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[퓨처분석:수소차⑧] 현대차·도요타·혼다가 쓰는 삼국지

2019-09-29 19:20:00

[퓨처이코노미 김민혁 기자] 현재 수소차 경쟁에서 가장 앞서고 있는 국가는 한국과 일본이다.

한국은 지난 2013년 세계 최초로 양산에 성공하면서 수소차 분야 선두 국가로 올라섰다.
수소차의 핵심 부품인 스택과 수소 탱크, 모터 인버터 등의 자체 개발 및 국산화 성공과 함께 양산에 나설 수 있었다.

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수소차 주요 모델 비교, 자료 : 한국에너지공단 신재생에너지센터

일본은 지난 2014 년 처음으로 수소차 시장에 발을 딛었다. 특히 글로벌마케팅에 적극적으로 나서면서 미국과 유럽지역의 수소차 점유율을 끌어올렸다. 수소차 관련 특허 공개를 통해 글로벌 수소차 수준 업그레이드에 일조했다는 평가를 받고 있다.

반면, 미국과 유럽의 완성차 업체들은 아직 양산 단계에 접어들지는 못한 테스트 시제품 출시 수준에 머무르고 있다.

현재 전 세계에서 구입이나 리스대여가 가능한 수소차는 현대차의 ‘Tucson ix’, Toyota 의 ‘Mirai’,Honda 의 ‘Clarity’ 세 종류뿐이다.

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완성차 업체별 수소 관련 차량 연구개발 현황, 자료:SK증권

도요타: Mirai


도요타는는 1996 년부터 수소차 시험 모델 제작에 나섰다.

메탄올 개질기, 수소저장합금탱크 등을 탑재하는 다양한 모델을 시험했지만, 현재는 연료전지형 수소차 제작에 집중하고 있다.

지난 2014년 12월, 일본 최초의 양산형 수소차 ‘Mirai’를 출시하면서 본격적인 경쟁에 뛰어들었다. 독자 개발에 성공한 ‘Toyota Fuel Cell System’을 적용해 판매 단가도 많이 떨어뜨렸고, 20만km 주행이 가능한 내구성과 -30℃에서도 시동이 가능한 기술력을 동시에 갖췄다는 평가를 받는다.

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Toyota Mirai 제원,자료 : Toyota

'Mirai'는 전장 4.89m, 전폭 1.815m, 전고 1.535m 의 제원을 갖추고 있다.

이는 도요타의 스테디셀러 모델인 ‘CAMRY’와 비슷한 수준으로 일반적인 중형 세단과 비슷한 크기를 자랑한다.
도요타가 개발한 신형 스택은 출력 밀도가 3.1kW/L로 최고출력도 155 마력으로 향상됐다. 내압강도를 높여 700bar의 고압도 견딜 수 있는 고압수소탱크도 자체 개발에 성공하면서 완성차 판매 가격 절감에도 성공했다.

‘Mirai’의 출시가격은 723만엔(약 7,500만원)이다. 일본 정부에서는 친환경차 구입 보조금으로약 200만엔을 지원함에 따라 약 523만엔(약 5,500만원)에 구입이 가능하다.

‘Mirai’는 한국 현대차 ‘Tucson ix’보다 늦게 출시됐지만, 빠르게 시장을 잠식하며 현재는 ‘Tucson ix’와 수소차 시장을 양분하고 있다.

올해 2월에는 출력전압을 조정하는 소프트웨어 문제로 전량 리콜에 나서는 등 넘어야 할 산이 많다.

하지만 수소차 보급 확대를 위한 일본 정부의 노력과 스택 관련 특허 약 2,000여건 등의 수소차 특허 개방을 통해 후발주자의 약점을 극복하고있다. 특히, 도요타의 수소차 개발에 대한 의지와 글로벌 시장에서의 도요타 브랜드 파워가 결합해 수소차 시장에서의 두각을 나타내고 있다.

혼다: Clarity

혼다의 ‘Clarity’는 지난해 말 처음 미국에 출시된 비교적 신형 수소차다.
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도심지 건물에 설치된 Honda 의 Smart Hydrogen Station 이용 모습, 자료 : Honda

‘Clarity’의 특징은 상대적으로 작은 스택 사이즈에도 높은 효율을 유지하고 있다. 하나의 고압 수소저장탱크 탑재가 강점이다. 혼다가 자체 개발에 성공한 스택은 약 30% 작아진 크기에서 약 60% 높은 성능을 발휘한다.

여기에 효율성이 향상된 파워트레인등을 탑재하면서 700bar 고압 수소저장탱크 하나만으로도 최대 750km까지 주행이 가능하다. 현재 판매되고 있는 수소차 중 가장 긴 주행거리를 자랑한다.
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Honda Smart Hydrogen Station 내부 구조도, 자료 : Honda

올해 1월에는 GM과 공동 출자를 통한 스택 생산 회사를 설립했다. 오는 2020년부터 스택 양산 체제에 돌입한다는 계획이다. 이미 양산 체제를 갖춘 현대차의‘Tocson ix’, 도요타의 ‘Mirai’와 본격적인 경쟁이 시작될 전망이다.

혼다의 가장 큰 장점은 수소스테이션 기술을 갖고 있다는 점이다.
‘SHS(Smart Hydrogen Station)’이라 불리는 혼다의 수소스테이션은 기존 수소스테이션대비 설치 면적은 1/20~1/30, 설치비용은 1/10 수준이다. 신재생에너지 등으로 생산한 전력을 이용, 고압수전해시스템을 가동해 얻은 수소를 고압탱크에 보관해 뒀다 제공하는 형태이다. 수소차 보급의 큰 걸림돌로 지적 받는 수소스테이션의 인프라 구축 문제를 해결한 가장 이상적인 모델이다.

현대차: Tucson ix, FE

현대차는 지난 2013년 2월, 세계 최초로 수소차 양산에 성공하면서 친환경 이동수단 분야의 글로벌 강자로 단숨에 자리매김했다.

지난 1998년 수소차 연구에 뛰어든 이후 2006년 65kW급 스택 독자개발에 성공했다. 국내 약 120여개 부품 업체들과 공동기술개발을 진행한 결과 현재 수소차 부품의 약 95% 이상 국산화에 성공했다.

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현대차 Tucson FE 제원, 자료 : 현대자동차

세계 최초로 상용화에 성공했지만, 2017년 상반기 기준 미국내 Tucson ix 의 판매량은 20 대에 그쳤다. 같은 기간 도요타의 Mirai 가 700대 이상 판매된 것과는 크게 비교되는 수치다. 이에 현대차는 한번 충전으로 600km 가까이 주행할 수 있는 신형 수소차 모델 'FE'를공개하고 판매를 시작한다.

현재 판매가격은 2020년 5,000만원 수준으로 낮출 계획이다. 친환경 자동차 구매에 지원되는 정부와 지자체 보조금과 올해부터 계획된 약 3,000대 규모의 양산 일정을 감안할 경우 실구매 가격은 올해 약 3,000만원대, 2020년에는 약 2,000만원대로 떨어질 전망이다.

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현대차 Tucson FE 하부 구조, 자료:현대차 수소전기하우스

기아차는 2008년에 스포티지와 모하비(미국명 Borrego) 기반의 수소차 테스트를 진행한 바 있다. 2020년에는 수소차 모델 1종 양산을 위한 준비를 하고 있다. 아직 수소차 개발이 진행될 모델은 확정되지 않은 것으로 알려졌다.

한편, 자동차 부품업체 현대모비스는 친환경차 관련 부품 생산을 위한 공장을 확충하고 있다. 2013년 1월에 완공된 충주 1공장은 친환경차에 공동으로 사용되는 구동모터, 전력 전자부품 등을 생산하고 있다. 지난해 8월에 완공된 2공장은 수소차에 필요한 핵심 부품인 스택, 파워트레인,막전극접합체 등을 전문적으로 생산하는 수소차 공장으로 활용되고 있다.

김민혁 기자 kmh@futureconomy.co.kr
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