수소 대중화 이끌 차세대 연료전지
현대차, 도요타, 혼다는 수소 대중화를 위해 막대한 투자를 하고 있다. 그러나 수소기술 개발 속도가 좀처럼 나지 않아 대중화는커녕 오히려 침체에 빠졌다.
특히 모빌리티, 발전소 등에 적용돼 수소 대중화를 이끌어야 할 연료전지가 높은 가격과 낮은 내구성 등으로 인해 제 역할을 못하고 있다.
예를 들어 수소전기차의 경우 연료전지 등 주요 부품의 가격이 여전히 비싸 차량 판매가격을 낮출 수도 없다. 판매가격이 내려가지 않으니 소비자는 수천만 원의 구매보조금이 없으면 구매할 엄두가 나지 않는다.
이 때문에 현대차, 도요타, 혼다는 저렴하면서도 내구성이 좋은 차세대 연료전지를 내놓기 위해 분주히 움직였으나 기술적 난이도가 높아 개발 속도를 높이지 못했다. 그럼에도 개발에 박차를 가했고 마침내 차세대 연료전지 출시 임박을 알렸다.
선점 나선 도요타
가장 먼저 포문을 열 곳은 도요타다. 도요타는 오는 2026년 3세대 연료전지 시스템을 탑재한 수소전기차를 출시할 계획이다. 이어 2027년엔 소형트럭, 2029년엔 대형트럭을 출시할 예정이다. 또 BMW 등 파트너 사에도 연료전지를 공급해 수소차 시장을 확대한다.
이 연료전지는 내구성과 연료효율성이 현 세대보다 향상됐다. 내구성은 최대 2배 향상돼 디젤엔진과 동등한 내구성을 갖췄다. 또 설계를 개선해 유지보수가 필요 없을 정도로 신뢰성을 높였다.
연료효율성은 1.2배 향상돼 주행거리가 20% 증가했다. 2세대 미라이의 주행거리가 400마일(약 644km)인 것을 감안하면 80마일(약 129km)을 더 주행할 수 있다.
또 제조공정을 개선해 3세대 연료전지의 제조비용을 낮췄다. 이를 통해 수소전기차, 연료전지 발전기 등의 가격을 낮출 수 있다. 아울러 수소연료 공급가격을 낮추기 위해 3세대 연료전지를 활용한 수소생산 기술을 확보할 방침이다.
한발 늦은 현대차
현대차는 당초 2023년에 3세대 연료전지를 탑재한 넥쏘 후속 모델을 출시할 예정이었다.
그러나 개발 속도가 기대한 만큼 나오지 않은 데다 연료전지 수요가 확대되지 않자 출시 일정을 2027년으로 미뤘다. 이에 넥쏘 후속 모델의 출시 일정을 2025년으로 연기하고 3세대 연료전지가 출시되기까지 2.5세대 연료전지를 넣기로 했다. 그 사이 도요타가 3세대 연료전지를 2026년에 출시한다고 하자 당혹감을 감추지 못한 것으로 알려졌다.
현대차의 3세대 연료전지는 2세대 연료전지보다 부피가 30%가량 줄었으나 출력이 2배가량 높고 50만km 이상 주행할 수 있도록 내구성을 강화한 것이 특징이다. 특히 가격은 현재보다 50% 이상 낮추는 것이 목표다.
무엇보다 자동차뿐만 아니라 AAM, 철도·트램, 선박, 발전기 등 적용 분야에 따라 특성과 형태를 달리했다. 이는 자동차에 국한된 연료전지 수요를 확대하기 위함이다. 아울러 도요타처럼 3세대 연료전지를 기반으로 PEM 수전해 등 수소생산 기술을 확보할 것으로 전망된다.
다시 고삐 당기는 혼다
혼다는 지난해 6월 새로운 수소전기차인 CR-V e:FCEV를 출시했다. 클래리티를 단종한 지 3년 만이다. CR-V e:FCEV를 앞세워 수소차 시장 재공략에 나선 혼다는 현대차와 비슷한 시기인 2027년에 3세대 연료전지 시스템을 내놓겠다고 선언했다.
혼다가 독자 개발 중인 3세대 연료전지 시스템은 생산비용이 현행 모델보다 절반가량 줄어든 대신 내구성은 2배 이상, 체적 전력밀도는 3배 이상 높을 것으로 알려졌다. 이를 통해 최대출력 150kW를 달성한다는 계획이다. 여기에 설치 배열의 유연성을 높여 소형화를 이룬다.
혼다는 해당 연료전지를 승용차, 상용차, 고정형 발전기, 건설기계에 적용할 것으로 보인다. 그 일환으로 250kW급 3세대 연료전지 4개를 직렬로 연결한 1MW급 비상전원용 발전기를 내놓을 계획이다.
