수소차와 전기차는 각기 다른 특징들을 지니고 있고, 전기차가 조금 더 앞서있긴 하나 아직 양 기술 모두 초기 단계입니다. 그에 따라 향후에 어떤 차량이 지배적인 위치를 차지할지 논쟁도 많습니다. 특히나 일론 머스크 테슬라 CEO는 수소차에 대해 매우 부정적인 입장을 계속해서 표명해왔습니다.
Elon Musk says the tech is 'mind-bogglingly stupid,' but hydrogen cars may yet threaten Tesla
Tesla and a growing list of competitors in the electric vehicle market dominate debate over the future of cars and recharging networks, but there's another kind of green transportation making inroads, based on the most abundant resource in the universe: hy
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누가 맞을지는 가 봐야 알겠지만, 수소차와 전기차의 장단점을 정리해 보고 넘어가보려 합니다.
1. 충전시간: 수소차가 전기차에 압도적 우위
사실 수소차가 전기차에 비해 가지고 있는 가장 큰 강점입니다. 전기차는 아무리 빨라도 완충까지 30분 ~ 8시간까지 소모됩니다. 하루 타고 그날 밤 충전하는 승용차라면 문제가 없지만, 장거리를 주행해야 하는 상업용 차량에는 말도 안되게 긴 충전시간입니다. 택시, 트럭, 기차, 배, 비행기 등에는 이러한 이유로 배터리를 사용하는 것이 매우 어렵습니다.
수소차는 이에 반해, 기존 가솔린 차량처럼 수 분 내에 충전이 완료됩니다. 에너지 밀도 또한 배터리는 휘발유의 1/100 수준에 불과하며 (물론 기술 발전에 따라 이는 나아지고, 휘발유에 비해 배터리는 에너지 전환 효율이 훨씬 높습니다), 수소는 휘발유보다도 높은 에너지 밀도를 가지고 있습니다 (1Kg 기준)
이러한 에너지밀도의 제약으로 배터리 차량은 주행거리가 늘어남에 따라 차량에서 차지하는 크기가 기하급수적으로 증가하기 때문에, 상업용 차량 및 장거리 운행, 차량 외 교통수단에는 사용하기 매우 어렵습니다.
2. 비용: 전기차가 수소차에 비해 저렴
한동안 전기차에 대한 연구개발은 수소차에 비해 더 활발하게 이루어졌으며, 상업적으로는 더 성공한 상태입니다. 배터리 차량의 가격은 아직도 내연기관에 비해 비싸지만, 이전에 비해 크게 낮아졌고 수소차의 가격에 비해서는 훨씬 감당 가능한 수준까지 내려왔습니다.
그렇지만, 전기차 또한 가격이 낮아지는데까지 오랜 시간이 걸렸고, 정부의 보조금 및 정책적인 지원이 있다면, 전기차와 같이 가격은 계속해서 내려갈 예정입니다. 또한 배터리 차량 부품의 가격보다 연료전지 부품의 가격이 최근 더욱 빠르게 떨어지고 있는 추세이므로, 전기차가 향후 계속해서 우위를 점할 것이라 예상하기는 어렵습니다.
3. 인프라: 전기차가 수소차에 압승
전기차는 추가적인 인프라를 필요로하지 않습니다. 물론 지역적으로 전기차 충전소가 늘어나야 할 필요성은 있으나, 전기차 도입이 논의되는 많은 국가들에서 전력망은 전국 어디서나 찾아볼 수 있는 시설입니다. 기존의 국가전력망을 그대로 사용할 수 있으니 충전 인프라의 구축도 매우 용이합니다.
그렇지만 수소차는 보다 많은 인프라를 필요로 합니다. 수소는 별도의 보관시설과 운송시스템이 필요하기 때문에, 전기차와 같은 인프라를 누리기는 어렵습니다. 수소 생산 인프라도 크게 부족합니다. 물론 이는 기업들이 전기차 배터리에 2010년대 크게 투자했듯이 투자한다면 분명 해결할 수 있는 문제일 것입니다. 지금의 내연기관들이 사용하는 주유소 인프라가 구축되는 것과 같은 절차를 거치면 될 일일 뿐입니다.
4. 효율성: 수소 연료전지의 가장 큰 한계
연료전지 자체의 효율성은 아주 높습니다. 종류에 따라 다르지만 50% 이상의 전력변환 효율을 보여주는데요, 수소의 운송과 저장, 생산 과정에서 효율성을 크게 잃습니다. 이러한 점을 개선하는 것이 수소연료전지 차량의 가장 큰 발전 과제가 될 것 입니다.
상업용 차량의 경우, 배터리 기반 전기차는 파워트레인의 무게가 크게 증가하면서 주행거리가 길어질 수록 배터리 전기차의 효율성은 점점 더 떨어지게 됩니다.
5. 저장성: 수소전지의 가장 큰 강점
그러나 수소전지의 가장 큰 강점은 에너지를 얼마나 효율적으로 많이 저장할 수 있느냐인 것 같습니다. 대용량의 에너지를 오랜 기간 저장할 수 없다는 것이 배터리의 근본적인 한계이기도 합니다.
그러나 기본적으로, 수소차와 전기차 모두 전력을 어떤 방식으로 차내에 저장하느냐의 차이 뿐이지, 전기를 사용해 동력을 만든다는 점에서는 동일합니다. 어떤 방식을 선택하든 화석연료 사용은 줄어드는 방향으로 에너지 기술이 발전할 것입니다. 또한 차량의 주요 동력원이 전력이 됨에 따라, 이에 따른 SW/HW방면의 변화 방향 또한 공통적일 것입니다.
앞으로 향후 몇 년간은 가정용 전기차의 보급이 크게 늘어나면서 전기차 위주의 흐름이 이어질 것 같습니다. 전기차는 가정용 차량에서는 효율성이 높고 충전 속도에 대한 문제도 크지 않습니다. 인프라도 사실상 전국에 이미 다 깔려 있습니다.
그러나 효율성 측면에서는 상업용 대형 차량과 선박/기차 등에는 수소 연료전지 장착이 필요하게 될 것입니다. 이들 상업용 운송수단에는 가정용 차량처럼 충전 인프라가 광범위할 필요가 없습니다. 기차나 버스같은 경우 종착지에만 충전 인프라가 있으면 되겠죠. 가정용 차량에 전기차 보급 > 상업용 차량에 수소연료전지 차량 보급 > 수소인프라 확대 > 가정용 차량에도 수소연료전지 차량 보급과 같은 순서를 따르지 않을까 생각합니다.
#: 참고 링크
https://afdc.energy.gov/fuels/hydrogen_basics.html
Alternative Fuels Data Center: Hydrogen Basics
Hydrogen Basics Hydrogen (H2) is an alternative fuel that can be produced from diverse domestic resources. Although hydrogen is in its infancy in the market as a transportation fuel, government and industry are working toward clean, economical, and safe hy
afdc.energy.gov
Hydrogen Fuel Cells vs. Battery Electrics: Why Fuel Cells are a Major Contender - Garrett Motion
This is the first entry in a multi-part series from Garrett Motion addressing the role of hydrogen fuel cell technology in achieving evolving global goals...
www.garrettmotion.com
Hydrogen fuel cell vs electric cars: what you need to know | Living
We asked the experts what the differences are and which will come out on top.
www.euronews.com
https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-storage
Hydrogen Storage | Hydrogen
Batteries are not suitable in storing large amounts of electricity over time. A major advantage of hydrogen is that it can be produced from (surplus) renewable energies, and unlike electricity it can also be stored in large amounts for extended periods of
hydrogeneurope.eu
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee01157e#!divAbstract
The role of hydrogen and fuel cells in the global energy system
Hydrogen technologies have experienced cycles of excessive expectations followed by disillusion. Nonetheless, a growing body of evidence suggests these technologies form an attractive option for the deep decarbonisation of global energy systems, and that r
pubs.rsc.org
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