자동차 대기업들이 연료전지 승용차 개발을 계획하는 이유는 무엇일까요?

현재 어떤 자동차 회사와 시장 참여자들이 연료전지 승용차 개발에 조용히 매진하고 있을까요? 오랜 기간 개발되어 온 연료전지 승용차의 판매량이 왜 개선되지 않고 있을까요? 이러한 난관을 극복할 열쇠는 무엇일까요?

수소 연료 자동차는 새로운 가능성을 제시합니다. 전기차 경쟁이 점점 치열해지는 가운데, 수소 연료 자동차는 차세대 신에너지 자동차 기술의 길을 열어줄 뿐만 아니라 동종 업계 경쟁에도 새로운 지평을 열어줄 것으로 기대됩니다. 이러한 배경에서 BMW, BYD, 테슬라, 포르쉐, GAC, 하이마, 포톤, SAIC, 그레이트월 등 많은 자동차 제조사들이 수소 자동차 개발에 박차를 가하고 있습니다.

BMW 그룹은 9월 5일, 2028년 첫 양산형 수소 연료전지차(FCEV)를 시장에 출시할 계획이라고 발표했습니다. 이틀 전, BMW 그룹과 도요타 자동차는 연료전지 기술 분야의 포괄적 협력에 관한 양해각서(MOU)를 체결했습니다. BMW는 양사 협력의 결과물을 바탕으로 브랜드 특색을 살린 연료전지차 제품을 출시할 예정이며, 더불어 협력을 통해 연료전지 기술의 전반적인 비용을 효과적으로 절감하여 수소 연료전지차의 시장 보급을 촉진할 계획입니다.

BMW가 2028년에 수소 연료전지차를 양산하겠다고 발표한 소식은 수소 연료전지차 업계에 큰 흥분을 불러일으켰습니다. 도요타와 현대에 이어 또 다른 해외 자동차 제조업체가 수소차 진영에 합류하면서 국내 자동차 업계의 자신감을 어느 정도 높여주었기 때문입니다.

사실, 수소 자동차의 양산 일정을 공식적으로 발표한 회사는 BMW뿐만이 아닙니다. 많은 자동차 회사들이 명시적으로든 암묵적으로든 연료 전지 자동차에 대한 계획을 세워왔습니다.

올해 8월, BYD는 "차량 탑재형 수소 저장 장치 및 차량" 관련 특허를 공식 공개했습니다. 관련 통계에 따르면, BYD는 2007년부터 수소 관련 기술 축적에 적극적으로 참여해 왔으며, 다수의 특허를 출원 및 취득했습니다. 현재 BYD는 60건 이상의 수소 관련 특허를 보유하고 있으며, 그중 50건 이상이 수소 자동차 관련 특허입니다.

판매 순위에서 압도적인 우위를 차지하는 전기차 업계의 거물 BYD가 수소차 관련 특허 개발을 지속하고 있는 것을 보면, 수소 연료전지차에 대해 완전히 비관적이라고는 할 수 없겠죠? 아직 실제 시제품은 출시되지 않았지만, BYD가 언젠가 깜짝 수소차 발표회를 열지도 모르니 놀라지 마세요.

BYD만 연료전지차에 관심을 기울이는 것은 아니며, BYD의 경쟁사인 테슬라 역시 수소차 개발에 대한 입장을 바꿨습니다.

외신 보도에 따르면, 테슬라 창립자 일론 머스크는 테슬라가 전기차에서 수소차로 전환할 것이라고 분명히 밝혔습니다. 테슬라의 첫 수소차인 모델 H는 첨단 수소 기술을 적용하여 에너지 밀도가 높고 주행 거리가 더 길 것입니다.

머스크는 과거 언론을 통해 아키오 토요다 테슬라 회장과 수소 연료전지차의 단점을 강하게 비판하며 설전을 벌인 바 있다. 그러나 이제 그는 점차 편견을 버리고 수소차의 미래를 긍정적으로 바라보고 있다. 비록 테슬라가 당장 수소차 개발에 실질적인 움직임을 보이지는 않았지만, 창업자의 이러한 시각 변화는 수소차의 미래 발전 가능성을 어느 정도 보여주는 것이기도 하다.

또 다른 고급 자동차 브랜드인 포르쉐도 수소 연료전지차 개발을 조용히 추진하고 있습니다. 올해 1월, 외신은 독일 특허상표청에서 발견된 새로운 문서를 통해 포르쉐가 수소 연료전지차 생산을 검토 중이라는 사실을 보도했습니다. 현재로서는 자세한 내용은 알려지지 않았지만, 공개된 정보에 따르면 이 차량은 최고급 럭셔리 모델이 될 것으로 예상됩니다.

중국에서 수소 연료전지 승용차 개발 계획을 발표한 자동차 회사들 중 SAIC, GAC, 하이마, 창안 등 많은 회사들이 실질적인 조치를 취했습니다. 일부 회사는 관련 수소 모델을 출시하고 사업 모델 구현을 모색하기 시작했습니다.

예를 들어, 2022년 창안자동차는 신에너지 브랜드인 딥 블루 SL03을 출시했는데, 이 차량에는 수소 연료 전지 모델이 탑재되었습니다. 이 차량은 연료 전지를 동력으로 사용하며 최대 700km 이상의 주행 거리를 자랑합니다.

2013년부터 수소 연료전지 자동차 연구 개발에 투자해 온 하이마 자동차는 2019년 1월 2세대 수소 연료전지 자동차 7X-H를 출시했습니다. 여러 차례의 업그레이드를 거쳐 올해 7월, 하이마 수소 연료전지 자동차 7X-H의 첫 번째 시범 운행 차량이 6,500km 이상을 안전하게 주행했습니다.

2023년 11월, GAC의 플래그십 수소 전기 콘셉트카인 ERA Zhijing이 전 세계에 공개되었습니다. 이 차량은 GAC의 최신 멀티 에너지 플랫폼 아키텍처를 기반으로 수소 연료 전지와 전후방 분산형 모터를 탑재하여 540마력의 출력, 800km 이상의 장거리 주행, 그리고 배출가스 제로를 달성했습니다.

올해 4월, SAIC 로위는 세계 최초의 수소 연료 장거리 주행 차량인 로위 iMAX8 수소 연료 장거리 주행 하이브리드 MPV를 제18회 베이징 국제 모터쇼에 선보였습니다. 이 모델은 JEH 테크놀로지가 승용차(특히 EREV 모델)용으로 개발한 최신 저전력 연료 전지 시스템을 탑재했으며, 이는 승용차용 수소-전기 하이브리드 기술 개발의 일환입니다.

지난 6월 개최된 제6회 가오공 수소·전력산업컨퍼런스에서 많은 업계 관계자들은 신에너지 승용차 시장과 비교했을 때 신에너지 상용차 시장 규모가 상대적으로 작다고 평가했습니다. 수소연료전지차가 대규모로 보급되려면 승용차 분야를 적극적으로 확장해야 한다는 것입니다.

실제로 중국에서는 상용차에 비해 수소 연료 전지 승용차의 발전 속도가 상대적으로 느리고, 비용 및 인프라 지원과 같은 여러 요인으로 인해 시장 규모를 형성하기 어렵습니다.

"수소 충전 인프라 구축이 상대적으로 미흡하고 수소 생산 및 운송 비용이 높아 수소 에너지는 승용차 분야에서 순수 전기차에 비해 뚜렷한 경쟁력이 없습니다." 한 업계 관계자는 수소 연료전지의 성능과 수명은 승용차의 요구 사항을 기본적으로 충족하지만, 여러 차례의 비용 절감에도 불구하고 연료전지 및 보조 부품, 수소 저장 시스템의 가격이 여전히 다소 높아 내연기관 차량이나 전기차와 직접 경쟁하기 어렵다고 말했다.

차량 가격 절감보다 더 중요한 것은 수소 충전소 지원, 수소 충전의 경제성 및 편의성인데, 이는 오랜 시간과 노력이 필요한 과제입니다. 수소 충전소 보급률이 낮고 충전소 운영이 수익성이 없다는 객관적인 현실을 고려할 때, 현재의 수소 연료전지 차량은 언제든 충전할 수 있는 자가용 차량에 대한 수요를 충족시키기에 역부족입니다.

주목해야 할 점은 연료전지 자동차 시장의 대규모 돌파구가 상용차가 아닌 승용차에 있을 수 있다는 것입니다. 상용차와 승용차는 규모와 보급률 면에서 비교할 수 없습니다. 현재 많은 사람들이 연료전지 자동차와 전기차를 비교하며 두 차종 간의 경쟁 구도를 강조하지만, 굳이 그렇게 대립시킬 필요는 없습니다.

초기에 연료전지는 승용차용으로 개발되었습니다. 높은 에너지 밀도, 우수한 저온 성능, 빠른 응답 속도, 안전성 및 환경 친화성 덕분에 승용차에 매우 유용하게 사용될 수 있습니다. 전력용 리튬 배터리와 비교해도 연료전지는 장거리 주행, 저온 성능 및 에너지 충전 효율 면에서 뚜렷한 우위를 보입니다. 따라서 연료전지 자동차는 순수 전기차의 장거리 주행이라는 장점을 포기하고 전력망이 미개발된 지역, 장거리 운송, 또는 북극과 같은 저온 지역에서 활용도를 입증하거나, 나아가 이러한 분야를 선도적으로 개척할 수도 있습니다.

물론 승용차는 수소 자동차 시장의 대규모 발전을 촉진하는 데 매우 중요한 역할을 하지만, 그렇다고 해서 현재 정부가 상용차 보급을 위해 지원하는 정책이 무의미한 것은 아닙니다. 정부 보조금을 받은 전기 자동차는 운전이 가장 쉬운 버스부터 시작되었고, 수소 연료 전지 자동차 역시 수소 버스나 청소차와 같은 상용차 구매를 장려하는 정부 정책의 혜택을 받았습니다. 다행히 지난 2년간 정부 개입이 줄어들면서 시장 지향적인 수소 대형 트럭이 점차 수소 자동차 시범 운행의 주력 차량으로 자리 잡았습니다. 운행 중인 수소 대형 트럭의 증가는 수소 에너지 인프라 구축을 촉진할 것이며, 이러한 사업 모델의 성공은 수소 연료 전지 승용차에도 참고할 만한 사례를 제공할 것입니다.

정부가 수소 충전소와 같은 지원 인프라 구축을 위한 "무대를 마련하고 실행"하고, 자동차 제조업체들이 연료전지 자동차의 핵심 기술에 더 많은 관심을 기울이고 투자한다면, 연료전지 산업 사슬은 비용 절감과 혁신을 더욱 가속화할 수 있을 것입니다. 그렇게 되면 연료전지 승용차의 산업화 과정이 더욱 빨라지고, 결국 시장 돌파구가 마련될 것이라고 생각합니다.