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오늘은 친환경 자동차 전기차와 수소차에 대해서 이야기 해볼게요.

전세계적으로 내연기관을 규제하는 분위기속에서 탄소배출을 최소화하고자 많은 움직임들이 있는데 그 중심에 친환경 자동차로 전기차와 수소차가 뜨고 있습니다.

전기차와 수소차 장단점, 차이에 대해서 자세히 알아볼게요.

 

 

전기차, 수소차 뭐가 다를까?

그냥 쉽게 말해 전기차는 전기로 움직이고 수소차는 수소로 움직인다 라고 생각하면 오산입니다.

전기차와 수소차는 전기를 동력으로 이용한다는 점이 공통점이지만 전기를 얻는 방법에서 궁극적인 차이가 있습니다. 전기차는 전기를 배터리에 저장하고 저장된 전기를 동력으로 활용하는 2차전지를 이용하지만 수소차는 수소와 공기 중 산소를 반응시켜 전기를 만들어 이용하는 연료전지가 쓰입니다.

 

 

전기차(Electronic Vehicle)

 전기를 동력으로 하는 자동차로, 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜 구동에너지를 얻습니다.

전기차는 주행 시 이산화탄소(CO2)나 질소산화물(NOx)를 배출하지 않아 친환경적이며 전기모터로만 구동할 경우 저렴하게 사용할 수 있어 경제적입니다.  전기모터를 사용하기 때문에 엔진에 의한 소음과 진동이 없으며 전 구간 최대토크 출력이 가능한 전기모터 특성 덕분에 다단 변속기가 필요하지 않습니다.

차량 수명 또한 상대적으로 길고 사고 시 폭발의 위험성이 적은 장점이 있습니다.

하지만 단점 역시 많은 부분인데요.

전기차의 에너지 중 가장 중요한 공급원인 배터리 문제입니다. 배터리의 경량, 소량화 그리고 짧은 완충타임이 앞으로 전기차가 실용화되기 위한 필수 불가결한 상태입니다. 최근에는 에너지밀도가 높은 리튬이온배터리를 적용해 주행거리가 400km 수준으로 늘어났지만 향후 배터리 성능 발전 없이는 더 이상 주행거리를 늘리기는 힘듭니다. 때문에 이에 대한 기술협약들이 많이 논의되고 있습니다. 또한 주행거리가 긴 모델들은 80%까지 급속 충전하는데 1시간 정도 걸립니다. 내연기관 자동차 주유시간 대비 몇 배나 긴 시간이고 아직 충전 인프라도 적다는 단점이 있습니다.

 

 

 

수소전기차(Fuel Cell Electric Vehicle)

수소전기차란 수소를 연료전지로 사용해 전기모터로 자동차가 구동되는 것으로 차량에 저장된 수소와 대기 중의 공기의 결합으로 생성된 전기로 운행하는 무공해 차량으로 전기 생성 과정 중 배출하는 것은 순수한 물뿐인 친환경 자동차입니다.

 

수소차의 가장 큰 장점은 내연기관 차량과 유사한 수준의 항속거리 뿐만 아니라 수소 충전시간 또한 내연기관 차량의 주유시간과 동등한 3~5분으로 400km이상 (우리나라 현대자동차 넥쏘의 경우 최대 609km) 갈주행 가능합니다. 또한 수소차는 전기를 만드는 과정에서 대기 중에 있는 초미세 먼지(PM2.5)를 99.9% 이상 제거하는 기능이 있어 ‘달리는 공기청정기’로 불리기도 합니다.

이런 장점이 많은 그리고 친환경적인 수소차도 단점이 많이 존재하는데요.

 수소차는 전기를 생산하기 위해서 촉매제로 백금을 사용하는데 생산 단가가 높은 단점을 가지고 있습니다.또한 수소 충전소 인프라 구축에 드는 비용이 높아 아직 전기차에 비해 대중화가 되지 않고 있습니다.

 

 

전기차와 수소차 많은 분들이 아직 의구심이 있습니다.

전기차는 감전되지 않을까? 수소가 폭발성이 큰 물질인데 폭발하지는 않을까? 배터리는 안전할까 등등

많은 의문점들도 있을거에요.

전기차는 물리적으로 액체 유입에 따른 감전을 예방하는 충전구 설계와 감전 예방 절차 적용으로 비오는 날에도 충전시 위험이 없습니다. 차량 협조제어(Fail-Safe기능; 일부 고장이 발생해도 확산되지 않게 설계), 능동보호(BMS제어), 수동보호(전압 센싱 라인 퓨즈, 고전류 차단 퓨즈 적용) 그리고 배터리 셀 강건 설계하여 감전 걱정은 전혀 없다고 여겨지는데요.

 전기차 배터리의 경우 안전설계 뿐만 아니라 충돌 시험, 수밀 시험, 침수 시험, 연소 시험 등 다양한 상황에서 안정성 검증시험을 거친 후에 전기차에 적용되는 부분도 안전한 이유입니다.

또한 전기차도 일종의 전자제품이라 전자파 노출을 걱정 할 수 있지만, 전기차에서 발생하는 전자파는 국제 권고기준에 비교해도 매우 낮은 수준이기에 전자파 걱정은 할 필요가 없습니다.

 배터리 또한 고장이 난 경우가 아닐시 매일같이 77.2km를 운행한다고 가정하여도 약 22년간 배터리 교체 없이 전기차를 탈 수 있습니다. 배터리에 대해서는 안전성의 문제보다 충전시간이 길고 주행거리의 한계가 있는 문제가 있지요.

 

많은 사람들이 전기차를 망설이는 이유 중 하나가 충전소 인프라 구축을 잘 되어있는지 궁금할거에요.

작년 3월 기준으로 전국에 약 9,450개 주유소에 근접하게 설치가 되었습니다. 전기차 충전소 모니터링 검색하면 위와 같이 충전소 위치와 사용여부를 바로 확인 할 수 있습니다.

 

수소차 또한 700bar의 고압으로 압축시킨 수소를 저장한 탱크가 터져 위험하지 않을까? 안정성 문제로 많은 의문이 있을텐데요. 수소전기차에 사용되는 수소는 일반적인 수소와는 다른 ‘수소분자’입니다. 삼중수소와 중수소 등이 1억 도의 온도와 수천 기압의 압력 하에서 핵융합 반응을 일으켜야 하는 수소폭탄과는 다른 개념입니다.

수소차는 수소가 탱크 외부로 새어 나오지 않는 내투과성, 차량 화재 발생 시 탱크가 폭발하지 않는 내화염성, 주행 중 충돌 사고 등에도 탱크가 안전한 내충격성 등 주요 안전항목 뿐 아니라 UN의 세계 통합 규격까지 만족시키고 있습니다.

하지만 수소차의 가장 큰 문제점은 충전 인프라가 매우 부족하다는 점입니다. 고압 충전이 필요한 수소 연료 특성상 충전소 설치 비용이 높기 때문에 정부차원에서 확대하지 않으면 실제로는 어렵습니다. 

 

결론

전기차 수소차 모두 친환경성이 우수한 자동차입니다.

그러나 아직 해결해야 할 부분들이 남아 있습니다. 전기차의 경우 배터리 개발을 통해 충전시간과 주행거리 등의 단점을 개선해야하며, 수소차의 경우 인프라 구축에 힘을 써야할 때입니다.

수소차가 활성화 되기 위해서는 수요에 따른 수소량이 공급되어져야 할 것입니다. 지금의 전기분해를 통해 얻는 수소보다 더 저렴하고 친환경적인 수소 공급방법을 찾는 것이 수소차의 큰 과제 중 하나입니다.

 

 

수소차, 전기차 비교

 

수소차 전기차 장점, 단점 어떤게 더 친환경일까? 전기차보다 나은 이유

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