2016년 수소연료차(FCV) 산업의 현재와 미래는? - GM, 다임러, 도요타 등 수소연료차 개발 현황 - 연료전지 파워트레인 소형화 가속화 추세 -

[수봉]

제목

2016년 수소연료차(FCV) 산업의 현재와 미래는?

게시일

2016-06-01

국가

미국

작성자

원동호(디트로이트무역관)

2016년 수소연료차(FCV) 산업의 현재와 미래는?

- 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