3세대수소연료전지시스템 내구성강화 50%인하
모빌리티·에너지 솔루션분야 연료전지영역 확대
신개념 모빌리티 트레일러드론 세계 최초의 공개
고성능수소전기차, 이동형수소충전소 제품 선봬
현대차그룹이 하이드로젠 웨이브에서 발표한 ‘수소비전 2040’에는 산업용 수소에너지화를 바탕으로 ‘누구나, 모든 것에, 어디에나 필요한 사회 전반에서 획기적 변화를 일으키겠다는 의미가 담겨있다.
2028년까지 글로벌 자동차 업계 최초로 출시된 모델을 포함한 모든 상용차 라인업에 수소연료전지를 적용하고 대형 트럭과 버스 등 모든 상용차 신모델을 수소전기차와 전기차 전환을 통해 배출가스가 아예 나오지 않는 수소·전기 상용차 대중화를 뿌리내릴 방침이다.
앞으로 한국의 대중교통과 물류시스템에 우선 적으로 적용되는 수소연료전지 탑재 상용차들은 다른 국가들에게는 한국 친환경 모빌리티 생태계의 본보기가 될 뿐 아니라 2030년 내수 상용차 시장에서만 연간 20만 톤 이상의 수소 수요가 창출될 것으로 전망과 함께 수소연료전지 상용차를 앞세워 유럽국가 중대형 상용차 시장에 연 40만 대를 공급하는 등 본격적인 글로벌 진출을 가속화 할 계획이다.
또한 2030년 전 세계 700만대로 전망되는 소형상용차 시장 공략에는 전장 5~7m 수준의 수소연료전지 PBV(목적기반 모빌리티)를 개발과 더불어 향후 자율주행과 로보틱스까지 상용차 부문 결합을 통한 사업 역량을 굳건하게 다지고 있다.
통상적으로 승용차대비 평균 운행 거리와 운행 시간이 훨씬 긴 상용차 특성 상 차량당 배출하는 탄소량도 상대적으로 많기 때문에 상용차 연료전지의 우선 탑재 의미는 배출가스를 대폭 줄이는 동시에 범지구적인 환경보호에 기여할 수 있기 때문이다.
또 하나는 하이드로젠 웨이브 발표행사에서 소개된 미래 장거리 물류를 위한 현대차그룹의 무인 운송 시스템 콘셉트 모빌리티인 ‘트레일러 드론’의 최초 공개의 결실이다.
열차 하단에 바퀴가 달린 차대를 뜻하는 트레일러 드론은 수소연료전지와 완전 자율주행기술이 적용된 2대의 ‘e-Bogie(이-보기)’ 위에 트레일러가 얹히는 신개념 운송 모빌리티로 일반 트레일러보다 좁은 반경으로 회전할 수 있다.
아울러 1회 충전으로 1,000km 이상을 주행할 수 있는 트레일러 드론 개발에 포함된 콘테이너 트레일러와 별도 운행이 가능한 이-보기 또한 화물운송과 건설, 소방, 구조 등의 다양한 분야에서 활용할 수 있다.
정의선 회장은 “자동차 이외의 모빌리티와 에너지 솔루션 분야에 수소연료전지를 적용하는 등의 미래 비즈니스 영역 확장을 기반으로 트램이나 기차, 선박, 도심항공모빌리티(UAM) 등 다양한 이동 수단과 일상생활 공간인 주택과 빌딩, 공장, 발전소 등 산업 전반의 연료전지 적용을 통해 전 세계적인 수소사회 실현에 구현할 것”이라고 밝혔다.
이를 위해 다양한 분야에 활용되는 수소연료전지시스템을 생산하고, 수소연료전지시스템 브랜드 ‘HTWO(에이치투)’ 등을 기반으로한 본격화된 글로벌 사업에 착수했고, 수소 생태계 확대에 있어서는 자사 제품만 아닌 타 브랜드의 모빌리티에도 연료전지시스템이 호환탑재가 가능하도록 시스템과 기술 제공방안을 추진하고 있다.
선도적인 기술 개발과 가치사슬의 혁신 일환에는 수소에너지의 공급 가격을 크게 낮추는 경제성 확보 계획도 있지만 각국의 정부와 관련 업계와의 협력확대도 병행하고 있다.
부피·가격은 줄고 출력·내구성은 높인 차세대 연료전지시스템
수소사회 실현을 앞당기는 묘책에는 현재의 수소연료전지시스템보다 크기와 가격은 낮추고 출력과 내구성을 높인 차세대 연료전지시스템도 포함돼 있다.
2023년 하이드로젠 웨이브에서 내놓을 3세대 수소연료전지시스템 시제품으로 100kW급과 200kW급 연료전지시스템을 세계 최초로 선 공개했다.
100kW급 연료전지시스템은 현재 넥쏘에 적용된 2세대 연료전지시스템에 비해 부피를 30% 줄였고, 상용차용으로 개발 중인 200kW급 연료전지시스템은 넥쏘 시스템과 비슷한 크기인데도 2배 정도 출력을 배가시켰고 내구성 또한 2배~3배 정도 향상됨으로서 향후 상용차용에 적용될 고 내구형 연료전지시스템은 50만km 이상의 주행거리가 보증된다.
아울러 3세대 연료전지시스템의 가격은 현재 대비 50% 이상 낮아지고, 2030년에는 더 낮은 가격대로 소비자를 맞이하는 수소전기차가 되고 이는 곧 일반 전기차 수준의 가격 경쟁력을 예고하는 셈이 된다.
더욱이 다양한 형태의 응용이 가능한 3세대 연료전지시스템 ‘파워 유닛 모듈’을 MW(메가와트)급으로 올리는 시스템으로 거듭남과 동시에 100kW급 연료전지시스템을 여러 개 연결하는 공법으로 500kW급에서 1MW 등의 고출력 발휘하는 한편 전력 소모량이 큰 대형 선박과 기차, 건물 등에 공급될 예정이다.
이 시스템에 적용될 ‘플랫형 연료전지시스템’은 평평하고 높이가 낮은 공간활용차원에서 두께는 25cm 정도에 불과해서 차량 상부나 하부에 구애 받지 않는 슬림시스템 특성은 실내 공간 확보에 유리하고 향후 PBV(목적기반 모빌리티)와 MPV(다목적 차량), 버스, 트램, 소형 선박 등에 폭넓게 적용될 수 있다.
하나 짚고 넘어갈 점은 충격이나 열에 반응하는 배터리의 위험성이다. 따라서 이런 불안정한 요인들의 개선과 화재와 폭발로 이어지는 위험 공포를 어떻게 바뀌는지에 대한 안전관련 가이드는 아직 부족한 것 같다.
