수소연료전지차

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1. 개요
2. 장점
3. 단점
4. 기술력 수준 및 현황
5. 구동 원리
6. 안전성
6.1. 수소탱크의 안전성
6.1.1. 폭발 가능성
6.1.2. 수소가스 누출 위험성
7. 공기정화기능
7.1. 공기정화 원리
7.2. 공기정화량(예시: 현대 넥쏘)
8. 미래전망
8.1. 전기차와의 미래 전망
8.2. 가격 전망
9. 정부 지원 방안
9.1. 국가별 지원 정책
9.2. 수소충전소 보급 적정량


1. 개요[편집]


수소연료전지차(FCEV)[1]수소자동차의 한 유형이다.

산소와 수소가 연료전지에서 화학반응하여 전력을 만들어, 전기모터에 동력을 공급한다. 수소연료전지차량은 자동차의 구동 과정에서는 물과 열만 방출하며 내연기관 차량 대비 오염물질 발생이 적으나, 수소를 생산 및 운반하고 저장하는 과정에 오염물질을 생성할 수 있다. 수소가 우주에 무한에 가깝게 널린 것은 사실이지만 우리가 지구에서 사용하는 수소는 생산을 위해 또 다른 에너지 투입이 필요한 물질임을 생각할 필요가 있다. 따라서 수소연료전지차는 ‘무공해’ 자동차라기 보다는 ‘저공해’ 자동차가 맞는 표현일 것이다.

수소를 저장하여 연료전지로 활용, 이를 이용해 발전한 전력으로 운행하는 방식이다. 이런 종류의 자동차는 보통 전기자동차라는 이름 대신 수소연료전지차 등의 이름으로 불린다. 수소 자체를 연소하는, 내연기관과 비슷한 수소자동차도 있지만 전기자동차로서의 범주 외의 내용이 궁금하다면 수소자동차 항목을 참고하기 바란다.

전기자동차의 가장 큰 문제점인 전원을 수소라는 고효율 연료를 사용함으로써 충전속도와 용량 2마리 토끼를 한번에 잡을 수 있는 몇 안되는 방법 중 하나로, 배터리와 더불어 전기자동차에 가장 적합한 전원 중 하나로 손꼽힌다. 그러나 수소 인프라의 보급이 너무 더딘데다 결정적으로 배터리 기반 차량 시장이 먼저 급속하게 성장하는 바람에 수익성을 따지는 기업들이 언제 팔릴지 모르는 수소자동차에 관심을 가지지 않는 상황이다. 사실 실용성이나 기술적인 면에서는 배터리 기반 전기차와 비교해도 꿇리지 않는 장점을 보이지만 그 이상으로 시장의 형성이 어렵다는 점이 수소자동차의 발목을 잡고 있으며, 인프라 구축의 어려움을 몸소 보여주고 있다. 또한 수소자동차의 많은 장점과 단점이 아직 대량 양산 된 차량을 통해 검증 되지 않아 실제로 대중화 되었을 때 뭐가 어떻게 바뀔지 모르므로 이 역시 상당히 아쉬운 점이다.


2. 장점[편집]


  • 수소만 충전하면 내연기관처럼 어디든지 제약 없이 돌아다닐 수 있다.

  • 수소라는 우수한 연료의 힘으로 초대형배터리라는 페널티를 최소화 할 수 있다. 게다가 연료전지의 발전 효율이 40~50% 정도로 꽤 우수한 편인데다 출력밀도도 현대의 내연기관 수준은 나와서 일상적인 수준에서는 충분한 성능을 내주고 있다. 그리고 지속적인 연구로 지금도 꾸준히 성능과 효율이 향상되고 있다.

  • 부피가 워낙 크다보니 저장할 수 있는 수소의 양 자체는 생각보다 적긴 하지만 지금 수준의 기술로도 초고압으로 압축하면 꽤 괜찮은 크기의 에너지를 들고 다닐 수 있다. 그래서 다른 방식들에 비해 항속거리 확보가 수월하고 다른 용도로 에너지를 활용할 여유가 있다. 현대 넥쏘가 저장할 수 있는 6.33kg의 수소는 총 898.23MJ의 에너지를 가지는데 이를 Wh로 환산하면 약 250kWh에 달한다. 배터리 기반 차량들이 배터리 용량 100kWh 찍느라 진땀을 뺀 것을 생각하면 상당한 용량이다. 그러나 수소의 열량에 비해서 배터리 방식과 의외로 항속거리 차이가 별로 안 나는데 이는 위에서 언급했다시피 연료전지의 동력변환 효율이 아직 4~50% 수준이라 열로 빠지는 에너지가 많기 때문이다. 다만 겨울에는 히터를 틀어도 배터리 소모량 차이가 거의 없다는 장점도 있다.

  • 수소 충전 시간이 매우 짧아서 그냥 천연가스 넣는 것과 큰 차이가 없다. 이는 상당한 장점으로, 기존의 화석연료 자동차를 타던 습관대로 차량을 타고 다니더라도 충전소만 제때 만나면 장거리 운행에도 별 불편함이 없다.

  • 동력체계의 경량화와 고효율화가 상대적으로 유리하다. 수소와 수소탱크의 중량이 무척 가볍기 때문이다. 차량의 경량화는 운동 성능과 더불어 여러모로 이점이 많으므로 대형 차량의 개발이 상대적으로 수월하다. 다만 수소탱크의 형태가 차량 내에 고밀도로 탑재하기 좋은 형태가 아닐뿐더러 전기자동차 같은 경우는 생각보다 차량 중량이 연비에 큰 차이를 불러오지는 않으므로 대량생산 된 제품이 나오기 전까지는 비교가 다소 어렵다.


3. 단점[편집]


  • 기존의 모터, 모터 드라이브로 구성된 전기차 체계에서 연료전지와 수소탱크가 추가된다. 연료를 전기로 변환할 연료전지가 있어야 하므로 이는 당연하지만 연료전지를 위한 에어필터나 연료공급라인 등이 추가 되며, 외기로부터 산소를 공급받아야 하기 때문에 외부 환경에 더 민감해지고 정비요소가 증가한다. 덤으로 현재 연료전지의 내구수명이 간신히 주행거리 20만km를 찍은 수준이라 고장빈도와 수리비용을 감안하면 아직 연료전지의 신뢰성이 좋은 편은 아니다. 내연기관만 해도 관리만 잘하면 엔진 고장 없이 40만km를 넘게 찍는 게 어렵지 않고 리튬 배터리조차도 용량 문제를 제외하면 사실상 반영구적이므로, 더 개선이 필요하다.[2]

  • 정비가 극히 까다롭고 전용 시설이 필요하다. 연료전지 스택 정비를 위해서는 남아있는 수소를 빼야하는데 공기보다 가볍기 때문에 따로 포집은 하지않고 대기로 날려보내지만 반응성이 높아 폭발의 위험성이 있어 미국의 경우 주위에 건물이 없는 야외의 특정 공간에서 수소를 빼도록 강제되고 있다.

  • 막대한 인프라 구축 비용과 안전한 보관, 운송 기술 개발이 필요하다. 수소 인프라 구축은 기존에 대체하거나 활용할 만한 인프라가 없기 때문에 아예 밑바닥부터 시작해야 하며, 수소 충전소는 설치 비용이 수십억에 달하고 위험성도 더 크다.[3] 그리고 이런 대량의 인프라가 필요한 연료 기반 체계는 항상 그렇듯이 인프라가 먼저 vs 시장성이 먼저로 닭과 계란 같은 난제가 생기기 때문에 국가 차원의 장기간의 인프라 구축과 지원을 필요로 하며 이 때문에 보급이 느려질 수밖에 없다. 인프라의 구축은 정부가 단지 충전소 같은 시설을 세금 퍼부어서 잔뜩 깔면 해결 되는게 아니다. 인프라의 설치와 관리가 사업성이 있을 만큼 신뢰성과 경제성이 있어야한다. 그렇게 구축된 수소 인프라를 중심으로 새로운 산업이 성장할 수 있는 것인데, 그렇지 않으면 국가가 손수 나서서 기존의 주유소들을 무리하게 박살내는 것 밖에 되지 않는다. 한마디로 수소 인프라 구축의 가장 큰 문제는 수소자동차도, 수소충전소도 돈이 안 된다는 점이다. 이건 생각보다 상당히 심각한 문제인 게, 수소 인프라를 민간 산업이 감당하지 못하면 결국 전부 정부가 운영해야 하기 때문이다. 이러면 세금으로 만든 수소 인프라가 새로운 일자리를 창출하기는커녕 더욱 세금만 퍼먹는 꼴이 되므로 국가적으로 매우 심각한 손실이 된다.

  • 40톤이 넘는 튜브 트레일러 1대가 고작 500kg의 수소를 운반할 수 있다. 이는 겨우 60대 정도의 수소 승용차에 공급하면 끝나는 양이다. 게다가 대부분의 교량이나 입체교차로 등은 총 중량 32톤 이상의 차량은 진입금지다.

  • 화석연료 수준의 가격 경쟁력과 생산성을 확보하기 위해서는 천연가스나 석유에서 수소를 추출해야 하는데 이 방법은 결국 이전과 똑같이 화석연료에 의존하게 된다는 문제가 있다. 이러면 소비자 입장에서는 차값도 비싼데 친환경성도, 충전비용도 메리트가 없기 때문에 굳이 수소차를 살 이유가 없다. 휘발유나 경유는 세금이 워낙 많이 붙이니까 그렇게 비싼 거지 세금 다 없애면 거의 반값으로 떨어지므로, 수소차를 탈 이유는 더더욱 없어진다. 전기도 모든 발전 과정이 항상 깨끗한 것은 아니지만 전기의 생산 수단은 수소보다는 다양하며, 공해 감소와 저렴한 단가를 동시에 가져갈 수 있다는 점을 감안하면 상당히 아쉬운 점이다.

  • 수소 가격이 휘발유나 경유 가격을 월등히 상회한다. 2019년 기준 300마일을 달리기 위한 수소 충전 가격은 미국 캘리포니아에서 $80 정도로 전기 충전은 물론 화석 연료보다도 훨씬 비싸다. 정부 및 제조사 보조금으로 실제 오너들이 부담하는 액수는 훨씬 낮지만 보조금을 지원한다는 의미 자체가 현재로서는 경쟁력이 없다는 것. 수소 충전 보조금 지원이 끝난 차량의 처리도 문제다. 중고차 아무도 안 산다 문제는 이 수소 가격이 앞으로도 저렴해질 가능성이 많지 않다는 점이다.

  • 수소연료전지 스택의 특성상 전력 생산에 깨끗한 공기가 필요하기에 일종의 달리는 공기 청정기 역할을 해준다. 차량에 따라 어느 만큼의 공기를 정화했는지 보여주기도 하는데 절대적인 효과는 미미하지만 미세 먼지 이슈와 엮여 보급과 지원에 나름 탄력을 받는 요소가 되고 있다. 문제는 그런 공기 청정 역할을 하기 위한 에어 필터는 아무도 원치 않는 개인의 돈으로 관리 해야 한다는 것이다. 에어 필터 자체가 물론 비싼건 아니지만 이럴거면 그냥 전기차에 필터를 붙이고 다녀도 상관 없는 일이다. 또한 필터가 미세먼지를 100% 걸러주지도 못하기에 미세먼지도 연료전지의 수명을 깎아먹는 요소 중 하나다.

  • 차내에 수소를 주입하는 시간은 빠른데, 주입을 위해 충전기기를 준비하는 시간이 길다. 지하수소탱크에서 충전기기에 일단 수소를 주입하고 그 수소로 차량에 주입을 하게 되는데, 충전기기에 수소를 채우는데 시간이 걸린다. 그 때문에 한 대에 주입하고 약 20분 후에나 다음 차량에 주입할 수 있는 상태가 된다. # 2020년 이후에 설치된 충전소는 대부분 충전기에 두 개 이상의 탱크를 연결해서 교대로 사용하는 방식으로 충전 대기 시간을 단축했지만 설비의 복잡함으로 인해 안그래도 비싼 건설비용 부담이 더 심해졌고 유지관리 비용도 증가해서 수소차의 최대 문제인 충전 인프라의 확장성에는 오히려 악영향을 줬다.

  • 차량의 수소탱크가 거의 비어있을 때만 주입이 가능하다. 몇 군데 있지도 않은 수소충전소를 보고 미리미리 충전해둬야지 하고 가봤자 수소탱크가 비어있지 않으면 충전 못 한다.

  • 충전소의 충전압 상태에 따라 풀 충전이 불가능한 경우도 있다. 2019년 상반기 현재 서울의 경우 상암에서는 풀 충전이 안 되고 양재에서는 가능한 듯.

  • 고성능 모델을 만들 수 없다. 수소 스택에서 전기를 만들어내는데 시간이 걸리기에 갑작스럽게 부하가 크게 걸리는 성능을 내는데는 구조적인 제약이 있다. 물론 배터리 용량을 전기차 수준으로 크게 늘리면 가능하지만... 그냥 전기차 사고말지

  • 수소 스택을 제외하면 전반적인 구성이 전기차와 동일하다. 즉, 전기차의 일부 약점을 고스란히 가지고 있는 셈이다.


4. 기술력 수준 및 현황[편집]


세계적으로 출시된 승용 수소연료전지차는 현대 투싼 FCEV(2013년, 2018년 단종), 현대 넥쏘(2018년)[4], 토요타 미라이(2014년), 혼다 클래리티(2016년, 2021년 단종)가 있다.[5] 또한 콘셉트 카이자 롤링랩 모델인 수소-전기 하이브리드 현대 N 비전 74가 있다. 2022년 현재, 전세계에서 일부 소량만을 공급하는 연구 용도나 기술과시 목적이 아닌 대량 양산에 성공하여 실질적으로 승용으로 구입할 수 있는 모델은 '넥쏘'와 '미라이'가 유일하며, 승용 시장에서는 앞으로 최소 수년간 현대자동차와 토요타의 양강구도가 유지될 가능성이 높다.

특히 수소연료전지차는 이하 서술된 원리와 같이 배터리전지차와 비교하자면 승용차보다 상용차에 유리하다 보니 자동차 제조사들의 시장 주목도와 개발 방향이 달라지는 중이다. 현대자동차는 '엑시언트 수소전기트럭', '일렉시티 FCEV', '유니버스 FCEV'를 판매하여 상용 수소연료전지차 양산판매 선두를 달리고 있으며 볼보트럭은 '상용 수소연료전지트럭 테스트모델'을, 니콜라는 '니콜라 트레 FCEV'를, 이베코는 'e데일리 수소전기차'를, 다임러 트럭은 '젠H2'를 각자 공개하여 출시를 준비중에 있다.

주요 승용 수소연료전지차 성능 비교
구분
현대 넥쏘
토요타 미라이
혼다 클래리티
최대 항속거리
(km)
609
(국내 인증 :
복합연비)
502
(미국 인증 :
복합연비)
589
(미국 인증 :
복합연비)
최고속도
177 km/h
175 km/h
164 km/h
가속성능
(0->100km/h)
9.2초
10.4초
11.8초
모터
최대토크(N·m)
395
335
300
  • 가속 성능은 현대차(연구소) 자체 평가 결과
  • 최대 항속거리는 도로상황, 운전방법, 차량적재, 정비상태, 외기온도 등에 따라 달라질 수 있음


5. 구동 원리[편집]


수소연료전지차는 수소저장 탱크 수소와 공기 중 산소의 전기화학반응을 통해 전기를 생성하고 생성된 전기로 모터를 돌려 동력을 발생시키는 원리다. 부산물로 물을 배출하며 전기모터 구동으로 소음이 적다.


6. 안전성[편집]


수소연료전치차는 국제적으로 안전성 인증을 받고 있다. 현대차 넥쏘의 경우 2018년 유로 NCAP ‘가장 안전한 SUV’에 선정되었으며, 미국의 비영리 자동차 안전연구기관인 고속도로안전보험협회(IIHS)가 실시한 측면 대차 충돌 테스트에서 모두 ‘GOOD’ 등급을 받았다.

충돌, 화재, 충격시에도 안전하게 설계 되었으며, 긴급한 상황에서는 스택에 수소 공급을 차단하고, 화재나 위험 인지 시 탱크에 있는 수소를 대기로 방출하는 안전장치를 갖추고 있다. 수소연료전지차는 국내외 인증기관[6] 으로부터 안정성 평가(14개 항목) 및 수소탱크 인증시험(15개 항목)을 통과하여 출시된다.
  • 차량 안정성 평가 (14개 항목): 후방·전방충돌·화재·고온·저온·고지 등 차량 단위 시험 통해 안정성 인증
  • 수소탱크 인증 시험 (15개 항목): 총기·기밀·낙하·가압·화재·고온 시험 등 인증시험 실시하여 안정성 인증

넥쏘의 경우 내압용기(수소 저장 탱크)를 포함한 수소연료전지차의 최적 설계를 통해 한국가스안전공사와 영국 교통부 지정 기관, 독일 기술 검사 협회 등 인증 기관으로부터 파열시험, 낙하충격시험, 화염시험, 내화학시험, 총격시험 등 14개 항목에 걸쳐 안전 인증을 받았다.


6.1. 수소탱크의 안전성[편집]


수소탱크는 고압에서도 잘 견딜 수 있도록 철보다 10배 높은 강도를 가진 탄소섬유 강화 플라스틱으로 제작되었고, 충격을 완화시켜 주는 장치와 화염에 오래 견디도록 특수 코팅을 적용하여 추가 안전성을 확보했다.(내부압력 최소 1,575기압 이상 버티도록 설계)

기본적으로 차량에 수소탱크가 설치된 상태에서 내연기관 차량과 동일한 조건으로 충돌시험을 진행하여 안전성을 검증했고, 추가적으로 총격시험, 화염시험, 극한온도 반복시험, 투과시험, 낙하시험 등 수소탱크에 대한 인증시험을 두루 실시 한다. 이를 통해 극한의 더위와 추위, 날카로운 물체에 의한 표면 손상, 높은 곳에서 낙하 충격 등 외부 이상 환경에서도 수소탱크는 안전함을 검증한다. (외부 이상 환경에서 875 가압 충전 실험 12,000회 진행)


6.1.1. 폭발 가능성[편집]


수소연료전지차의 연료로 사용되는 수소가스는 수소폭탄에 사용되는 중수소·삼중수소와는 반응 원리나 개념이 전혀 다르다. 수소연료전지차의 연료로 사용되는 수소는 우리가 흔히 말하는 ‘수소(1H)’ 로, 산소와 수소의 단순 화학 반응으로 작동하게 된다. 반면 수소폭탄에 사용되는 중수소(2H)·삼중수소(3H)는 자연상태에서 극소량(0.015% 이하)[7] 존재하며 1억 ℃ 이상의 온도조건에서 핵융합 반응을 일으켜야 폭발할 수 있다. 즉 수소연료와 수소폭탄은 아무런 관계도 없다.

힌덴부르크 참사를 보면 알 수 있듯이 수소 자체는 쉽게 불타는 원소이기에, 이런 화재를 우려하는 관점이 존재한다. 그러나 역설적으로 해당 사건에서 승객, 승무원 합계 97명 중 62명이 생존했다. 수소가 너무 잘 타서 금새 화재가 멎었기 때문. 게다가 수소는 가벼운지라 연료탱크가 파손되더라도 순식간에 하늘로 솟아오르며 불기둥 정도로 끝날 가능성도 높다. 화재진압이 어려운 2차전지와 비교하기도 한다.[8]

6.1.2. 수소가스 누출 위험성[편집]


수소탱크는 투과시험, 극한온도 반복시험 등을 통해서 가스 누출 평가 기준에 만족함을 인증 받았기 때문에 평상 시 수소가스 누출 위험성은 전혀 없다.

다만 강한 충돌로 수소가 유출될 경우, 안전모드가 작동하여 탱크 내에 있는 고압수소를 대기로 배출하고 스택공급라인은 차단된다. 배출된 수소는 급속히 공기 중으로 확산되는데 수소는 공기보다 14.5배 가벼워 순식간에 대기 중으로 비산되어 화재나 폭발위험을 피할 수 있다. (LPG보다 폭발 위험성 낮음)
평가 요소
가솔린
LPG
도시가스
수소
자연발화온도
4
3
2
1
연료 특성
4
3
2
1
불꽃 온도
4
2
1
3
연소 속도
1
2
3
4
상대적 위험도
(수소=1)
1.44
1.22
1.03
1
  • 출처: 연료별 상대적 위험도 (한국산업안전공단 MSDS, 미국화학공학회 DIPPR)


7. 공기정화기능[편집]



7.1. 공기정화 원리[편집]


수소연료전지차는 수소와 산소를 전기화학 반응시켜 전기를 얻어 움직이는 차량인데, 연료전지의 내구 성능 확보를 위해 공기중 먼지와 CO 등 화학물질을 제거한 후에 연료전지에 공급하게 된다. 이를 통해 공기중 먼지나 화학물질은 3단계 공기정화 시스템을 통해 정화된다. (초미세먼지의 99.9% 이상이 제거)
  • 먼지 및 화학물질을 포집 하는 공기필터에서 초미세먼지 97% 이상이 제거
  • 막 가습기(가습막을 통한 건조공기 가습)의 표면에서 초미세먼지가 추가로 제거
  • 연료전지 스택 내부 미세기공 구조의 탄소섬유 종이로 된 기체확산층에서 제거


7.2. 공기정화량(예시: 현대 넥쏘)[편집]


  • 넥쏘 1만 대 운행 시, 나무 60만 그루와 같은 수준의 탄소저감효과[9] & 디젤차 2만 대분의 미세먼지 정화[10] & 성인 약 4만 9천 명 필요한 공기 정화[11]


8. 미래전망[편집]



8.1. 전기차와의 미래 전망[편집]


파리기후변화 협정(2015) 이후 환경 규제 및 정책이 강화되고 있어 저공해자동차인 수소연료전지차와 전기차 시장은 지속적 성장할 것으로 전망된다. 수소연료전지차와 전기차는 미래 자동차 시장에서 현재 내연기관의 가솔린-디젤 기술과 유사하게 공존할 것으로 예상된다.

배터리 관련 기술에서 혁신적인 발전이 없는 이상, 배터리 전기차는 대형화, 장거리화하기 위해서는 비싸고 무거운 배터리의 양을 늘려야 하는 반면 수소연료전지차는 그저 수소탱크 용량을 늘리면 항속거리를 연장할 수 있다. 따라서 배터리 전기차는 단거리 운행과 승용차 개발에 유리하며, 수소연료전지차는 장거리 운행과 상용차 개발에 유리하다고 볼 수 있다.

즉 배터리 전기차는 현재의 가솔린 차량의 수요를, 수소연료전지차는 현재의 디젤 차량의 수요를 충족할 것으로 보이며, 내연기관도 가솔린 차량과 디젤 차량이 공존하듯 전기차 역시 수소연료전지차 기술과 전기차 기술은 서로 단점 보완이 가능하기 때문에 하나의 기술만 존재할 것이라는 단편적인 접근은 지양해야 한다. 국제에너지기구, 맥킨지, 블룸버그, 마켓앤마켓 등은 2030년 이후에도 수소연료전지차와 전기차는 공존하는 것으로 전망하고 있다.


8.2. 가격 전망[편집]


수소연료전지차의 가격이 동급 내연기관 및 전기차에 비해 고가인 이유는 연료전지스택 등 핵심부품의 가격이 비싸기 때문. 수소연료전지차 가격 하락을 유도하기 위해 정부는 기술개발 지원 확대를 통해 핵심부품 국산화율 100% 달성을 추진하고 있다. 아울러 연간 생산능력 확충을 통해 규모의 경제에 따른 생산 원가 하락이 이루어진다면 가격경쟁력 확보가 가능하다고 판단된다.
  • ’19년 현재 정부보조금 + 지자체보조금 + 세제혜택 반영 時 3천만원 중반에 구매 가능
파일:수소전기차가격전망.png
파일:수소전기차가격전망2.png


9. 정부 지원 방안[편집]


한국 정부는 수소연료전지차 규제혁신 추진 계획을 발표하고 추진 중에 있으며, 규제 샌드박스 1호로 국회 수소충전소 설치를 허용하고 지역단위 규제자유특구 제도[12]를 시행하는 등 정책 지원 중에 있다. 또한 수소충전소 설치 기준 완화(준주거 /상업지역 내 설치 허용, 설치 이격거리 완화 등), 셀프충전 허용, 수소 운송 트레일러 용기압력 제한 완화, 수소연료전지차 부품 인증기준 개선 등 다방면에 걸친 규제 해소 노력을 기울이고 있다.[13]


9.1. 국가별 지원 정책[편집]


글로벌 자동차 최대시장인 중국, 미국, 유럽, 일본 등 주요 국가에서 수소연료전지차 로드맵을 발표하고 보급 진행 중이며, 차량 보조금 및 세제, 인프라 구축비용, 운영비 등을 지원한다.

구분
정책 추진 현황
지원 정책
일본
* 아베 정부 수소기본전략 발표 (2017년)
-'30년 누적 수소연료전지차 80만대/충전소 900기
* 민간 합작 투자회사(JHyM) 설립
* 최첨단 기술 확보 및 글로벌 선행 지향
* 수소충전소 구축/운영비 보조
- (중앙) 설치비의 50%지원(1.8억~2.8억엔)
-운영비: 최대 100만엔/년·기
* 수소연료전지차 구매보조 : 승용 기준
- (중앙) 202만엔 + (지방) 101만엔
* 취득세/중량세 면제, 자동차세 75% 감면
미국
* 캘리포니아주 중심 수소연료전지차 보급 추진
-'30년 누적 수소연료전지차 100만대/충전소 1,000기
* 민관협의체(CaFCP)설립
* AB8(2013년) 법안 통한 법/지원체제 완비
* 수소충전소 구축비용 보조
* 수소연료전지차 구매 보조 : 캘리포니아주 $ 5,000
독일
* 연방정부 산하기관(NOW) 통한 정책 추진
-'30년 누적 수소연료전지차 180만대/충전소 1,000기
* 민간 합작 투자회사(H2Mobility) 설립
* 수전해 수소 생산 및 가스그리드 프로젝트 추진
* 수소충전소 구축비용
* 수소 전기차 구매 보조
중국
* 중앙정부 차원에서 정책적 수소연료전지차 육성
-'30년 누적 수소연료전지차 100만대/충전소 1,000기
* 지방정부별로 지원정책 별도 추진
* 지역별 성숙단계 거쳐 '30년 성장단계 진입
* 수소충전소 구축비용
* 수소연료전지차 구매 보조
- 중앙 : 20만RMB(승용), 50만RMB(상용)
* 구매세/차선세 면제, 번호판 규제 완화


9.2. 수소충전소 보급 적정량[편집]


대한민국 기준으로 LPG 충전소 사례를 참고하면, LPG 차량이 200만대 보급되었을 경우 충전소는 2,000여개소 설치되었다(1,037대/개소). 수소연료전지차의 보급이 활성화되어 290만대 정도 보급되었을 경우 수소충전소는 2,000여개소 이상 있어야 할 것으로 예상된다.[14]

구분
차량
충전소/주유소
개소당 차량
LPG
2,019,341대
1,948개소
('19.3월 기준)
1,037대/개소
휘발유/경유
20,963,917대
11,553개소
('18.12월 기준)
1,814대/개소

각 국가별 수소충전소 보급 로드맵
구분(누적)
'20년
'22년
'25년
'30년
일본
40,000대/160개소
(250대/개소)

20만대/320개소
(625대/개소)
80만대/900개소
(889대/개소)
한국
10,000대/130개소
(77대/개소)
67만대/310개소
(216대/개소)


중국
5,000대/100개소
(50대/개소)

50,000대/300개소
(167대/개소)
100만대/1,000개소
(1,000대/개소)
[1] Fuel Cell Electric Vehicle, 직역하면 연료전지자동차라는 뜻이다.[2] 리튬배터리는 충방전이 반복될수록 용량이 떨어지는 문제가 있지만 실제 사용 환경에서는 용량에 큰 하자가 없어 양산된 제품으로 내구성이 검증되었다.[3] 기존의 LPG 충전소를 수소 충전소로 전환하는 것이 가능하다고 하는데 이는 신규 부지 확보와 일부 기존 시설 활용으로 설치 비용을 줄이는 것이기 때문에 = 기존의 LPG 충전소를 없애야 하므로 수소자동차의 시장성이 보장되지 않으면 기업 단위에서 하기에는 부담이 크다.[4] 현대자동차 수소연료전지차는 ‘세계 10대 엔진’에 2014년에 최초로 선정 및 2019년에 두 번째로 선정되었다.[5] 승용 수소연료전지차 중 벤츠 GLC F-CELL은 개발이 완료되었으나 상용 판매에 앞서 생산을 중단하였으며, 출시 예정인 승용 수소연료전지차 BMW iX5 Hydrogen(2022년 하반기 출시 예정)은 시연 및 연구 목적으로만 소량 생산할 예정이다.[6] 국토교통안전공단, 영국 교통부 차량인증국(VCA), 독일 기술 검사 협회(TUV) 등[7] 자연에 존재하는 수소 중 보통의 수소(1H)가 99.983% 를 차지하고 중·삼중수소(2H·3H)는 0.015%를 차지[8] 2차전지가 타오르기 시작하면 자동차를 통째로 물속에 던져도 진화가 어려우니 수소가 더 위험하다고 할 수는 없다.[9] 중형 SUV 1대 연간 CO2 배출량 2.2톤, 나무 1그루 연간 이산화탄소 흡수량 약 35kg[10] 넥쏘 1km 주행 시 20mg 미세먼지 저감, 디젤 중형 승용차 1km 주행 시 10mg 미세먼지 발생[11] 0.55kg, 넥쏘 1대 1시간 운행 시 공기 정화량: 26.9kg (성인 48.9명 소비량[12] 규제자유특구 제도 : 지역산업 육성 위해 지역단위 규제샌드박스 도입 (예시 : 울산 수소산업, 세종 자율주행실증)[13] 대한민국 정부, 수소연료전지차/충전소 규제완화 계획 발표 : 국무총리 국정현안점검조정회의(2018/11/15)[14] 다만 이는 LPG 충전소와 유사함을 전제로 하는데, 수소충전의 경우 충전시간이 적어도 3~5분으로 길고, 충전단자가 충전소당 1개가 있음을 고려하면 이상의 수치로도 부족할 수는 있다. 요컨대 충전시간의 단축, 충전소당 단자의 추가가 가능하도록 기술 개발이 이루어져야 한다.

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