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현대자동차그룹이 NEXO(넥쏘), 유니버스, 보트, 농업용 트랙터, 경전술차량 등 수소연료전지를 활용한 다양한 모빌리티를 선보였다.
현대차그룹은 4일 경기 고양시 킨텍스에서 개막한 국내 최대 수소산업 전시회 ‘월드 하이드로젠 엑스포 2025’에서 최대 규모의 부스를 꾸려 다양한 수소 모빌리티의 미래를 제시했다. 더불어 수소 생산과 운송 등 수소 가치사슬 전반에 걸친 경쟁력도 함께 선보였다.
넥쏘는 부스에서 가장 많은 관심을 받았다. 넥쏘는 현대자동차가 2018년부터 생산해 온 수소전기차 전용 모델이다. 수소와 공기 중 산소의 화학반응으로 생성된 전기로 구동하는 SUV로 배기가스 대신 물만 배출한다. 약 5분 내외의 짧은 충전 시간으로 최대 720km를 주행할 수 있다. 일반 전기차와 같이 정숙하고 편안한 승차감을 제공한다.
유니버스 수소전기버스는 세계 최초이자 국내 유일의 고속형 대형버스이다. 빠르고 편리한 충전과 뛰어난 동력 성능을 갖춰 장거리 주행에 용이하다. 1회 충전시 주행가능 거리는 960.4km고 충전시간은 약 20분이다.
지금까지 수소전기버스는 약 2600대가 공급됐으며 연간 탄소를 약 17.3만t 감축했다. 현대는 국내외 4개국에 시내버스 1650대 이상 공급했으며 추후 국내 7여개 기업에 통근버스를 납품할 예정이다.
수소연료전지 기술을 해양 모빌리티 분야로 확장한 수소연료전지 보트는 국내 최초로 선급 승인을 추진 중이다. 최고 속도는 25노트(약 시속 46.3km)이며 순항 거리는 60km다.
일반 수소차 충전소에서도 수소 충전이 가능해 별도의 해상 충전 인프라 없이 바로 운용할 수 있다. 디젤 엔진 보트에 비해 소음과 진동이 적고 탄소 배출이 없어 국제해사기구가 추진 중인 2050년 탄소중립 목표에 부합하는 친환경 해양 기술로 주목받고 있다.
농업용 수소트랙터는 장시간·고부하 농작업에도 안정적인 성능을 제공하며 수소의 빠른 충전으로 연속 운용이 가능하여 농작업 효율과 생산성 극대화가 가능한 차세대 농기계라고 소개됐다. 1회 충전 시 최대 작동 시간은 4시간이며 높이는 약 3m에 달한다.
저소음 및 저진동으로 운전자의 피로도를 줄이는 것이 장점이며 2028년 시장 출시가 목표다.
수소동력 경전술차량은 저소음 기동이 가능해 험준한 지형에서도 은밀성과 기동성을 동시에 확보할 수 있는 군용 플랫폼으로 제시됐다. 수소 동력원 적용을 통해 은밀 기동성과 고기동성, 야지 주행성을 끌어올려 군 작전 수행 능력을 극대화했다는 설명이다. 이 밖에도 수소연료전지 기반 무인 컨테이너 운반차량과 수소전기 트램 등 다양한 수소 모빌리티가 부스에 함께 전시됐다.
수소 모빌리티는 수소를 연료로 사용하는 이동수단을 통칭한다. 수소 모빌리티가 주목받는 이유 가운데 하나는 수소 생산 방식이 재생에너지와 결합할 경우 친환경적일 수 있다는 점이다. 수소 생산 방식으로는 전기 에너지로 물을 수소와 산소로 분해하는 PEM 수전해 방식, 암모니아를 다시 수소로 되돌리는 암모니아 크래커 방식 등이 있으며, 음식물 쓰레기나 하수에서 나오는 바이오가스를 활용해 수소를 생산하는 기술도 개발되고 있다.
PEM 수전해 방식은 물을 전기분해해 수소를 얻는 기술로 재생에너지와의 연계성이 높고 설비가 작으며 관리가 쉽다는 장점이 있다. PEM 수전해 수소 생산 시스템은 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 만든 전기를 사용해 물을 수소와 산소로 나누는 구조다. 기존 알카라인 방식 알칼리성 전해질 용액을 사용해 물을 전기분해하는 방식에 비해 응답 속도가 수십 배 빠르고 대용량으로 공급할 때 설치 면적도 줄일 수 있다.
PEM 수전해 수소 생산 시스템은 재생에너지 설비에서 생산된 전기와 깨끗한 물이 PEM 수전해 설비로 공급되면서 시작된다. 스택이라 불리는 장치에서 전기의 힘으로 물을 전기화학 반응을 통해 수소와 산소로 분해한다. 이렇게 생산된 수소에는 미량의 불순물과 수분이 남아 있어 디옥서 장치에서 남아 있는 산소를 제거하고, 쿨러와 기액 분리기를 통해 수분을 줄인다. 이후 흡착탑을 통과하면서 수소 속 수분을 완전히 제거해 99.99% 이상의 고순도 그린수소를 얻는 구조라고 현대차는 설명했다.
현대차는 PEM 수전해 설비를 1MW급 컨테이너형에서 스케일업이 용이한 5MW급 플랜트형 설비 개발까지 확장하고 있다. 광주, 보령, 부안 등 재생에너지가 풍부한 서남권 지역에 PEM 수전해 설비를 설치했거나 추가 공급할 예정이며, 수소 출하센터와 충전소 등 인프라 구축도 추진한다. 제주도와 협업해 5MW급 PEM 수전해 양산 기술을 개발하고 대규모 실증을 통해 그린수소 초격차 생산 기술을 확보한다는 계획이다.
독일에서는 유럽 시장 대응을 위해 현지 규정과 표준을 반영한 유럽형 시스템을 개발 중이다.
현대차그룹은 그룹사 역량을 결합해 PEM 수전해 설비를 병렬 통합한 기가와트급 플랜트 대용량 PEM 수전해 시스템을 개발, 글로벌 수소 생태계 확대에 기여한다는 목표다. 현대로템은 스택 주변 기기를 제작하고, 현대건설은 수전해 효율 향상과 공정 최적화로 수전해 플랜트 설계·구매·구축을 맡는다. 현대엔지니어링은 수전해 사업 개발과 플랜트 기본 설계를 담당하고, 기아는 PEM 수전해 연구개발을 수행한다. 현대차는 PEM 수전해 사업을 총괄하며 PEM 수전해 장치 개발과 스택 생산을 담당한다.
암모니아 크래커 방식은 수소보다 운반과 저장이 용이한 암모니아의 특성을 활용한다. 먼 거리에서 생산된 수소를 암모니아 형태로 합성한 뒤 액체 암모니아 운반선으로 수송하고, 도착지에서 이를 다시 분해해 수소를 얻는 구조다. 장거리 운송과 대규모 수입이 필요한 수소 공급망에서 핵심 역할을 할 수 있는 방식으로 꼽힌다.
파쇄·탈수한 음식물쓰레기에서 나오는 바이오가스를 고질화해 메탄 농도를 높이는 방식으로도 수소를 만들 수 있다. 메탄 농도를 높인 바이오가스를 고온의 수증기와 반응시켜 수소를 생산하는 구조다. 충청북도 충주에서 하루 동안 배출되는 음식물쓰레기로 수소 500kg을 생산할 수 있으며, 이는 넥쏘 약 100대를 충전할 수 있는 양이라는 것이 현대차의 설명이다.
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