현대·기아차의 친환경차 전략이 주목받는다. 하이브리드카, 전기차, 수소연료전지차의 3개 라인업을 갖춘 모험적인 전략이다. 정부 차원의 인프라 지원이 뒷받침된다면 후발주자인 현대·기아차가 글로벌 시장 경쟁에서도 선두군으로 치고 나갈 가능성도 높다.

현대·기아차는 지난해 세계 최초로 수소연료전지차 양산체제를 갖추는 등 친환경차 시대를 적극적으로 준비하고 있다. 현대자동차 환경기술연구소에 있는 수소연료전지차 모형.

‘더욱 싸게’(연비), ‘더욱 강하게’(출력), ‘더욱 튼튼하게’(안전성), ‘더욱 멋지게’(디자인)….

19세기에 등장한 자동차는 다양한 영역에서 진화를 거듭해간다. 각국의 자동차 회사가 중점을 두고 개발하는 영역은 시기와 지역에 따라 다르다. 글로벌 자동차 메이커들이 빠른속도와 강한 출력을 놓고 경쟁하던 시대는 끝났다. 오늘날은 어떻게 소비자의 안전도를 높일지, 자동차의 실내외에 어떤감성을 입힐지 등에 관심이 높다.

그렇다면 미래의 자동차는 어떨까. 자동차업계에 따르면 두 가지 영역에서 큰 변화가 생길 전망이다. ‘더욱 똑똑하게’(인공지능) 그리고 ‘더욱 깨끗하게’(친환경) 변할 것이라는 설명이다. 둘 중에 굳이 하나를 꼽자면 친환경차로의 전환이 자동차 시장의 미래를 결정할 것으로 예상된다. 수년 전부터 각종 모터쇼의 주요 화두가 ‘친환경’에 고정돼 있는 점이 이를 잘 보여준다.

최근에는 유럽, 미국 등 주요 선진국을 중심으로 탄소배출량 절감 및 고효율 자동차를 만들기 위한 각종 규제가 현실화되고 있다. 글로벌 시장을 주도하던 자동차 메이커들도 친환경 기술을 보유하지 않고서는 앞으로 생존을 장담할 수 없는 시대가 다가오고 있는 것이다.

친환경차라는 이름을 붙일 수 있는 차종에는 하이브리드카, 전기차, 수소연료전지차 등 크게 세 가지가 있다. 가까운 미래에 하이브리드카가 위세를 떨칠 것은 쉽게 예상할 수 있지만, 이후의 친환경차 시장이 전기차와 수소연료전지차 중 어느 쪽으로 흘러갈지는 아무도 모른다. 전기차와 수소연료전지차 모두 장단점이 뚜렷해 각국의 상황과 이해관계에 맞게 재편될 가능성도 있다.

현대·기아차는 친환경차 부문에서 후발주자에 속한다. 부족한 친환경 경력을 메우기 위해 현대·기아차가 선택한 것은 하이브리드카, 전기차, 수소연료전지차의 라인업을 모두 갖춘 이른바 쓰리트랙(3-track) 전략이다. 현대·기아자동차의 이 같은 모험은 점진적인 성과를 거두고 있다.

다양한 라인업으로 ‘프리우스’ 아성에 도전

현대자동차 환경기술연구소 연구원이 수소연료전지차의 구조에 대해 설명하고 있다.

현재 친환경차 열풍을 주도하고 있는 것은 하이브리드카다. 여전히 개발 또는 시작단계에 머물러 있는 다른 친환경차와 달리 하이브리드카는 이미 상용화돼 도로 위를 달리고 있다.

이종(異種) 결합을 의미하는 하이브리드카(Hybrid Electric Vehicle: HEV)는 기존의 가솔린 또는 디젤엔진과 전기모터를 함께 장착해 사용하는 자동차다. 자동차가 정속으로 주행할 때, 엔진을 최적 연비영역에서 작동하면서 여유구동력을 배터리에 전기에너지 형태로 저장하고, 감속할 때는 차량의 잉여 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리에 저장한다. 신호대기 등으로 정차할 때 엔진을 정지시키고 있다가 출발할 때 전기모터로 구동하게 됨으로써 에너지 효율을 최대화한다.

하이브리드카의 진화 형태가 ‘플러그인 하이브리드카(Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV)’이다. 플러그인 하이브리드카는 외부전원을 사용할 수 있는 충전장치를 탑재해 평소에는 전기모터로 주행하다 배터리가 방전되면 엔진과 전기모터를 동시에 사용한다.

그동안 하이브리드카 시장에서는 도요타가 압도적인 우위를 보였다. 도요타의 프리우스는 1997년 출시 이후 지난해까지 300만 대가 넘게 팔렸다. 도요타는 ‘프리우스’를 앞세워 2017년까지 누적판매 1천만 대 이상을 목표로 삼고 있다.

1995년 국내 최초로 하이브리드 콘셉트카를 발표한 현대·기아차는 1999년과 2000년 ‘아반떼 하이브리드’와 ‘베르나 하이브리드’를 각각 선보였다. 2004년부터는 하이브리드카를 매년 환경부에 납품하며 전기동력장치 및 차량에너지관리 기술을 축적해왔다.

현대·기아차가 시장에 하이브리드카를 처음으로 내놓은 것은 도요타에 비해 12년이 늦은 2009년이었다. 그러나 현대·기아차가 선보인 ‘아반떼 LPi 하이브리드’는 가솔린엔진 하이브리드카 시장을 선점한 도요타를 피해 LPG내연 기관을 이용했다는 지적을 받기도 했다.

이후 도요타를 목표로 하이브리드카 기술 개발에 박차를 가해온 현대·기아차는 2011년 첫 가솔린엔진 하이브리드카 모델인 ‘쏘나타 하이브리드’와 ‘K5 하이브리드’를 출시했다. 해당 모델들은 독자개발 기술이자 세계 최초이기도 한 ‘병렬형 하드타입 하이브리드 시스템’과 ‘하이브리드 전용 6단 자동변속기’를 장착해 눈길을 끌었다. 지난해 12월에는 ‘그랜저 하이브리드’, ‘K7 하이브리드’ 등 준대형 하이브리드카까지 출시하며 라인업을 넓혀왔다.

현대·기아차의 하이드리브카 공략은 유의미한 결과로 이어졌다. 2012년 11월 하이브리드카 누적판매 10만 대를 달성했고, 지난 5월에는 20만 대 고지를 밟았다. 최대 시장인 미국에서도 도요타와 포드에 이어 셋째로 높은 점유율을 기록하기도 했다.

또한, 현대·기아차는 플러그인 하이브리드카의 양산에도 적극 나서고 있다. 2009년 서울모터쇼에서 플러그인 하이브리드 콘셉트카인 ‘블루윌(Blue-Will)’을 처음 선보인 현대·기아차는 내년 중에 ‘쏘나타 플러그인 하이브리드’를 선보일 계획이다.

기아자동차의 전기차 ‘쏘울 EV’에는 완속 및 급속 충전을 할 수 있는 소켓이 나란히 달려 있다.

전기차·수소전지 연료차 시장 선점 가능성도

전기차는 글로벌 자동차 제조사들이 하이브리드카만큼이나 심혈을 기울이는 친환경차다.

전기차(Electric Vehicle: EV)는 고전압 배터리에서 나오는 전기에너지를 전기모터로 공급해 바퀴를 굴리는 자동차다. 가솔린 또는 디젤엔진을 함께 사용하는 하이브리드카와 달리 충전된 전기를 이용하기 때문에 배기가스 등 환경오염에 대한 우려가 적고 소음이 없다는 강점을 지닌다.

글로벌 자동차 제조사들이 너도나도 전기차 시장에 뛰어드는 가장 큰 이유는 미래가 밝은 데다 뚜렷한 시장선도업체가 없기 때문이다. 현재까지 전기차 시장에서 가장 뚜렷한 성장세를 보이는 제조사는 닛산과 테슬라다. 닛산은 가격 경쟁력을 갖춘 보급형 모델로 테슬라는 고성능 및 고급형 모델로 각각 저가 및 고급 전기차 시장을 양분하고 있다. 그러나 도요타가 장악했다고까지 해석되는 하이브리드카 시장과는 달리 아직까지는 경쟁의 여지가 많이 남아 있다.

현대·기아차에서는 기아자동차를 중심으로 전기차 생산에 집중하는 모양새다. 본래 전기차 개발에 먼저 나선 것은 현대자동차였다. 1990년 전기차 시스템 연구를 시작한 지 2년 만에 쏘나타를 기본으로 하는 전기차 콘셉트카를 개발했다. 2009년 프랑크푸르트 모터쇼에 전기차 ‘i10’을 선보였고 이듬해에는 이를 바탕으로 ‘블루온(Blue On)’을 공개했다.

수소연료전지차 ‘투싼ix FCEV’의 내비게이션에는 자동차가 현재 어떤 동력으로 구동되고 있는지 나타난다.수소연료전지차 ‘투싼ix FCEV’의 내비게이션에는 자동차가 현재 어떤 동력으로 구동되고 있는지 나타난다.

친환경차 산업은 국가의 미래 성장동력

블루온 개발 이후 전기차의 바통을 넘겨받은 기아자동차는 2011년 ‘레이 EV’를 내놨다. 국내 최초로 일반 자동차와 같은 라인에서 생산되는 양산형 고속 전기차인 ‘레이 EV’는 국내에서 본격적인 전기차 시대를 연 모델로 꼽힌다.

기아자동차가 가장 최근에 선보인 전기차는 ‘쏘울 EV’이다. 올해 초 미국에서 열린 ‘2014 시카고모터쇼’에서 처음 공개된 ‘쏘울 EV’에는 동급 최고 수준의 셀 에너지 밀도(200 Wh/㎏)를 갖춘 27kWh의 고용량 리튬이온 배터리가 장착, 1회 충전으로 약 148㎞(국내 복합연비평가기준 자체 실험결과)까지 주행 가능하다. 충전시간도 완속 4시간 20분, 급속 24~33분으로 대폭 줄였다.

친환경차의 최종 진화 단계로 꼽히는 수소연료전지차는 하이브리드카는 물론 전기차에 비해서도 더디게 진행되고 있다.

수소연료전지차(Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV)는 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 만드는 연료전지를 이용해 움직이는 자동차다. 수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되는데 이때 발생한 전자들은 외부 회로로 전달, 전기모터를 구동하는 전기에너지로 사용된다. 그 과정에서 발생한 수소이온들은 전해질막을 통과해 연료전지에 공급된 공기 중의 산소와 외부회로를 거쳐 돌아온 전자들과 만나 물을 생성하게 된다. 물이외는 아무것도 배출하지 않는 완전 환경친화적 자동차인 셈이다.

한 번 충전으로 500㎞까지 주행이 가능하고 수소 충전 시간도 3분 내외로 짧아 전기차의 한계를 극복할 것으로 예상된다. 이런 장점 때문에 국제원자력기구(IAEA)는 수소연료 전지차가 2050년 전체 자동차 시장의 30%를 차지할 것으로 전망한다.

수소연료전지차 시장의 선점을 놓고 글로벌 자동차 제조사 간 합종연횡이 활발하다. 충전 방식이나 충전기 규격 등의 세계 기술 표준을 위해 포드-다임러-닛산, BMW-도요타,GM-혼다 등이 저마다 연합군을 형성한 것이다.

현대·기아차는 수소연료전지차 부문에서만큼은 세계에서 가장 앞선 기술을 보유하고 있다. 다만, 하이브리드카 시장을 석권한 도요타가 내년까지 수소연료전지차 양산체제를 갖출 예정이라 다소 불안한 1위인 것도 사실이다.

1998년 수소연료전지차 개발을 본격화한 현대자동차는 2000년 11월 ‘싼타페 수소연료전지차’를 처음으로 선보였다. 이후 현대자동차는 2년간의 연구를 거쳐 ‘투싼ix FCEV’를 개발했다. ‘투싼ix FCEV’를 개발하며 120여 개 국내 부품업체와 기술개발 협력에 나서 핵심부품의 95%를 국산화한 것이 눈에 띈다. 지난해 세계 최초로 수소연료전지차 양산체제를 구축한 현대자동차는 내년까지 유럽을 포함한 글로벌 시장 누적판매 1천 대를 달성한다는 계획을 세워놓고 있다.

친환경차 산업은 국가적으로도 가져올 경제적 효과가 매우 크다. 자동차업계는 2018년에 하이브리드카와 수소연료전지차 등 친환경차 산업에서 약 8조7천억 원의 생산유발 효과와 4만 6천 명의 일자리 창출이 가능해질 것으로 전망한다. 고부가가치 핵심 산업의 성격을 지닌 친환경차의 경우 우리나라의 미래 성장동력이 될 것이라는 전망이다.

문제는 우리 정부가 자동차 제조사들의 공격적인 친환경차 개발 움직임을 뒷받침해줄 수 있는 인프라 구축에 인색하다는 점이다.

인프라 미비가 신사업 발목잡나

이는 전기차 충전소만 봐도 확인할 수 있다. 환경부에 따르면 정부는 2010년부터 공공기관 97대, 공영주차장 13대, 대형마트 56대, 기타 5대 등 전기차 선도도시를 중심으로 공공 급속충전기를 설치해왔다. 또한, 장거리 운전을 위해 고속도로 휴게소 등에도 6대의 급속충전기를 설치해놓았다. 모두 합해 177대다.

그러나 급속충전기의 수가 대부분 서울과 제주도에 집중돼 있는 데다 그나마 설치된 곳도 이용 시간이 한정돼 있어 사용자들은 불편을 호소한다. 정부 보조금 70%를 바탕으로 도요타, 혼다, 닛산, 미쓰비시가 공동출자해 ‘일본 충전 서비스’를 설립한 일본이나 파격적인 지원으로 테슬라로 하여금 120개 도시에 급속충전기 400개를 짓게 한 중국과는 확연히 비교된다.

정부의 인프라 지원 미비 문제는 수소연료전지차도 마찬가지다. 자동차공업협회에 따르면 일본은 2015년까지 4개 주요 도시에 100곳의 수소충전소를 건립하고 나아가 2025년까지 1천 곳을 확보, 200만 대의 수소연료전지차가 운행될 수 있도록 인프라 구축에 집중한다는 방침이다. 미국도 캘리포니아 등 주정부가 나서 충전소를 건설 중이고 독일은 2017년까지 1천 곳의 충전소를 정비한다는 계획이다.

반면, 현재 현대자동차 환경기술연구소를 포함해 불과 8곳의 수소충전소만 보유한 우리나라의 경우 내년까지 33곳을 확충할 계획이다. 세계 최고수준의 기술을 보유하고 있으면서도 인프라 구축이 뒷받침되지 못해 수소연료전지차 시장에서 낙오될 위기에 처해 있는 셈이다.

이와 관련, 현대자동차 환경기술연구소 관계자는 “그 자체로 미니 발전소의 역할도 하고 도로 위를 달리는 것만으로도 공기를 정화하는 수소연료전지차가 늘어나면 일개 기업이 아닌 나라 전체에 도움이 될 것”이라며 “인프라의 부족으로 그 기술을 펼칠 수 없는 상황이라 아쉬울 따름”이라고 전했다.

현대·기아차가 자랑하는 친환경차 타보니

‘조용하다! 빠르다! 깨끗하다!’

현대자동차의 수소연료전지차 '투씬ix FCEV'

“어라? 시동은 언제 켰나요?”

현대자동차의 양산형 수소연료전지차인 ‘투싼ix FCEV’가 움직이기 시작했을 때, 깜짝 놀란 기자는 여러 번 감탄했다. 2014년 9월 12일 현대자동차 환경기술연구소에서 만난 ‘투싼ix FCEV’의 첫인상은 ‘평범함’이었다. 같은 기종의 디젤차량을 보유하고 있는 기자가 봤을 때 수소연료전지차라고 외관상 특별히 다른 점이 확인되지 않았기 때문이다.

그러나 평범했던 ‘투싼ix FCEV’에 대한 이미지는 출발과 함께 바뀌기 시작했다. 차량 내부를 둘러보느라 시동을 켠 줄도 몰랐던 기자는 어떠한 소음도 없이 차가 움직이는 것에 감탄을 금치 못했다. 귀를 기울여보니 ‘쉬이이’ 하는 소리는 들렸다. 동승한 환경기술연구소의 연구원은 “보행자의 안전을 위해 첨가한 가상 사운드”라고 설명했다.

도로에 나와 80km/h 이상의 속도로 달릴 때도 ‘투싼ix FCEV’의 정숙함은 그대로 유지된다. 오히려 너무 조용해 바람소리가 크게 들리는 것이 단점이랄까. 연구원은 “너무 조용해서 운전할 맛이 나지 않는다는 의견이 많아 시동을 걸 때와 주행 시 적절한 사운드를 선택할 수 있도록 할 계획”이라고 말했다.

‘투싼ix FCEV’에서 느꼈던 실내의 정숙함은 같은 날 오후에 타보았던 기아자동차의 전기차 ‘쏘울 EV’에서도 똑같이 느낄 수 있었다. 기아자동차 국내영업소에서 차를 넘겨받아 시내 도로를 운전하면서 든 생각은 “도로가 오히려 시끄럽다”였다. 그만큼 차량 안의 소음이 없다는 얘기다.

수소연료전지차 ‘투싼ix FCEV’와 전기차 ‘쏘울 EV’를 타며 느꼈던 또 다른 느낌은 ‘빠르다’는 것이었다. 전기모터로 구동되기 때문일까. 액셀을 밟자마자 앞으로 튀어나가는 두 차량의 가속도는 마치 스포츠카를 방불케 했다. 최고 속도에서도 승차감은 뛰어났고 커브를 돌 때도 안정적인 느낌을 받았다.

시승을 마치고 ‘투싼ix FCEV’에서 함께 내린 연구원은 자동차의 배기구 안쪽을 손으로 쓰다듬고 나서 기자에게 내밀었다. 연구원의 손에는 보기에도 맑아 보이는 물방울이 잔뜩 맺혀있었다. “마셔도 될 정도로 깨끗한 물입니다.” 수소연료전지차가 진정한 친환경차임을 확인케 하는 순간이었다.