에 붙은 세계 최초라는 수식어가 오히려 현대차에게 부담스런 이유다. 전문가들은 수소차 성공을 위해 충전 인프라를 구축하기 위한 ▲범국가적 지원 ▲지속적인 기술개발 ▲위험성 논란 불식 등 선결과제를 제시하고 있다. 차세대 친환경자동차인 수소차에 관한 오해와 진실에 대해 파헤쳐 봤다. [편집자주]      

   
서울 상암동 월드컵공원 수소스테이션 전경. ▲ 출처:뉴시스


수소 충전소를 구축하는 데 들어가는 설치 비용은 일반 주유소의 10배가 넘는다. 하지만 수소 충전소 핵심 부품 개발과 인프라 확충에 따른 상업화시 건설비용을 빠르게 줄일 수 있다.

수소전기차(이하 수소차)는 가장 친환경적이면서도 미래의 자동차로 주목을 받는다. 그러나 충전 인프라 문제와 가격부담에 늘 발목을 잡힌다. 이중 충전 인프라 문제는 에너지원을 공급하는 차원에서 가장 근본적으로 해결해야 하는 문제다.

현재 우리나라에는 서울 2곳을 포함함 수도권 지역에 총 7개 등 전국에 10개의 수소 충전소가 있다. 수소차의 판매량이 부진한 까닭에 수소 충전소가 부족하다고 볼 수 있다. 하지만 일반 주유소 건설비용이 약 1억~2억원 소요되는 데 비해 수소 충전소 구축비용은 약 30억원 정도로 약 15배 이상의 자금이 필요하다. 입지와 규모에 따라 건설비용이 더 늘어날 수도 있다. 지난 2015년 서울시가 건설한 서울 상암동 수소충전소 건설비용은 62억원이 들었다. 이 시설의 연간 유지비용은 2억원에 달한다.  

   
▲ 국내 수소 충전소 현황 [출처:삼정KPMG]

정부는 수소 충전소 건설시 15억원을 지원한다는 계획을 갖고 있으나 이를 고려해도 수소 충전소 구축비용은 부담이다. 문제는 수소 충전소가 구축 되도 수소차가 많지 않아 민간 기업이 선뜻 수소 충전소 사업에 뛰어들기 어렵다는 것이다.

이는 마치 ‘닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐’처럼 반복되는 문제다. 그러나 선결과제는 수소 충전 인프라를 충분히 마련하는 것이라는데 이견은 없다.   

한편, ‘한국 수소 충전소 건설의 경제성 분석’(강병우, 김태현, 이택홍) 논문에 따르면 같은 실증 단계에서 수소 충전소의 건설 단가는 한국이 미국의 단가보다 14% 높으며 기술격차는 시간적으로 5년 정도의 차이가 난다.

   
▲ 수소 충전소 단가 예측 [출처:한국수소 및 신에너지학회 논문집, ‘한국 수소 충전소 건설의 경제성 분석’(강병우, 김태현, 이택홍)]

논문은 한국이 미국보다 수소 충전소 건설 단가 경쟁력이 약한 이유로 CSD(기체압축장치·저장탱크·배출기,Compressor, Storage Tank, Dispenser) 등 수소 충전소의 핵심부품을 전량 해외에서 수입하기 때문인 것으로 분석했다. 전체 수소 충전소 건설비용에서 CSD가 차지하는 비중은 약 60% 이상이다.

또 다른 이유로는 인프라 관련 산업이 미국 대비 성장하지 못하다는 점을 지목했다. 수소 인프라 관련 산업은 실증 단계에서 상업화 단계로 접어들 때 큰 폭의 건설단가 하락이 나타나게 된다. 현재 미국은 초기 상업화 단계인 반면 한국은 실증단계로 미국 수소 충전소 설치 단가의 경쟁력이 높다는 것이다.

따라서 수소 충전소 인프라를 확대하기 위해서는 CSD 등 수소 충전소 핵심 부품의 국산화 비율을 높여야 한다고 논문은 지적하고 있다. 물론 저가형 CSD 제품들을 사용해 가격 하락을 유도할 수 있지만 절대적인 안정성과 신뢰성이 담보돼야 하므로 현재는 검증된 해외 수입 제품을 사용하고 있다.

또 수소 인프라 관련 산업 전반이 성장할 수 있도록 중장기적 정책적 지원의 필요성도 언급했다.

논문은 H2A(Hydrogen Analysis, 수소 충전소 경제성 예측 모델)과 비교해 한국의 GH2(압축수소운송방식), EL(물전기분해방식)의 수소 충전소 건설 단가의 변화를 예측했다.

H2A 모델에서는 실증 단계에서 공급용량 100 kg/day의 GH2 충전소의 건설단가를 100%로 했을 때 초기 상업화 단계에서는 56%의 비용 하락이 있을 것으로 예측됐다. 초기 상업화 단계에서 공급용량 400kg/day와 1000 kg/day 일 경우에는 각각 21%와 17%까지 비용이 하락할 것으로 추정됐다.

H2A 모델에서 예측한 수소 충전소의 종류와 공급용량 연차에 따른 각각의 감소 비율은 2014년에 공급용량 100 kg/day의 GH2 수소 충전소의 건설단가 2만8077달러는 실제 국내 건설 회사 견적의 평균값이다.

2014년의 국내 건설 환경을 실증 단계로 가정하고 이 평균 건설 단가를 대입한 후 H2A모델에서 제시하는 연차별 건설비용의 감소 비율을 적용했다. 이를 통해 국내 수소 인프라 성숙에 따른 건설비용의 동향을 예측하였다. 그 결과, 공급용량 1일 100 kg의 GH2 충전소 일 때 2020년에는1만5811 달러로 비용이 감소할 것으로 예측했으며 공급용량 1일 400 kg과 1일 1000 kg일 경우, 각각 5810달러, 4637달러로 하락할 것으로 전망했다.

수소 충전소 인프라를 확대하기 위해서는 분명 많이 비용이 소요된다. 그러나 이보다 중요한 것은 수소 충전소 건설의 핵심 부품 개발과 인프라 산업에 대한 체계적인 발전이 필요하다는 것이다.

이성규 기자  |  dark1053@econovill.com  |  승인 2017.08.18  16:30:07
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이미 10배가 넘어 경제성도 떨어지고, 인프라가 구축된다 하더라도 궁극적으로 어떤 이득이 있을까요? 수소는 대부분 화석연료에서 생산되는 것이 현실이고, 수송이나 저장에 많은 에너지가 소요되며 누출된 수소는 오존층을 파괴합니다.

(2017-08-19 02:22:50)
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