최근 전 세계적으로 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지면서 전기차와 함께 수소차가 주목받고 있습니다. 특히 한국에서는 수소 경제 활성화 정책으로 인해 수소차의 도입이 가속화되고 있죠. 하지만 화려한 홍보와는 달리, 수소차에는 우리가 잘 모르는 불편한 진실들이 숨겨져 있습니다. 오늘은 WTW 관점(Well-to-Wheel 관점)에서 수소차의 현실을 낱낱이 파헤쳐 보겠습니다.
1. WTW 관점이란?
WTW(Well-to-Wheel)란 에너지의 생산부터 차량 운행까지 전 과정에서 발생하는 탄소 배출량과 에너지 효율을 평가하는 개념입니다.
Well-to-Tank(WTT): 에너지원의 생산부터 연료 탱크에 넣기까지의 과정
Tank-to-Wheel(TTW): 차량이 연료를 소비하여 주행하는 과정
Well-to-Wheel(WTW): WTT와 TTW를 모두 합쳐 전체 생애 주기를 평가
단순히 주행 중 탄소 배출이 없는 것만으로 친환경성을 논할 수 없다는 점에서 중요한 평가 지표입니다.
2. 수소 생산 과정의 불편한 진실 (Well-to-Tank)
수소차의 가장 큰 문제점은 바로 수소 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출입니다.
화석연료 기반 수소 생산(그레이 수소)
대부분의 수소는 천연가스를 개질하여 생산됩니다. 이 과정에서 다량의 이산화탄소가 배출되며, 오히려 전기차보다 더 많은 탄소를 배출하는 경우도 있습니다.
청정 수소(블루/그린 수소)의 한계
블루 수소: 이산화탄소를 포집하여 저장하지만, 포집 효율이 100%가 아니며 경제성이 떨어집니다.
그린 수소: 재생에너지를 이용하여 물을 전기분해하지만, 전력 소모가 커서 현재로선 비경제적입니다.
WTW 관점 분석
수소 생산 과정에서 이미 상당한 양의 탄소가 배출되어, 주행 중 배출이 없더라도 전체적으로 친환경적이지 않습니다.
3. 수소 저장과 운송 문제 (Well-to-Tank)
수소는 매우 가벼워서 저장과 운송이 어렵습니다.
고압 압축(700bar) 또는 액화(-253°C) 과정에서 막대한 에너지가 소모됩니다.
누출 위험성: 수소 분자가 작아 저장 탱크에서의 누출 위험이 큽니다.
운송 효율 저하: 수소를 운반할 때 대형 탱크로 운반해야 하며, 이 또한 에너지 소모를 증가시킵니다.
WTW 관점 분석
저장 및 운송 과정에서도 많은 에너지가 소모되어 탄소 배출이 증가합니다.
4. 수소차의 주행 효율 문제 (Tank-to-Wheel)
수소차는 연료 전지를 통해 전기를 생산하고, 이를 이용해 모터를 돌립니다. 하지만 이 과정에서 상당한 에너지 손실이 발생합니다.
연료 전지 효율: 약 60% 수준으로, 전기차의 배터리 효율(85~90%)보다 낮습니다.
복잡한 시스템: 수소 저장 탱크, 연료 전지 스택, 모터 등 복잡한 구조로 인해 추가적인 에너지 손실이 있습니다.
WTW 관점 분석
전기를 직접 사용하는 전기차보다 에너지 효율이 낮아, 동일 주행거리를 위해 더 많은 에너지가 필요합니다.
5. 인프라와 경제성 문제
수소 충전소 구축 비용은 막대하며, 현재 인프라도 매우 부족합니다.
충전소 설치 비용: 수십억 원에 달하며, 유지 관리 비용도 만만치 않습니다.
충전 시간과 비용: 전기차보다 충전 속도는 빠르지만, 충전소 접근성이 낮아 오히려 불편할 수 있습니다.
WTW 관점 분석
인프라 구축을 위한 추가 에너지 소비와 경제성 문제는 결국 탄소 배출과 직결됩니다.
6. 수소차의 미래는?
현재 수소차는 기술적, 경제적 한계로 인해 전기차와 비교할 때 확실한 우위를 점하지 못하고 있습니다.
상용차나 대형 차량에 적합: 무거운 배터리를 싣기 어려운 대형 차량에서는 수소차가 유리할 수 있습니다.
재생에너지 기반 수소 생산이 필수: 그린 수소 생산이 활성화되지 않는다면 수소차의 친환경성은 의문입니다.
수소차는 주행 중에는 탄소를 배출하지 않지만, WTW 관점에서 보면 그리 친환경적이지 않습니다. 생산과정에서 발생하는 탄소 배출과 효율 문제를 고려하면, 전기차에 비해 현실적 대안이 되기 어렵습니다. 수소 경제를 실현하려면 그린 수소 생산과 인프라 확충이 선행되어야 하며, 이를 위한 정책적 지원과 기술 개발이 필수적입니다.
친환경이라는 수소차의 이미지 뒤에 감춰진 불편한 진실을 직시하고, 더 현실적인 대안을 고민해야 할 때입니다.