[일본] 2016년 수소연료차(FCV), 차세대 친환경차로 주목

GM, 다임러, 도요타 등 수소연료차 개발 현황

연료전지 파워트레인 소형화 가속화 추세

 

  

수소연료차 (FCV)는 전기차와 더불어 대표적인 차세대 친환경차로서 주목받고 있으나, 배터리 개선과 인프라 확대로 눈부신 속도로 발전하는 전기차 산업에 비해서는 상대적으로 개발이나 관심도, 관련 인프라의 발전이 지연되는 편임.

 

     

□ 수소연료차의 이점과 특징

     

 ○ 수소연료차의 이점

     

친환경 자동차 차량 크기, 주행가능거리, 가능용도별 비교

    

자료원: Mark Lines, KOTRA 디트로이트 무역관 편집

     

  - (높은 효율성) 연료인 수소의 높은 효율성으로 이론상 85% 효율을 나타내며, 이는 기존 가솔린 엔진의 27%, 디젤 엔진의 35%보다 현저히 높음.

  - (대형차 적용 가능) 연료 무게가 상대적으로 가벼워 소형/중형차 중심인 전기자동차에 비해 대형 트럭에도 쉽게 적용이 가능함.

  - (무한정 원료) 리튬 이온 배터리를 널리 사용하는 전기자동차의 경우 리튬 자원의 고갈 위험이 있으나, 수소의 원료가 되는 물은 쉽게 획득 가능한 자원임.

  - (환경오염 제로) 가솔린 엔진과 달리 지구 온난화의 주범인 배기가스 대신 물을 방출하므로 매우 친환경적

  - (주행거리) 주행거리는 수소연료차의 대표적인 이점 중 하나로, 1회 충전 시 주행가능거리는 도요타 미라이의 경우 480㎞, 현대 투싼 ix의 경우 415㎞로 양호한 수준임.

     

□ 각 완성차 업체별 수소연료차 개발 현황

     

 ○ General Motors

  - (업계 최초) GM은 1964년 자동차 업계 최초로 수소연료차를 개발하기 시작했으며, 2016년 현재까지 총 300만 마일의 수소연료차 주행시험 기록을 보유하고 있음.

  - (최근 행보) 2016년 GM은 Chevrolet Colorado 픽업트럭 모델을 군용 수소연료차로 개조, 12개월 동안 주행 시험을 진행하겠다고 발표함.

          

GM 수소연료차 현황 및 개선 계획

모델명	2007 Equinox	2016 군용 개조 수소연료차	차세대 수소연료전지차
연료전지 용량	93㎾	85~92㎾	80~95㎾
연료 전지 최대온도	86도	95도	105도(목표)
총 주행가능거리	3만 마일	15만 마일	15만 마일
연료 전지 파워트레인 중량	240㎏	120㎏	105㎏
운용 가능 최대 저온	영하 25도	영하 40도	영하 40도

 

자료원: Mark Lines

     

 ○ Daimler

  - (닛산과 협력) 다임러는 수소연료차 관련 연구 개발을 1980년부터 개시한 것으로 알려짐. 2003년 2세대 수소연료차를 개발했으며, 현재 일본의 3대 완성차 제조업체인 닛산과 공동으로 수소연료차를 개발 중 (2017년경 출시 예정)

  - (파워트레인 소형화) 2016년 현재 개발 중인 수소연료차는 2세대보다 연료전지 파워트레인의 총 규모를 30% 수준 소형화한 것으로 알려짐.

     

도요타의 대량양산용 수소연료차 모델 미라이

자료원: toyota

     

 ○ Toyota

  - (야심작 미라이) Toyota는 수소연료차 관련 대량양산용 모델 미라이(Mirai)를 2014년 12월 출시했으며, 연간 생산규모를 2016년 700대에서 2017년 3000대로 늘리겠다고 발표

  - (미라이 판매 전망) 미라이의 전 세계 판매량은 2020년경 연간 3만 대 수준을 돌파할 것으로 전망

     

 ○ Honda

  - (Clarity FCV) 혼다자동차는 2016년 3월부터 Clarity 모델의 수소연료차 버전의 리스를 개시했으며, 2016년 중 약 200대 리스를 목표로 하고 있음.

  - (연료전지 소형화) 기존 연료전지 파워트레인의 소형화를 통해 일반적인 6기통 엔진(V6) 크기까지 줄이는데 성공함. 이를 통해 탑승자를 위한 차 내부공간 확보가 이루어짐.

     

 ○ 현대·기아자동차

  - (투싼ix FCV) 현대자동차는 1998년부터 수소연료차 관련 연구를 개시, SUV 모델인 투싼의 수소연료차 버전을 2013년 출시했으나 높은 가격과 낮은 인프라로 인해 전 세계 판매량은 2015년 기준 2년간 270여 대를 기록. 미국 시장에서는 친환경차 산업이 발달한 캘리포니아 주에 한정 출시됨.

  - (차세대 투싼) 현대자동차는 현재 2018년 출시를 목표로 투싼 ix FCV의 차세대 버전을 개발 중에 있으며, 수소연료 탱크와 연료전지 소형화를 추진 중인 것으로 알려짐.

  - (공동개발 계획은 없어) 현대자동차 관계자에 따르면, 수소연료차 개발 관련 경쟁 OEM사로부터 공동개발 권유를 여러 건 받았으나, 현 시점에서 이 회사에 도움이 되지 않는다고 보고 거절한 것으로 알려짐.

     

 ○ 그 외 자동차 업계 수소연료차 공동개발 현황

  - GM과 혼다는 2020년경 공동개발한 수소연료차를 출시할 예정이며, 수소연료차 관련 특허를 교환하고 있음.

  - BMW와 도요타는 수소연료차 개발 관련 파트너십을 맺고 1개 양산용 모델을 공동 개발할 계획(시기: 2020년 이후)

     

□ 수소연료차의 한계점

     

 ○ 수소연료차 인프라 열악

  - 수소연료차 전문 충전소는 미국의 경우 2016년 현재 25개소(Public Station 기준)에 불과해 충전 인프라가 매우 열악한 상태로, 수소차 보급 확대를 위해 충전 인프라 확대가 필수적

  

 ○ 비용 부담

  - 대량 양산용 수소연료차 모델인 도요타 미라이의 경우에도, 미국 내 판매가격이 6만 달러에 근접해 소형차 기준 2~3만 달러대의 가격에 도달한 전기자동차나 일반 내연기관 자동차 대비 구매 시 경제성에서 매우 불리한 편

  

 ○ 수소연료차의 안전성 문제: 폭발 위험

  - 큰 교통 사고 시 수소 폭발 위험성이 존재하므로, 폭발 위험이 있는 기체형태가 아닌 격자구조물질에 수소를 저장하는 수소저장합금장치 등이 개발되는 단계임.

     

□ 시사점 및 전망

     

 ○ 수소연료차의 대중화 시점은 2025~2030년경

  - BMW 등 자동차 업계에서는 수소연료차(FCV)의 대중화 시점을 충전 인프라 확대와 가격경쟁력 확보, 기술 개선이 이루어진 2025~2030년 사이로 전망하고 있음.

     

 ○ 일본이 사실상 글로벌 수소연료전지차 산업의 선두주자

  - 2016년 현재 도요타 미라이, 혼다 Clarity FCV 등 일본 완성차 업체가 현재 수소연료전지차 산업의 주도권을 쥐고 있는 것으로 파악

  - 미국 기업으로는 GM, 독일 기업으로는 다임러가 적극적으로 수소연료차 개발에 나서고 있으나, 대량 양산면에서 일본 기업에 크게 뒤쳐진 상태. 특히 미국 내 수소연료차 공용 충전시설 역시 100여 대를 보유한 일본의 1/4 수준으로 25개에 불과(US Department of Energy)

  - 한국 기업으로는 현대·기아 자동차가 양산형 투싼 수소연료차 버전을 개발했으나, 정부지원 및 인프라 면에서 일본에 뒤처지는 편. 특히 수소연료차 보급 확대에 필수적인 한국 내 충전소의 수는 2016년 기준 10개 수준에 불과

  - 따라서 수소연료차 산업 선두국가가 되기 위해서는 일본 자동차 기업 및 정부의 지원 현황 등 관련 움직임을 예의주시하고 벤치마킹할 필요가 있음.

     

 ○ FC EXPO 등 관련 기술 전시회 및 세미나를 통해 관련 트렌드 파악

  - FC Expo는 매년 초에 열리는 수소연료차 산업을 대표하는 기술 전시회로, 미국·일본·유럽의 관련 업체들이 대거 참여해 글로벌 수소연료차 산업의 트렌드를 쉽게 파악할 수 있음. 2017년 행사는 3월 1~3일 일본 도쿄에서 개최될 예정

 

     

자료원: Mark Lines, Wards Auto, Automotive News, Toyota, Moneytoday, US Department of Energy 및 KOTRA 디트로이트 무역관 자료 종합

 
[출처 : KOTRA GlobalWindow(www.globalwindow.org) 2016. 06. 01]