서울 여의도 한강공원 잔디밭에 박스 형태의 통유리로 만들어진 건축물이 들어섰다. 많은 사람들의 시선을 사로잡는 이곳은 현대차와 서울시가 공동으로 마련한 ‘수소전기하우스’다. 미래 대체 친환경 에너지인 수소에 대한 이해를 높이고 다양한 체험이 가능한 공간으로, 수소 에너지를 활용한 미래 가정환경을 제시하는 곳이기도 하다. 마치 미래 도시의 일부분을 보여주는 영화 세트장 같은 분위기의 수소전기하우스는 세계 최초의 시도다. 오늘날 일반 가정집은 발전소에서 생산된 전력을 공급받지만, 이 신개념의 하우스는 수소를 통해 생성된 전력으로만 100% 운영된다.

그렇다면, 집에 따로 수소연료전지 발전소를 구축해야 하는 것일까? 그럴 필요는 없다. 건물 밖에 세워진 3대의 수소연료전지차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)가 이 집의 전력 공급원이기 때문이다. 수소연료전지차에 탑재된 연료전지가 수소와 산소를 이용해 전기 에너지를 발생시키는 것. 수소전기하우스 관계자 말에 따르면, “현재는 3대의 수소차를 통해 수소전기하우스를 운영하지만, 머지않은 미래에는 단 한 대의 수소차만으로도 일반 가정집 전력량을 모두 충족시킬 수 있을 것”이라고 한다.

이 3대의 수소차에서 얻어진 전기는 전구 90개, 에어컨 5대, TV 4대, 믹서기 1대, 에어 서큘레이터 1대 등에 필요한 전력을 모두 공급하고도 남는다. 수소차에서 만들어내는 전력량은 수소전기하우스의 전기 전력판을 통해 알 수 있는데, 차 한 대당 시간당 평균 8kW 이상의 전력을 만들어내고 있다. 결국 이 수소전기하우스에는 시간당 평균 30kW에 가까운 전력이 공급되는 것. 일반 가정에서 에어컨을 2시간씩 30일 동안 가동하면 약 1.8kW의 전력을 소비한다고 하니 수소차 한 대가 만들어내는 전력량은 꽤 많아 보인다.

이 수소전기하우스는 수소차를 통해 전력만을 공급받는 것이 아니다. 생활용수도 같이 공급받는다. 수소전기차는 청정에너지원인 수소와 산소를 이용하기 때문에 대기환경을 오염시키는 배기가스를 내뿜지 않는다. 다만 차량 후미에서 소량의 물을 배출시킬 뿐인데 순도 높은 깨끗한 물이어서 물탱크에 저장한 다음 가정용수로 공급받는 것이다. 실제 수소전기하우스에 있는 모든 식물은 수소전기차에서 얻은 물로 재배되고 있다고 한다.

더불어 수소연료전지차는 오염된 공기를 맑은 공기로 정화하는 역할도 한다. 수소와 산소 결합 반응에 필요한 산소를 얻기 위해 대기 중의 공기를 대거 흡입한다. 이 과정에서 미세먼지 등을 걸러내기 때문에 실제로 수소차에서 배출하는 공기는 더 깨끗한 것이다. 한마디로 수소차는 도로 위의 공기청정기인 셈. 여태껏 자동차가 대기를 오염시켰다면, 수소차는 환경이 깨끗해지는데 보탬이 되는 것이다.

수소전기하우스 실내에서 가장 눈에 띄는 것은 바로 내년 초에 출시 예정인 ‘차세대 수소전기차’다. 이 차세대 모델은 연료전지의 성능 및 수소이용률의 업그레이드, 부품의 고효율화를 통해 기존 투싼 수소전기차 대비 수소연료전지시스템의 효율, 성능, 내구, 저장 등 4가지 부문에서 획기적인 개선을 이뤄냈다는 것이 현대차의 설명이다. 또한, 현대차는 차세대 수소전기차의 1회 충전 주행가능 거리를 국내 기준 580km 이상으로 잡고 있다. 최고출력도 163마력으로 기존 대비 20% 이상 향상돼 내연기관차와 대등한 성능을 보여준다.

수소전기하우스는 또한 증강현실 (AR)폰을 이용해 차세대 수소전기차를 소개하고 있다는 점도 신선하다. 폰에 있는 카메라로 차량을 비추면 화면을 통해 수소차의 작동원리, 전기에너지가 생성되고 이동하는 과정 등을 생생하게 보여준다. 수소전기하우스는 수소차가 단순히 이동수단으로서의 친환경차가 아니라 우리의 일상에서 에너지원으로도 활용할 수 있다는 점에서 자동차에 대한 패러다임의 변화를 말한다.

수소차는 주로 전기차와 비교된다. 두 차 모두 배기가스를 전혀 발생시키지 않는 친환경차이고, 전기모터로 구동한다는 점에서 공통점이 있기 때문이다. 그러나 수소차는 수소와 산소만을 이용해 직접 전기를 생성하지만, 전기차는 오직 전기 충전기를 이용해야만 전력을 공급받을 수 있다는 점에서 차이가 있다. 또, 현재 전기를 생산하는 과정에서 화석연료가 사용되고 있다는 점을 고려한다면 무공해 에너지를 사용하는 수소차가 진정한 친환경차로 볼 수 있다. 충전 역시 수소차가 더 효율적이다. 전기차가 짧게는 30분, 길게는 8시간 정도 걸리는 충전시간으로 200km~500km 정도로 주행할 수 있다면, 수소차는 5분 내외의 충전시간에 약 500km 이상의 주행거리를 얻을 수 있다. 이러한 이유 때문에 수소차가 미래의 친환경차로 주목받는 추세이며, 많은 완성차 업체들도 수소차 개발에 열을 올리고 있다.

그 대열의 선두에 있는 브랜드로 현대차를 꼽을 수 있다. 현대차는 2013년 세계에서 가장 먼저 '투싼'(ix) 수소연료전지차 양산에 성공했다. 뒤이어 2014년 토요타가 세단형 수소차 ‘미라이’를 양산하며 대중성을 높였다. 더불어 혼다도 양산 수소전기차인 '클라리티'를 내놓았고, 폭스바겐은 골프에 수소연료전지를 접목한 ‘골프 하이모션’을 선보이기도 했다. 그밖에 여러 브랜드가 연료전지 콘셉트카를 선보이며 양산 준비를 하고 있다. 렉서스의 연료전지 콘셉트카 LC-FC는 2015년 도쿄모터쇼에서 처음 공개되었고, 이번 프랑크푸르트 모터쇼에선 메르세데스-벤츠가 수소연료전지 플러그인 하이브리드카 ‘GLC F-CELL EQ 파워’를 최초 공개하면서 주목을 받았다.

수소차 대중화에 걸림돌이 되는 부분은 전기차에 비해 비싼 가격과 부족한 수소 충전소 인프라다. 수소차 한 대를 만들기 위해서는 kg에 1억원이 넘는 백금이 70g 정도 사용되기 때문에 생산비용이 비쌀 수밖에 없다. 따라서 고가의 백금 대신 사용할 수 있는 그래핀, 금속 카바이트 등의 저가 소재로 대체하거나 백금을 외부에 코팅하는 방법 등을 연구중이다.

수소 충전소 역시 한 곳을 짓는데 약 30억원 정도의 비용이 들어 인프라 구축이 어려운 편이다. 현재 국내 수소차 충전소는 6곳, 올해 16곳으로 확충할 계획이며, 2020년까지 전국에 100곳 정도 설치될 예정이다. 장기적으로는 수소차 보급 대수를 2030년까지 신차 비중의 10%에 달하는 63만대까지 확대하고 수소 충전소도 520곳으로 늘린다는 방침이다.

한편 정부는 2020년까지 기존 1억원에 육박했던 수소차의 가격을 절반 수준인 5000만원대까지 줄이겠다는 계획을 발표해 가격면에서 경쟁력을 갖출 것으로 전망된다. 더불어 2015년 발표한 수소차 보조금 관련 지급안이 계획대로 진행된다면, 3000만원 이하의 수소차도 만나볼 수 있을 것으로 예상된다. 소비자들이 구매하고 유지하는 단계에서 편리한 요소가 더 많이 갖추어진다면 수소차의 미래는 한층 밝을 것이다.

월간 <KAMA 웹저널> 편집부