독일, 수소 자동차 연료 혁명을 일으키다

- 일반 자동차 주유 방식으로 3분이면 연료 보급 완료 -

- 전기 자동차와 함께 수요 증가 예상 -

 

 

 

□ 연료 전지 자동차의 새로운 희망 카바졸

 

 ○ 충전이 아닌 급유 펌프를 이용한 새로운 연료 공급 기술

  - 기존 수소(Hydrogen)의 화학 에너지가 전기에너지로 직접 변화돼 전류를 생산하는 연료 전지는 저장과 공급이 어렵고 폭발 위험이 많아 자동차 연료 사용에 애로 존재

  - 독일 에어랑엔 대학(Erlangen Universitaet)의 공정 공학 교수 Wolfgang Arlt는 카바졸(Carbazole)을 이용, 자동차 전력 공급을 위해 높은 압력과 많은 운송 비용이 드는 수소를 손쉽게 에너지로 변환, 저장 그리고 공급하는 기술을 개발함.

  - 카바졸은 헤테로고리의 화합물로 석탄의 건류로 얻어지며, Arlt 교수는 이 기술을 통해 액체 형태로 연료의 공급이 가능하며, 미래의 전기 자동차는 배터리 충전이 아닌 카바졸로 연료의 공급이 될 것이라고 밝힘

  - 독일 교통건설도시개발(BMVBS) 국무장관인 Rainer Bomba는 이 기술을 위해 40만 유로 규모의 투자를 지원하기로 했으며, 이 기술의 세계 선도를 위해 더 많은 투자가 이뤄져야 한다고 밝힘.

 

 ○ 새로운 연료 기술의 장점과 원리

  - 풍력 및 태양 에너지를 통해 만들어지는 에너지는 전기 생산 시스템을 통해 수소와 물로 분리되며, 분리된 수소 에너지는 특수 공정을 거쳐 카바졸(아래 도표의 적색) 저장됨.

  - 에너지가 저장된 카바졸(아래 도표의 적색)은 주유소로 운반, 자동차에 공급됨. 이 과정에서 이미 에너지를 사용한 수소 카바졸(아래 도표의 청색)은 자동 회수돼 다시 에너지를 채워 공급되는 순환 시스템임.

  - 수송이 위험하고 어려운 수소와는 달리 카바졸은 파이프 라인 또는 탱크에 안전하게 수송 및 저장이 가능하며, 내부 순환 시스템으로 환경에 영향을 받지 않음.

  - 수 시간이 걸리는 배터리 충전이 아닌 일반 주유 방식으로 약 3분 만에 충전이 완료되며, 에너지 효율이 높음.

  - 다임러의 B-Class 자동차는 카바졸을 이용한 연료 충전으로 385㎞를 주행할 수 있어 전기 자동차보다 효용성이 높다고 밝힘. 전기자동차는 6~9시간의 배터리 충전으로 약 150㎞를 주행할 수 있음.

  - BMW, MAN 그리고 Siemens가 이 기술의 발전 가능성을 보고 연구 및 투자를 계획하고 있으며, 운행을 위해 수 시간의 배터리 충전이 필요한 전기 자동차에 비해 장기적으로 밝은 전망이 예상됨.

 

카바졸 기술을 통한 에너지 공급 시스템

자료원: Automobil

 

다임러의 수소 주유 시험 자동차 B-Class

자료원: Daimler

 

□ 새로운 에너지 공급을 위한 기업들의 발 빠른 움직임

 

 ○ 수소 공급을 위한 기업들의 투자 증가

  - Aral, Total 정유 기업들은 연료 전지 자동차의 향후 발전 가능성을 인지, 연료 전지 공급 가능한 수소 주유소 인프라에 대한 투자를 시작함.

  - ‘11년 6월부터 Shell도 독일 베를린에 첫 수소 주유소를 시작으로, 독일의 연료 전지 공급 경쟁에 가세함.

  - 또한 다임러는 산업가스 공급업체인 Linde와 함께 3년 안에 20여 개의 수소 주유소를 위해 수천만 유로의 투자를 발표하고, 2014년 자사의 연료 전지 자동차 출시를 준비하고 있다고 밝힘.

  - Opel도 ‘15년 수소 자동차 출시 계획을 발표한 가운데, 오펠의 수소 및 연료 전지 책임자인 Lars Peter Thiesen은 수소 자동차의 보급 확대를 위해서는 약 2000개의 수소 주유소가 필요하다고 밝힘. 현재 독일에는 약 10개의 수소 주유소가 있으며, 한 개의 주유소를 위해 150만 유로의 투자액이 필요함.

 

Aral과 Total의 수소 주유소

자료원: 각사 홈페이지

 

 ○ 전기 자동차를 위한 지속적인 연구 증가

  - 이 기술로 연료 전지 자동차의 보급이 늘어나면 경쟁 자동차인 전기 자동차의 대책 마련이 시급한 가운데, 최대 단점인 배터리 충전시간의 감축을 위한 기술 개발과 투자가 증가할 전망임.

  - 아우디, BMW, 다임러, 포르셰 그리고 폴크스바겐은 전기 자동차를 위한 연구를 계속 늘리고 있으며, ‘10년 전기자동차 배터리 및 모터 관련 129개의 새로운 기술을 위한 보호를 신청했으며 ‘11년에는 179개로 늘어날 전망임.

  - 에너지 공급 기업인 RWE는 전기 자동차의 배터리 충전 시간이 매우 긴 단점을 보완할 기술을 집중적으로 연구하며, 30분 안에 충전할 수 있는 충전 시설에 대한 프레젠테이션을 발표함.

  - 또 다른 에너지 공급 기업인 Eon도 배터리 충전 시간을 단축 기술을 위해서 투자 계획을 발표했으며, Eon 대변인인 Stefan Pursche는 전기 자동차의 지속적인 확대를 위해서는 고속도로에도 충전소를 만들어야 한다고 밝힘.

 

□ 전망 및 시사점

 

 ○ 카바졸을 이용한 새로운 연료 공급 기술의 개발로 앞으로 연료 전지 자동차의 보급은 더 늘어날 전망이며, 기술 정착과 안전한 보급을 위한 기술 개발과 투자가 증가할 전망임.

 

 ○ 배터리 충전보다 빠르게 수소 충전을 할 수 있는 주유소가 늘어날 전망이며, 우리나라에서도 전기 자동차와 함께 이 분야에 대한 관련 시설에 투자가 필요함.

 

 ○ 하지만 실제 도입까지 약 8~10년의 시간이 걸리는 만큼, 그 안에 전기 자동차를 위한 지속적인 투자와 개발이 필요하며, 특히 배터리 충전 시간을 단축할 수 있는 기술에 대한 연구와 투자가 필요함.

 

 

자료원: Automobil, Spiegel, Handelsblatt 및 KOTRA 프랑크푸르트 KBC 자체정보 종합