1998년 수소연료전지차 개발에 착수한 현대차가 지난 7일 세계 최초로 양산에 성공한 투싼ix 수소연료전지차가 유럽 수출길에 올랐다.
2000년 11월 싼타페를 베이스로 한 수소연료전지차를 처음 선보인 후 미국, 유럽, 한국 등의 시범운행 사업에 꾸준히 참가하며 기술력을 축적한 현대차가 세계 유수의 완성차 업체도 해 내지 못한 성과다.
세계 자동차 업계는 가장 늦게 수소연료전지 기술에 뛰어든 현대차가 가장 앞선 기술을 개발하고 양산에도 성공하자 이를 첨단 미래 자동차 시대를 선도하는 역사적인 사건으로 주목을 하고 있다.
10년 늦었지만 세계 최초 양산에 성공=경쟁사보다 10년 이상 늦게 개발을 시작했지만 지난 16년 간 전세계 다양한 도로환경에서의 테스트와 시범운행을 통해 성능, 품질, 내구성을 검증해 왔고, 최근 그 동안 개발된 차량들의 총 누적 주행거리가 430만km를 돌파하는 등 이 분야에서 최고의 기술 경쟁력을 확보한 덕분이다.
현대차는 2000년 11월 싼타페를 모델로 수소연료전지차를 처음 선보인 후 2006년에 독자 기술로 투싼 수소연료전지차를 선보였고, 이번에 양산하는 투싼ix 수소연료전지차는 2010년 3월 제네바모터쇼에서 첫 선을 보여 전세계로부터 주목을 받은 독자 3세대 모델이다.
현대차는 덴마크와 스웨덴을 시작으로 수소연료전지차에 대한 관심이 높은 유럽의 정부기관, 관공서 등을 중심으로 판매를 시작하며 2015년까지 글로벌시장에서 총 1000대 규모의 수소연료전지차를 판매한다는 목표를 세워 놓고 있다.
궁극의 미래 첨단 친환경 자동차=수소연료전지차는 기존 석유를 사용하는 내연기관 자동차와는 개념부터 다른 신개념 미래형 친환경차로 수소를 사용해 순수한 물(수증기)만 배출되는 완전 무공해 자동차로 하이브리드, 전기차 등을 넘어서는 궁극적인 미래 자동차로 인식되고 있다.
까다로운 기술과 높은 안전성을 요구하기 때문에 GM, 도요타, 혼다, 벤츠 등 글로벌메이커들은 2015~17년 상용화를 목표로 차량을 개발 중이지만 연료전지 스택 개발 등 차량 독자 기술력, 양산을 위한 생산 기술 확보 등의 어려움으로 지금까지 양산에는 성공을 하지 못했다.
기존의 가솔린 내연기관이 석유(가솔린) 등 혼합연료를 폭발시킨 힘으로 구동축을 돌리는 데 비해, 연료전지는 전기모터가 구동축을 돌리게 되어 있다. 이 때 전기모터를 돌리는 에너지를 생산해 내는 것이 바로 연료전지이다.
연료전지 작동 원리는 전해질을 사이에 두고 두 전극이 샌드위치의 형태로 위치하며 두 전극을 통해 수소이온과 산소이온이 지나가면서 전기를 발생시키고 부산물로서 열과 물을 생성한다.
완전 무공해 실현, 1회 충전에 594km=세계 최초로 양산되는 투싼ix 수소연료전지차는 1회 수소 충전으로 최대 594km까지 주행이 가능하고, 가솔린 기준으로 환산하면 27.8km/ℓ(NEDC 유럽 연비 시험 기준, The New European Driving Cycle)의 고연비를 실현했고, 영하 20도 이하의 탁월한 저온 시동성 확보 등 세계 최고 수준의 효율성을 갖췄다.
현대차가 독자 개발한 100kW급 연료전지 시스템과 2탱크 수소저장 시스템(700기압)이 탑재됐고 영하 20도 이하에서 저온 시동성 확보, NEDC 유럽 연비 시험 기준으로 100km를 주행하는데 0.96kg 수소가 사용되는 등 세계 최고 수준의 효율성을 자랑한다.
연료전지차의 핵심인 연료전지 스택, 운전장치, 인버터 등 ‘연료전지 시스템의 모듈화’로 탑승자들에게 보다 넓고 안락한 실내공간을 제공하며, ‘상압식(ambient pressure) 연료전지 작동방식’을 사용해 연비는 높이고 소음은 줄이는 등 상품성을 높였다.
현대차는 투싼ix 수소연료전지차 개발을 위해 120여 개 국내 부품사와의 기술개발 협력을 통해 핵심 부품의 95% 이상을 국산화하는 등 독자 기술 확보에도 노력을 기울여 왔다.
수소연료전지차 전용 라디에이터 그릴, 범퍼, 포그램프, 슈퍼비전 클러스터, 7인치 네비게이션 등을 새롭게 개발 적용해 상품성을 높였고, 수소연료전지차의 핵심인 연료전지 스택, 운전장치, 인버터 등 ‘연료전지 시스템의 모듈화’로 기존 가솔린차량 엔진크기와 유사한 수준의 시스템을 적용해 생산성 및 정비 편의성도 향상시켰다.
환경기술의 메카 마북 환경연구소=현대차가 세계 유수의 글로벌 메이커들보다 앞서 연료전지차 양산에 성공할 수 있었던 것은 경기도 용인에 위치한 현대기아차 마북 환경기술연구소의 공이 크다.
‘현대·기아자동차 환경기술연구소’는 연료전지 및 친환경 기술 개발의 미래를 책임지고 있는 친환경 R&D 메카다.
친환경 차량 개발 등 자동차 환경관련 전 부문에 걸쳐 독자적으로 연구를 수행하기 위한 연구소를 설립한 것은 세계 자동차 업계에서 이 것이 처음으로 알려져 있다.
이 연구소는 지난 2003년 6월 글로벌 환경기업으로의 도약을 위한 환경경영을 선포한 이후 같은 해 7월 착공, 2년 여 동안 약 600억원의 시설투자비 및 공사비 등이 투입돼 2005년 9월 완공됐다.
700기압 수소 충전소와 연료전지 내구시험기, 전기동력시스템 환경시험기 등 환경관련 핵심 시스템 및 부품개발을 위한 시설은 물론 다양한 친환경 설비를 갖추고 있다.
주목할 만한 연구시설은 700기압 수소 충전소로 현대-기아차는 남양연구소의 700기압 수소 충전소와 함께 본격적인 수소 공급체계를 구축하게 됐다.
수소 충전소는 향후 수소 에너지 공급 시설 설치 및 확대를 위한 기준 모델을 제시할 뿐만 아니라, 수도권 내에서 연료전지차 시범운행을 실시, 다양한 도로상황과 노면에서 주행 기회를 확보해 연료전지차 상용화를 앞당기는 기대 효과도 가져올 수 있게 됐다.