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[대한민국의 친환경 미래를 본다-⑪현대기아차그룹 편]
 

[환경TV뉴스] 신준섭 기자 = 다음 세대 자동차 시장의 핵심 키워드 중 하나가 '친환경'이라는 점은 전세계적으로 강화되고 있는 환경 규제에서 보듯 자명하다.

꼭 규제 때문이 아니더라도 소위 '그린카'로 시장이 재편될 것이라는 점은 쉽게 예측할 수 있다. 전세계 대다수 차량의 동력원인 화석연료가 유한하다는 점에서다.

글로벌 자동차 메이커 업계 역시 이를 방증하듯 그린카 개발 경쟁에 여념이 없다.

현시점에서 그린카는 크게 3가지로 나눠 볼 수 있다. 하이브리드차와 순수 전기차, 수소연료전지차다.

이 중에서 우리나라 기업이 현재 강점을 가지고 있는 분야는 바로 수소연료전지차다.

이 시점에서 현대기아차그룹은 '투싼iX'와 '모하비' 등을 통해 차세대 먹거리로 수소연료전지차 개발에 몰두하고 있다.

◇ 수소차 인기의 비결 '배출가스 제로'
수소연료전지차는 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지를 이용해 구동하는 자동차다.

수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되고 이 때 발생한 전자들은 외부 회로로 전달돼 모터를 구동하는 동력원인 전기에너지로 사용된다.

수소에서 분리된 수소이온들은 '전해질 막'을 통과해 막 반대편의 연료전지로 공급된 공기 중의 산소와 외부회로를 거쳐 돌아온 전자들과 만나 물을 생성한다.

이 때 생성된 물은 연료전지자동차의 유일한 배출물로 남은 공기와 함께 대기 중으로 배출된다.

물 이외의 배출가스를 발생시키지 않기 때문에 최근 기승을 부리는 미세먼지를 비롯해 각종 유해가스와 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 전혀 생성하지 않는다.

때문에 환경파괴와 에너지 고갈 문제를 동시에 해결할 수 있는 대안으로 각광받고 있다.

다만 수소충전소와 같은 인프라 구축과 주요 부품가격이 매우 비싸 기술혁신이 필요한 상황이다. 하지만 이 또한 순차적으로 해결될 것이라는 게 업계의 시각이다.

현대기아차는 친환경차 중에서도 수소연료전지차 분야에서 우위를 점하고 있다.

2000년 6월 캘리포니아 연료전지 시범사업에 참여하며 관련 기술개발을 본격화 한 현대기아차는 같은 해 11월 싼타페 연료전지차를 처음으로 선보였다.

여기에는 세계 최초로 350기압 수소충전에 성공했다는 수식어가 같이 붙었다. 연료전지차의 가장 중요한 기술은 일회 충전으로 주행거리를 향상 시킬 수 있는 고압의 수소 저장능력인데 이 분야에서 한 발 앞서나간 것이다.

차량 동력면에서도 수소연료전지차의 성능은 인정 받았다. 연료전지차 경주대회인 미쉐린 챌린지 비벤덤에서 차량개발 1년만에 2001년 두개 부문 금메달을, 2003년에는 5개부문 금메달과 3개부문 은메달을 획득했다.

이후 현대기아차는 기존 싼타페 연료전지차의 후속모델로 2년여 연구개발 기간을 거쳐 투싼 연료전지차를 개발했다. 2004년 3월 제네바 모터쇼와 4월 뉴욕 모터쇼를 통해 공개한 모델이다.

◇ 글로벌 자동차 메이커 중 최초로 양산체제 구축
투싼 연료전지차의 연료전지 시스템은 차량의 밑부분에 설치됐던 기존 싼타페와는 다르게 엔진룸에 탑재됐고 출력도 싼타페의 75㎾에서 80㎾로 향상됐다. 영하에서도 시동운행이 가능해 당시 연료전지차 실용화에 가장 근접한 차량으로 평가를 받았다.

또한 이 과정에서 현대기아차는 수소연료전지차 부문 핵심부품인 115㎾의 스택을 독자기술로 개발하는 데 성공했다.

여기에 후속 모델인 모하비 수소연료전지차의 경우 한 번 충전으로 633㎞를 완주하는 결과를 보이며 실용성까지 입증했다.

미국 샌프란시스코와 로스앤젤레스 간 633km 실제 도로 주행테스트 결과 모하비 수소연료전지차는 최초 충전된 수소연료의 84%만 사용했다. 최대 754km까지 주행할 수 있는 수치다.

2008년 6월에도 미국 '수소연료전지 로드투어 2009' 에 참가해 미국 샌디에이고에서 캐나다 밴쿠버에 이르는 2655km를 성공적으로 완주해 뛰어난 내구성과 기술력을 입증한바 있다.

현대기아차는 다양한 국내외 수소연료전지차 시범운행에 참여해 200만km 이상의 누적주행거리를 확보했고 실도로 운행 데이터를 분석해 수소연료전지차 분야의 독자 기술력으로 향상 시켰다.

2008년 11월 LA 모터쇼에서 처음 선보인 모하비 수소연료전지차는 3탱크 수소저장시스템(700기압)을 적용해 수소연료 1회 충전만으로 700km 가량을 주행할 수 있는 양산차 수준의 주행거리를 확보했다. 이는 기존 스포티지 수소연료전지차의 최고 주행거리(384km)보다 2배 정도 높은 수치다.

모하비 수소연료전지차에는 기존 80kW 연료전지 스택(stack) 대비 출력이 44% 증가된 115kW급 자체개발 연료전지 스택과 에너지 회생저장장치인 수퍼커패시터(Supercapacitor)가 장착됐다.

현대기아차는 시범주행의 성공으로 자체 수소연료전지시스템 기술에 대한 자신감과 우수성을 확인했으며 향후 수소연료전지차 상용화 기간 단축에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

2010년 12월에는 차세대 친환경차인 '투싼ix 수소연료전지차(FCEV:Fuel Cell Electric Vehicle)' 개발을 완료하고 국내외 실증사업에 투입했다.

◇ EU 시범운행 사업자 선정 등 수소차기술 해외서도 각광
현대기아차의 수소연료전지차 기술은 해외에서도 그 우수성을 인정받고 있다.

지난 2011년 10월 유럽연합의회 수소연료전지차 시범운행 사업자로 단독 선정돼 EU 의회 신기술 전시회인 ‘Innovation in Action’을 시작으로 주요 행사에서 전시와 시범주행에 사용됐다.

이어 2013년 3월에도 EU 집행위원회 수소연료전지차 시범운행 사업자로 재선정되며 앞선 수소연료전지분야 기술력을 다시한번 유럽 시장에서 인정받았다.

같은해 6월에는 덴마크 수도인 코펜하겐시에서 열린 덴마크의 첫 수소충전소 개소식에서 시에 투싼ix 수소연료전지차 15대를 전달, 현재 시 관용차로서의 운영을 본격화하고 있다.

현대기아차는 자동차 메이커 중 세계 최초로 수소연료전지차 양산 체제 구축했을 뿐만 아니라 오는 2015년까지 유럽을 비롯한 전세계 시장 상황을 고려한 1000대 판매계획을 세웠다.

이를 위해 울산공장 내에 신개념 운반 설비 등 새로운 생산 공법을 적용한 수소연료전지차 전용 생산공장을 별도로 구축했다.

아울러 생산된 수소연료전지차량의 수소 충전과 기밀검사시설 운영 등을 통해 고품질의 수소연료전지차 양산이 가능토록 준비를 마친 상태다.

현대기아차는 이 같은 생산 인프라를 바탕으로 글로벌 메이커들의 기술 각축장인 수소연료전지차 경쟁에서 주도권을 확보할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

벤츠와 지엠, 도요타 등 글로벌 업체들이 내년 양산을 앞두고 있는 것과 달리 독자 기술력과 생산 노하우를 바탕으로 글로벌 친환경차 시대를 앞당길 것이란 시각이 대체적이다.

현대기아차 관계자는 “그동안 수소연료전지차의 핵심기술인 배터리와 제어기술 개발에 대한 투자를 지속적으로 강화해 애초 계획보다 2년여나 빠른 지난해 2월 세계 최초로 수소연료전지차 양산 체제를 구축했다”며 “향후 수소연료전지차의 안정적 양산과 함께 글로벌 시장 내 판매를 확대해 나갈 수 있도록 최선을 다할 계획”이라고 강조했다.

한편 현대기아차는 다음달 4일(현지시간)부터 스위스 제네바에서 열리는 ‘2014 제네바 모터쇼’에 선보일 차세대 수소연료전지 콘셉트카 ‘HED-9’의 디자인과 개발 방향을 지난 24일 공개한바 있다. 이 차량은 간결하면서도 역동적인 디자인, 첨단 소재를 사용한 초경량 구조, 주행성능이 개선된 고효율의 파워트레인 등이 적용됐다.

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