- 효율성이 높은 상용차 분야에서 수요가 높을 것으로 예상 -

- 도요타와 현대 외 벤츠, 오펠도 경쟁 대열에 합류 예정 -

- 차세대 시장 및 기술 선점을 위한 판로개척과 글로벌 표준화 협력 및 규격 개발, 공동 인증 관련 협업 필요 -

이 보고서는 현재 다시 급부상하고 있는 수소연료전지 자동차* 관련 이슈를 점검하고, 지난 10월 23일(화) 독일 다름슈타트에서 개최된 제17회 헤센 수소연료전지 포럼에 참석해 입수한 강연회 내용과 주요 관계자 인터뷰 및 토론을 통한 의견을 종합해 작성함. 해당 포럼은 헤센 주정부와 헤센 주 에너지청, 수소이니셔티브(H2BZ)가 공동으로 주최함.

 * 수소연료전지차: 수소를 연료로 사용하는 연료전지를 이용한 친환경 자동차로, 차내 수소 탱크에서 수소와 공기공급기(컴프레셔)에서 산소를 공급받아 그 반응을 통해 발생된 전기로 운행됨.                   

   

□ 도요타, 현대, 벤츠, 수소연료전지 자동차 시장 선점을 위한 각축전 예상

 

  ㅇ 독일 수소연료전지 자동차 시장, 도요타, 현대, 벤츠가 선도

    - 현재 독일 자동차 시장 내 수소연료전지 자동차의 입지는 크지 않으나 최근 도요타에 이어 현대, 벤츠가 새로운 모델을 출시하면서 본격적으로 경쟁 대열에 합류함.

      · 2018년 10월 기준 독일 내 수소연료전지 자동차의 신규 등록수는 약 400대로 집계됨.

    - 세계 최초의 수소전기차 양산기업인 한국 현대는 2013년 출시된 ix35 Fuel Cell모델에 이어 2018년 8월 넥쏘(Nexo)* 모델을 판매하며 수소연료전지 자동차 시장에서 독보적인 입지를 갖고 있는 도요타에 본격적으로 도전장을 내밂.

    * 이 모델은 5분 충전에 756㎞의 주행(운전자에 따라 상이, 실제 상황에서는 약 650㎞로 예상)이 가능하며, 판매가격은 6만9000유로, 보증기한은 5년임.

    - 이어 10월 말에는 메르세데스 벤츠가 GLC F- Cell 모델을 출시할 예정임. 단 이 모델은 소비자가 구매 가능하지 않고 리스 모델(풀 서비스 포함)로만 제공됨. 이유는 아직 이 모델의 가격대가 꽤 높기 때문

    - 벤츠의 개발 담당자 헤르만(Jochen Hermann)은 한 언론을 통해 “비용에 관해서는 우리는 아직 목표에 도달하지 못함. 연료전지의 긍정적인 발전은 어쨌든 바람직하며, (수소연료전지차는) 오랜 충전시간, 제한된 주행거리, 무거운 차량 중량 등의 배터리 전기자동차가 갖고 있는 단점이 없으며 이는 테스트를 통해 확인됐다.”고 전함.

 

도요타 Mirai, 현대 iX35와 Nexo 등 독일 내 출시된 수소연료전지 자동차 및 메르체데스 벤츠의 GLC F- Cell 모델

자료원: KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자체 촬영 자료 및 벤츠 홈페이지

 

  ㅇ CO₂ 배출 규제 압박 속 수소연료전지 자동차 개발 지속

    - 국가 수소 및 연료전지기술협회(NOW)의 영업 책임자인 본호프 박사(Dr.-Ing. Klaus Bonhoff)에 따르면, 2017년 상용화된 차량 가운데에는 전기자동차 차량이 크게 우세하나 대다수의 자동차 OEM 기업은 수소연료전지 자동차를 개발하고 있다고 함.

    - 특히 현재 다수의 글로벌 주요 기업이 앞다투어 수소전기 상용차 개발에 뛰어들고 있어, 향후 5~10년 내 가시화된 성과가 드러날 것임.

      · 현재 노르웨이의 'ASKO', 스위스의 'COOP', 미 스타트업 '니콜라 모터', 일본 '도요타', 중국 둥펑 자동차 등이 수소전기 트럭 또는 버스 개발 중

    - 독일 보쉬의 모빌리티 담당자는 보쉬가 중형 상용차용 수소연료전지를 선호하는 이유에 대해 2050년 가능한 한 적은 양의 CO₂를 방출하고자 하며, 용도별로 도심에서는 배터리장착 전기자동차가 효율적인 반면, 장거리용 중형트럭 등의 경우 수소연료전지와 인공석유인 E-Fuel이 잠재력이 큰 것으로 평가

    - 단 수소 개발 비용이 디젤 대비 두 배 이상 높은 상황, 보쉬의 영업 대표 하인(Markus Heyn)은 “우리는 수소 가격이 향후 절반으로 떨어질 것으로 예상하고 있으며, 그럴 경우 수소연료전지가 경쟁력이 있을 수 있다.”고 전함.

    - 수소차 보급과 관련해 각 전문가의 의견이 분분하나 포럼 전문가의 의견을 고려해 볼 때, 현재 추진 중인 인프라 구축 계획이 종료되는 시점인 2025년을 전후해 각 기업의 수소차 양산이 본격화될 전망  

 

□ 수소차는 전기차 대비 충분히 경제적, 향후 확대 보급 낙관

 

  ㅇ 헤센 수소연료전지 포럼 2018, 수소연료전지 자동차 확대 보급에 큰 기대감 부상

    - 제17회 헤센 수소연료전지 포럼에서는 총 230여 명의 유관 분야 관계자가 참석함. 해당 주최 측 헤센 주정부 에너지청 관계자에 따르면, 참가자 수가 전년도(140여 명)에 비해 2배 정도 늘었다고 전하며, 수소연료전지 분야에 대한 높은 관심도를 확인할 수 있다고 함.

 

제17회 헤센 수소연료전지 포럼 전경

자료원 : KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자체 촬영

 

    - 이 행사는 2018년 10월 23일 프랑크푸르트 인근 바이터슈타트(Weiterstadt) 수소 충전소 개업을 축하하는 의식도 함께 열렸는데, 이로써 독일 내 운영 중인 수소 충전소 수는 52개에 이름.

      · 독일은 2025년까지 수소연료 인프라 구축을 위한 지원 프로그램을 도입해 400개의 충전소가 설치될 예정임.

 

현재 독일 내 수소충전소 보급 현황

   

자료원: h2.live

 

  ㅇ 상용차와 영업용 차량 서비스 시장에서 잠재 수요 다대

    - 독일 현대자동차 제품 개발부 대표 구트(Mr. Gutt)에 따르면, 수소차가 상용차에 유리한 이유는 빠른 충전과 긴 주행거리 외에도 전기차 대비 가벼운 무게로 더 많은 화물을 적재할 수 있는 이점이 있기 때문임. 또한 전기차와 비교해 비슷한 비용 구조를 갖고 있는데, 특히 비용 평가 결과, 승용차 대비 상용차에서 효율적인 것으로 나타남.

    - 이러한 이해 관계 속에 수소차는 특히 공용차량이나 화물차량으로 효율성이 큼. 일반 소비자를 통한 구매 외에도 리스나 렌트 시장에서 큰 주목을 끌고 있음.

    - 독일 book-n-drive 카셰링 기업의 베스트팔(Mr. Westphal)은 수소차와 전기차 모델을 비교한 후 수소차 사용을 보다 확대해 나갈 계획임. 현재 도요타 미라이의 경우 내연기관 차량 대비 사용수요가 높다고 전하고, 곧 6대의 현대 수소차를 구매해 제공할 예정

    - 영업용 리스 기업의 나스톨트(Mr. Nastold)에 따르면, 수소연료전지차에 대한 영업용 리스 시장 수요가 있는 편이며, 현재 친환경차에 대한 정부지원과 더불어 경제성도 확보돼 있고, 전기자동차보다 차후 잠재력이 우수하다고 판단됨.

    - 이외에도 독일 6개 도시에서 셔틀 서비스를 운행하는 CleverShuttle 관계자에 따르면, 현재 총 5개 도시에서 전기자동차와 수소자동차를 포함해 140여 대로 운영 중. 현재 여러 유형의 차종 테스트를 통해 경험을 축적 중임. 이 관계자는 2018년 11월 26일 현대 iX35 F-Cell 모델을 10대 투입해 프랑크푸르트 지사를 설립할 예정임.

    - 마인츠, 프랑크푸르트, 비스바덴 등 3개 도시는 지난 1월부터 수행된 수소버스 테스트를 거쳐 예정(2018년 가을)보다는 조금 늦은 시점인 2019년 중순경 11개의 수소 노선버스를 도입할 예정임.

 

  ㅇ 수소연료전지 관련 전문가 및 관련 인사 인터뷰

 

Q1. 수소차의 다른 차종 대비 장점은?

A1. 영업용 리스 기업의 나스톨트(Mr. Nastold): 수소연료전지차는 내연기관 차량 수준으로 긴 주행거리를 확보할 수 있다. 전기차에 비해 충전시간이 짧고(3~5분), 유해가스 배출이 없어(Zero Emission) EU 차원의 CO2 배출 규제 준수에도 유리하다. 또한 정부차원의 지원을 활용할 수 있다는 장점이 있어 향후 전기차에 비해 우세할 전망이다.

 

Q2. 수소연료전지차의 확대 보급을 저해하는 요인은?

A2. 헤센 주 에너지청의 맥거번(Dr. Karsten McCovern) 박사: 현재 수소연료전지 자동차 사용을 위한 인프라가 꾸준히 확대되고 있으나, 여전히 부족한 상황이며 이를 위한 비용도 만만치 않다. 또한 수소자동차 역시 높은 가격대로 현재 독일 완성차기업 중 이를 상용화해 고객에게 판매하고 있는 기업이 없는 상황이다. 수년간 독일을 위시한 주요 완성차기업은 전기자동차 개발을 위해 수많은 투자를 감행했다. 수소연료전지차의 개발도 함께 이뤄진 경우가 있으나, 전기자동차 시장을 우선적으로 확대하는데 해당 분야 산업계의 의견이 모아진 듯 하다. 또 빠른 시일 내에 수소연료전지차의 확대 보급이 이뤄지게 되면 독일 최대의 산업 분야 중 하나인 자동차 부품기업에도 일대의 변혁이 예상되며, 이에 대한 저항도 있을 수 있다.

헤센 H2BZ 이니셔티브 대표 리엔캄프 박사(Dr. Heinrich Lienkamp): 지속 가능한 친환경 자동차를 사용하는 것이 이상적이나 과도기적 솔루션이 필요하다. 수소연료전지차를 확대 보급하는데는 인프라 구축 등 많은 투자 비용이 소요되는 관계로 시간이 걸릴 것으로 예상한다.

H2 Mobility Deutschland의 비즈니스 개발 매니저 예덱케(Benjamin Joedecke: 현재 수소차 확대 보급의 장애요인 중 하나로 손꼽히는 충전소 설비는 2019년 말 100개, 2021년 약 140개 구축이 계획돼 있다. 2020년에는 지역적 수요를 고려해 설립 예정이다.

Q3. 향후 수소연료전지차와 전기자동차 중 어느 기술이 우위를 점할 것으로 기대되나? 향후 사용이 확대되기 위해 해결돼야 할 문제는 무엇인가?  

A3. 헤센 주 에너지청의 맥거번(Dr. Karsten McCovern) 박사: 수소연료전지차와 전기자동차는 각각 나름의 장점과 단점을 갖고 있어, 향후 이 중 특정 자동차 유형의 사용이 더욱 확대될 것이라는 전망하기는 어려운 상황이다. 이제까지 완성차기업과 자동차 부품 기업은 전기자동차 개발에 많은 규모의 투자를 감행했다. 기업은 이러한 투자에 대한 이윤을 고려할 것이고 당분간은 전기자동차를 중점적으로 생산해 나갈 것이다. 따라서 우선적으로는 버스나 트럭 등 상용차 중심으로 수요가 있을 것으로 기대된다. 향후 수소충전인프라가 확대되고 수소차 가격이 하락할 경우 그 어느 차종이라 할 것 없이 각각의 유형에 적합한 형태, 즉 도심용으로는 전기차, 원거리 운송용의 경우 수소차 등 다양한 차종이 공존할 것으로 생각한다. 결국은 고객이 선택하게 될 것이다. 수소차 도입이 확대되기 위해서는 여러 필요 조건을 충족해야 하는데, 충전 인프라 구축이나 에너지 효율성, 판매 가격, 수소차 생산 등이 그것이다.

H2 Mobility Deutschland의 비즈니스 개발 매니저 예덱케(Benjamin Joedecke): 수소연료전지 자동차 보급이 더딘 이유는 경제성 때문이다. 수소를 지속적으로 이용하기 위해서는 에너지 저장기술이 필요하며, 수소를 포함해 경제성을 확보하기 위한 정부차원의 노력이 필요하다.                      

 

Q4. 수소에너지는 친환경인가?* 그린 수소 생산을 위한 에너지는 어디서 오는가? 친환경적 수소 확보를 위한 과제는 무엇인가?

    * 독일의 자동차 전문가인 브랏첼 교수(Prof. Stefan Bratzel)는 수소연료전지차의 기술 구조적 문제를 지적한 바 있음. 이는 수소가 우선적으로 전기분해로 생산돼야 하는데, 이는 재생에너지원을 통해 이뤄질 때에만 의미가 있기 때문

A4. 헤센 주 에너지청의 맥거번(Dr. Karsten McCovern) 박사: 아직은 에너지전환을 위한 저장 문제가 해결되지 않았으며, 친환경 에너지원에서 수소를 얻을 수 있는 비중은 매우 낮은 편이다. 구체적으로 집계된 수치는 없으나 5%도 안 될 수 있다. 따라서 친환경에너지로 정착하기 위한 에너지원 공급 문제나 에너지전환정책 달성을 위한 에너지 저장 문제 등의 도전과제를 해결해 나가야 한다. 그러나 유해 배출가스가 없고, 기후 중립적인 수소연료전지는 지속되는 EU 차원의 CO₂ 배출한도를 충족시키기에 적합하며, 헤센 주에서도 긍정적인 발전이 이뤄지고 있다.

H2 Mobility Deutschland의 비즈니스 개발 매니저 예덱케(Benjamin Joedecke): 현재 수소차에 소요되는 수소는 모두 재생에너지원에서 공급되는 것이 아니라, 화석연료 등이나 원자력 에너지원에서 공급 받고 있어 친환경이지 않은 건 사실이다. 구체적인 수치는 집계되고 있지는 않지만, 이를 위해 바이오가스 관련 탄소 배출권을 약 35% 구매하고 있다. 에너지 저장 문제로 인근에 재생에너지 개발을 통한 에너지원을 공급 받는 경우도 있으나, 24시간 재생에너지원을 통해 지속적인 에너지를 공급받을 수 없기 때문에 무엇보다 에너지 저장기술 개발이 중요하다. 이를 위해서는 기업이 기술 개발의 경제성을 확보할 수 있도록 정부 차원에서 재생에너지법(EEG) 등의 개정이 필요하다.

 

Q5. 오펠은 수소연료전지 기술 개발을 중단한 것으로 알려져 있는데, 현재 수소연료전지차 개발을 위한 계획은 있는가? 수소연료전지차가 도입되면 부품 분야에도 일대 변화가 예상되는데, 이에 대한 의견은?

A5. 오펠 미래 전략부 티젠(Dr. Thiesen) 부장: 오펠은 지난 20여 년간 수소연료전지차 개발해 온 선도기업 중 하나이며, 오펠은 수소연료전지차 관련 모든 유형을 연구했고 총체적 시스템을 개발해 왔다. 이 회사는 2017년도 PSA가 인수해 현재 구조조정을 하고 있으며, 사업환경이 크게 변화하고 있다. GM 산하에서 중단된 바 있는 수소연료전지차 개발 역시 올해 들어 다시 재개하기로 결정이 난 상황이다.

오펠은 주행거리가 더 긴 대형 전기자동차를 출시하는 대신 수소연료전지 기술 개발을 재활성화해 나갈 예정이다. 오펠은 수소 기술 분야에서 큰 잠재력을 갖고 있으며, 특히 수소연료전지차에서 고객이 주행거리와 주유 또는 충전에 익숙한 태도를 유지할 수 있기 때문이다. 아직 구체적인 계획은 마련돼 있지 않아 2024년 이전에는 모델 출시를 기대할 수 없으나, 향후 계속해서 개발해 나갈 예정이다. 예정 초기 개발 단계에서는 총체적인 부품을 자체 생산했으나 현재는 부품 공급 사슬이 어느 정도 구축돼 있다고 판단된다. 따라서 향후 필요에 따라 부품을 자체 생산하지 않고 구매할 예정이다. 

     

□ 전망 및 시사점

 

  ㅇ 현재 수소연료전지 자동차를 둘러싼 기술적 완성도와 정부 지원, 인프라 구축 등을 고려해 볼 때 각계 전문가들은 입을 모아 수소차의 경제성은 전기차에 준한다고 평가하고 있음.

    - 수소연료전지 자동차는 우선적으로는 그 이점이 크게 부각될 수 있는 상용차 중심으로 공급이 확대될 전망이며, 정부 차원에서도 구매 지원을 비롯한 기술 개발 지원 등의 제도적인 뒷받침이 이뤄지고 있음.

    - 현재 리스 또는 렌트, 카셰링, 셔틀 서비스 등의 분야에서 다양한 영업 모델이 테스트되고 있으며, 이를 통해서도 수소차의 이점이 확인됨.

 

  ㅇ 한국 정부도 수소경제의 성장에 관심을 기울이고 있는 가운데, 수소차 확대 보급뿐만 아니라 시장 선점을 위해서는 표준 모델 또는 규격 개발, 인증제도 등과 관련해 글로벌 자동차기업 간의 협력 및 연대를 통해 국제적 합의를 도출하는 등 제도적 뒷받침이 뒤따라야 할 것임.

 

  ㅇ 세계 최초의 수소차를 양산하면서 주로 국내에서 부품을 조달한 만큼, 국내 완성차 및 부품기업은 현재 시장을 선점할 수 있는 유리한 위치에 있음. 납품 레퍼런스를 토대로 시장의 잠재수요를 활용한 판로개척이 필요함.

    - 수소차용 센서, 컴프레서, 연료전지 스택, 수소저장용 소재, 연료전지 시스템을 위시한 부품(예: 연료전지용 강화막) 등의 수소전기차 전용 부품과 구동모터, 배터리시스템, 전력변환시스템(인버터, 컨버터 등) 등 전기차 공용부품 관련 기술력을 갖춘 중소기업의 시장진출이 기대됨.

 

 

자료원: 헤센 수소연료전지포럼 2018 행사 자료, 인터뷰 및 자체 사진 촬영 자료, 독일자동차청(KBA), Automobilwoche, www.car-it.com 및 KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자료 종합