전기차와 수소차의 장단점과 차이 비교

지구온난화와 기후변화에 대한 경각심으로 인해 석탄과 석유의 화석연료 시대가 저물고 있습니다. 휘발유나 경유를 연료로 사용하고 있는 자동차도 친환경 연료를 사용하려는 움직임을 보이고 있는데요. 전기차와 수소차가 대표적입니다. 환경부는 2025년까지 전기차 113만 대 보급을 목표로 하는 등 친환경 자동차 시대는 벌써 우리 앞에 와 있는 것 같습니다. 오늘은 대표적인 친환경 차인 전기차와 수소차의 특징과 장단점 등을 비교하여 살펴보겠습니다.

 

 

목차

1. 전기차와 수소차

2. 전기차와 수소차의 장단점 비교

    1) 구동 원리
    2) 리튬이온 배터리와 연료전지
    3) 충전 비용과 충전 시간, 주행거리
    4) 충전소
    5) 시내 주행
    6) 승용차, 트럭, 버스
    7) 기타

3. 전기차와 수소차에 관한 또 다른 견해

 

 

1. 전기차와 수소차

 

전기차와 수소차의 동력원은 모두 전기입니다. 그러나 전기차는 휴대폰처럼 충전된 배터리에 있는 전기로 운행하고, 수소차는 수소를 이용해 전기를 만들어 달립니다.

 

둘 다 엔진이 아닌 모터로 달리므로 기존의 내연기관 자동차에 비해 부품 구조가 훨씬 간단합니다. 특히 수소차보다 전기차가 더욱더 그러한데요. 그래서인지 유튜브를 조금만 검색해보면 엔진을 사용하는 내연기관 차보다 전기차의 고장 빈도가 훨씬 낮다는 영상을 찾아볼 수 있습니다. 이처럼 비교적 단순한 부품구조는 테슬라로 대표되는 수많은 신생 기업들을 전기차에 뛰어들게 하고 있습니다.

 

반면 수소차는 전기를 만들어내는 기술 탓에 전기차보다는 진입장벽이 조금 있는 편입니다. 현재 수소차 분야에서 두각을 나타내는 업체는 현기차와 토요타 정도입니다.

 

전기차의 구조, 출처 : 무공해차 통합누리집

 

2. 전기차와 수소차의 장단점 비교

 

1) 구동 원리

 

전기차는 리튬이온 배터리에 충전된 전기를 이용하여 주행합니다. 배터리와 모터가 엔진 역할을 하므로 따로 엔진이 없으며 그래서 소음이 적고 대기오염물질을 배출하지 않습니다.

 

수소차는 수소탱크에 충전된 수소를 전자와 수소이온으로 분리한 뒤, 전자를 외부 회로에 전달하여 전기를 만들어 구동합니다. 분리된 수소이온은 대기 중의 산소와 결합하여 유일한 배출물인 물을 만듭니다.

 

< 수소차의 구조, 출처 : 무공해차 통합누리집 >

 

2) 리튬이온 배터리와 연료전지

 

전기차와 수소차의 동력원은 모두 전기이지만, 전기를 만드는 방식에서 차이가 있습니다. 전기차는 리튬이온 배터리에 저장된 전기를 꺼내 쓰는 형태이고, 수소차는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 변환 장치인 연료전지를 이용해 수소로 전기를 만들어 냅니다.

 

리튬이온 배터리는 폭발에 취약하지만, 최근 들어 전기차 배터리의 품질이 개선되어 높은 충격과 열에 견디는 등 안전성이 크게 좋아졌습니다. 수소차 역시 고온 고압에서 수소 저장 탱크의 안전성이 검증되었습니다.

 

3) 충전 비용과 충전 시간, 주행거리

 

전기차의 충전 비용은 KM당 25원으로서 KM당 73원인 수소차보다 저렴합니다. 물론 두 차 모두 내연기관 차에 비해 저렴한 연료비를 자랑합니다(연비가 1ℓ에 10km인 내연기관 차의 리터당 연료비가 1,600원이라고 하면 연료비는 KM당 160원입니다) .

 

하지만 전기차는 충전 시간이 수소차에 비해 길다는 단점이 있습니다. 급속 충전을 할 경우 30분, 완속 충전은 4~8시간 정도 소요되는데요. 1회 충전 시간이 5분에 불과한 수소차와 비교하면 조금은 길다는 느낌을 받습니다.

 

1회 충전 시 운행할 수 있는 거리 또한 전기차는 약 350km, 수소차는 약 600km로 수소차가 거의 2배 가까이 더 주행할 수 있습니다. 충전 시간과 주행거리 때문에 장거리를 운행하는 데는 전기차보다는 수소차가 더 유리해 보입니다.

 

4) 충전소

 

현재 수소차가 해결해야 할 문제점 중 하나가 바로 충전소입니다. 수소차는 전기차에 비해 충전소가 많지 않습니다. 이 점이 수소차의 보급을 막는 원인 중 하나인데요. 앞으로 점차 인프라가 정비되면 나아질 것으로 보입니다.

 

전기차와 수소차 충전소 검색 : 무공해차 통합누리집(https://www.ev.or.kr/)

 

5) 시내 주행

 

앞에서 충전 시간과 운행 거리 때문에 장거리 운행에는 수소차가 유리하다고 하였습니다. 반대로 시내 주행에서는 전기차가 좀 더 유리해 보입니다. 전기 모터를 사용하는 전기차는 모터 속성상 출발 초기 가속력이 우수합니다. 또한 브레이크를 밟을 때마다 운동에너지를 전기에너지로 바꿔 배터리를 충전시키는 회생 제동 기능도 가지고 있어서 도심에서 운행하는 데 더 우수합니다.

 

6) 승용차, 트럭, 버스

 

전기차에서 배터리는 필수 장치입니다. 그런데 차량이 커질수록 배터리 용량도 커져야 하므로, 배터리 용량과 비용, 충전 시간 등을 고려하면 트럭이나 버스를 전기차로 만들기는 어렵습니다.

그래서 대형트럭이나 버스에는 연료탱크만 크게 키우면 되는 수소차가 더 어울립니다(그러나 전기로 운행하는 시내버스도 있는 것을 생각한다면, 기술이 발전함에 따라 이 문제도 해결할 수 있지 않나 생각해봅니다).

 

< 현대 수소 트럭, 출처 : 현대 수소 트럭&버스 홈페이지 >

 

7) 기타

 

이 외에도 수소차는 자동차 자체가 전기발전소 역할을 한다는 장점도 있습니다. 그러나 전기를 만드는 촉매제로 비싼 백금을 사용하기 때문에 생산 단가가 높다는 단점 또한 있고요.

 

전기차는 리튬이온 배터리가 겨울에 성능이 저하되고 난방 또한 전기로 해야 한다는 문제점을 안고 있습니다.

 

3. 전기차와 수소차에 관한 또 다른 견해

 

엔진이 빠진 전기차는 부품 구조가 간단해 굳이 기존의 완성차 업체가 아니더라도 쉽게 만들 수 있습니다. 테크월드뉴스(http://www.epnc.co.kr)에 따르면, 부품 구조가 간단해졌다는 말은 2가지 의미를 가지고 있습니다.

 

기존 완성차 입장에서 보면, 배터리 기술만 있으면 쉽게 자동차를 만들 수 있으므로 진입장벽이 낮아진 측면이 있습니다. 이것은 기존 완성차 업체의 주도권 상실을 의미합니다. 또한 2만여 개의 부품 생산을 통한 생산유발 효과가 전기차 시대에선 사라집니다. 정부 입장에서 이것은 수많은 실업자가 양산될 수 있다는 것을 의미합니다.

 

이 문제에 대한 대안으로 테크월드뉴스는 기존 완성차 업계와 정부가 수소차를 밀 것으로 예측합니다. 수소차는 전기차보다 진입장벽이 높고, 많은 부품으로 여전히 수많은 인력이 필요하기 때문이죠.

 

< 전기차와 수소차 비교, 출처 : 현대 트랜시스 블로그 >

 

전기차와 수소차가 가진 단점들은 기술의 발달과 인프라 확장으로 가까운 시일 안에 점차 해소될 것으로 내다보고 있습니다. 본격적으로 대중화하기까지는 다소 시간이 걸릴 것으로 예상되지만, 전기차와 수소차의 주도권 싸움은 기존 완성차 업체와 신흥업체 간 경쟁으로 한껏 달아오르고 있습니다.

 

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