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“폭발 성장 직전” 가격인하 고심
[집중기획] 중국 수소차의 현주소
[106호] 2019년 02월 01일 (금) 리류첸 economyinsight@hani.co.kr
리류첸 黎柳茜 <차이신주간> 기자
 
   
▲ 2018년 10월 중국 저장성 루가오에서 열린 양쯔강 지역 수소연료전지차 순환전시회에 참여한 수소버스가 시내 도로에서 시범운행을 하고 있다. 신화 연합뉴스
수소연료전지자동차는 전기자동차와 구별되는 또 하나의 신에너지자동차다. 2018년 12월15일 중국과학기술협회 주석인 완강 전 과학기술부장은 <인민일보> 기고문에 “순수 전기자동차가 시외버스, 2교대로 운영하는 택시, 도시 근거리 물류, 장거리 운송 분야의 수요에 부응하지 못했다”고 지적했다. 또 “산업화의 중심을 연료전지자동차로 확장해야 한다”고 주장했다. 완강 주석은 연료전지 엔진 개발을 강화하고 핵심기술과 기초소재, 주요 부품의 난관을 해결해야 한다며 당면한 문제점도 제기했다. 선진국은 수소 에너지 관리를 위해 안전한 수소충전소를 건설하고 수소탱크 적재 기술표준과 검사시스템을 마련했다. 반면 중국에서는 여전히 수소를 위험화학물질로 여긴다. 그는 관점의 차이가 수소에너지 이용을 제약한다고 말했다.
 
2018년 5월 일본을 방문한 리커창 국무원 총리는 도요타 훗카이도 공장을 찾았다. 도요타에서 처음 대량생산에 성공한 수소승용차 ‘미라이’ 앞에서 그가 찍은 사진은 중국에서 큰 반향을 일으켰다. ‘미래’라는 뜻의 이 자동차 이름은 전세계적 자동차업체의 비전을 보여준다. 
 
업계 관계자들은 수소차를 신에너지자동차가 지향하는 궁극의 기술이라고 말한다. 자연에 풍부한 수소를 연료로 사용하기에 전기차와 달리 청정에너지 논란에서 자유롭다. 배출물이 물이기에 진정한 ‘배출가스 제로’ 자동차다. 순수한 전기차는 주행거리가 짧고 충전시간이 오래 걸리는 반면, 미라이의 수소 충전은 3~5분이면 충분하다. 최대 주행거리가 700㎞로 내연기관 자동차와 비슷하다.
 
폭발적 성장 직전
중국 자동차업체들은 리커창 총리의 행보를 보고 중국 수소차 산업의 봄날이 곧 다가올 것으로 해석했다. 현재 중국시장은 전기차 중심이다. 정부나 기업 모두 수소차 투자에는 소극적이다. 2001년 과학기술부가 발표한 고급기술 개발계획인 ‘863계획’ 주요사업에 연료전지차도 포함됐다. 이후 약 20년이 흘렀지만 수소차는 여전히 산업화 시범단계에 머물러 있다.
 
시범사업은 2003년부터 베이징에서 시작됐고 2007년 상하이까지 확대됐다. 3기 사업은 2016년 광둥성 포산, 장쑤성 옌청, 허난성 정저우에서 진행돼 2020년 완료될 예정이다. 사업 자금은 유엔개발계획(UNDP)과 지구환경기금(GEF), 과학기술부, 지방 정부·기업이 부담했다. 시범사업의 원래 목표는 5개 도시에서 버스, 화물차, 공무차량 등 수소차 100대를 운행해 소규모 상업 운행을 진행하는 것이었다. 이외에 허베이성 장자커우도 수소버스를 도입했다. 2022년 동계올림픽 주최 도시 중 한 곳인 장자커우는 수소차에 큰 관심을 갖고 전국에서 가장 많은 수소버스를 운행 중이다.
 
시범사업에 적지 않은 비용이 투입됐다. 1·2기 사업에 3455만달러(약 387억원)가 들었다. UNDP와 GEF가 자금의 3분의 1을 제공했고 과기부와 베이징, 상하이 시정부가 3분의 2를 댔다. 베이징과 상하이는 수소차 12대를 운행하고 수소충전소 1곳씩을 지었다. 포산시는 2018년 11월6일 시범사업으로 상업 운행을 시작했다. 개통식에서 정부의 위단 부주임은 지방정부와 기업이 적극적으로 투자했다며, 규모가 애초 계획인 500대를 넘어설 것이라고 말했다.
 
중국에서 수소차가 신에너지차 분야의 ‘새 주인공’으로 부상할 전망이다. 신에너지차 기업 책임자는 “지금의 수소차는 전기차가 폭발적으로 성장하기 직전 상태와 비슷하다”고 주장했다. 왕빙강 국가신에너지차 혁신공정 전문가는 시범사업 수준을 넘어 진정한 의미의 산업화를 추진해야 한다며, 가능성이 충분하다고 말했다.
 
아직 수소차는 ‘사치품’이다. 장웨이둥 UNDP 중국 환경 프로젝트 주임에 따르면, 정부 보조금을 제외할 때 상하이다퉁(上海大通)의 수소 미니버스 판매가격은 130만위안(약 2억1500만원)이다. 같은 차종과 사양의 전기차는 약 20만위안, 내연차는 15만위안이다. 중국 연료전지 동력시스템 분야의 선두기업인 베이징이화퉁(北京億華通)과학기술주식유한공사는 회계보고서에서 승용차에 비해 상용차 고객은 제품의 생산원가 민감도가 낮다고 지적했다. 수소상용차는 초기 단계에서 주로 대중교통 운영회사를 목표로 삼았다.
 
   
▲ 중국 동남부 푸젠성 푸저우시에 있는 쉐런(雪人)그룹의 수소연료전지 생산시설. 이 기업은 대표적 수소 장비 제조업체 장자강 후루이 수소전력장비와 손잡고 수소연료전지 등 새 에너지 자동차부품을 생산한다. 연합뉴스
장자커우 사례
장자커우시는 2018년 7월부터 수소버스 74대를 운행했다. 49대는 베이치푸톈(北汽福田·포톤)자동차의 AUV(歐輝·행정용차량) 10.5m 모델, 25대는 버스업체 정저우위퉁(鄭州宇通)의 12m 모델이다. 정타이펑 장자커우시 대중교통총공사 연료과 책임자는 두 차종 판매가격이 각각 215만위안, 295만위안이라고 밝혔다. 장자커우시 전자입찰거래시스템을 보면, 2017년 12월 장자커우버스공사가 해당 입찰 공고를 냈다. 전체 예산 1억8280만위안 가운데 버스공사가 약 12%를 내고 나머지는 정부가 부담했다. 정타이펑 책임자는 “2019년에 수소버스 170대를 추가로 투입할 계획이고, 그렇게 되면 장자커우시 전체 버스의 3분의 2가 수소차로 바뀐다”고 말했다.
 
버스 74대의 연료전지 동력시스템을 공급한 이화퉁 관계자는 연간 2천 대를 생산할 능력이 있지만 실제 생산규모는 수백 대 수준이라고 말했다. 규모를 늘리지 않으면 원가를 낮추기 어렵다. 
 
현재 연료전지 동력시스템이 전체 원가의 절반을 차지한다. 시스템의 핵심은 스택(산소와 수소의 화학반응이 일어나는 연료전지의 본체 -편집자)이다. 스택의 핵심 부품 가격은 비싸다. 촉매로 귀금속인 백금을 사용할뿐더러, 양자 교환막을 전량 수입한다. 왕빙강은 핵심 부품의 국산화가 시급하다며, 연료전지 원가를 낮추려면 기술이 개발될 때까지 기다려야 한다고 말했다.
 
이화퉁은 장자커우 수소버스 연료인 수소도 공급한다. 자회사인 하이포얼(海珀爾)신에너지과학기술유한공사가 현지에 간이충전소를 운영하고, 물을 전기분해하는 공장을 설립해 장비 테스트를 해왔다. 수소 공급 가격도 산업 발전을 압박하는 요인이다. 수소 제조법에는 물을 전기분해하거나 메탄·천연가스에서 분리해내는 방법이 있다. 장자커우시에는 풍력발전 자원이 풍부해, 이화퉁은 전력공급에 쓰이지 못해 버려진 풍력에너지를 활용할 계획이다.
 
수소차의 고민
완강 주석의 지적처럼, 공급 비용은 수소의 위험화학물질 규정 여부에 달려 있다. 현재 가장 어려운 작업은 수소 운반이다. 정웬춘 이화퉁 마케팅 책임자는 수소 1㎥의 평균 운송료는 1㎞에 0.5위안이라고 말했다. 중국 안에서는 대부분 기체 상태의 수소를 트레일러로 나른다. 트레일러는 압축한 수소 200㎏을 싣고 300~500㎞를 다니므로 운송비가 상당하다. 저장 용량이 큰 액체수소 운송에 관한 표준은 중국에 없다.
 
정타이펑에 따르면, 수소버스 한 대가 100㎞를 운행하는 데 수소 6㎏이 필요하다. 1㎏당 30∼40위안 기준으로 계산하면, 수소 충전 비용은 180~240위안이다. 내연버스 100㎞ 운행에 드는 기름값이 약 200위안(약 3만3천원)이므로 비슷한 수준이다. 장자커우버스공사 관계자는 “수소 1㎏에 30위안이면 비싼 편”이라며 “전기버스 비용이 가장 적게 든다”고 말했다. 전기버스가 100㎞ 주행하면 대략 전기 100㎾h를 소모한다. 지방정부가 전기버스 충전 비용을 지원하지 않을 경우 1㎾h 요금은 0.5~0.7위안이다. 100㎞ 주행에 드는 전기요금이 100위안에 못 미치는 셈이다.
 
왕빙강은 “수소연료전지차산업이 대규모로 발전하기 위해선 결국 비용 문제를 해결해야 한다”며 “경제성 때문에 이 길이 험난해질 것 같아 걱정”이라고 말했다. 루빙빙 상하이제칭(上海捷氫)과학기술유한공사 총경리는 “수소연료전지차의 완성차 가격이 내려가지 않으면 중앙정부와 지방정부가 아무리 지원해도 소용없을 것”이라고 말했다.
 
전기차 산업화에 걸림돌은 충전기였다. 마찬가지로, 수소차를 확산하기 위해서는 기반시설인 충전소를 대규모로 확충해야 한다. 중국표준화연구원과 전국수소에너지표준화기술위원회가 공동 발표한 <중국 수소에너지산업 기반시설 발전 백서>(2018)에 따르면, 2017년 말 기준으로 세계에서 운영되는 수소충전소는 300여 곳에 지나지 않는다. 유럽 139곳, 아시아 118곳, 북미 68곳에 있다. 2018년 7월 현재, 중국에는 14개 충전소가 있다. 대부분 시범사업을 위한 충전소여서 저장용량이 작고 연속 충전이 어렵다. 약 40곳의 충전소를 계획 또는 건설 중이다.
 
   
▲ 2018년 10월30일 경기도 화성시 현대·기아자동차 남양기술연구소에서 열린 ‘2018 연구·개발(R&D) 페스티벌’에서 연구원이 수소연료전지에서 발생한 물로 식물을 기르거나 세차할 수 있는 자동차를 선보였다. 연합뉴스
수소충전소 건설 정체
수소충전소 건설비는 주로 핵심장비 구입, 장비 설치, 토목공사에 쓰인다. 샤오밍위 상하이이란(上海驛藍)에너지공사 총경리는 하루에 수소 500㎏을 충전할 수 있는 충전소를 건설하려면 토지구입비를 빼고도 1천만위안(약 16억6천만원)이 필요하다고 추정했다. 반면 일반 주유소의 장비 구입과 시공에 드는 비용은 400만~500만위안 수준이다.
 
수소충전소의 투자금 회수는 수소차 수와 관련이 있다. 샤오밍위 총경리는 “수소충전소는 손익분기점이 높은 편”이라며, 하루 충전용량이 1천㎏인 충전소라면 800~900㎏을 충전해야 수익이 난다고 말했다. 수소충전소는 아직 신흥시장이다. 이미 성숙한 시장인 주유소는 날마다 수많은 내연차가 드나든다. 석유화학정보망 오일켐(隆眾資訊·룽중쯔쉰)의 류빙쥐안 분석가에 따르면 주유소의 하루 평균 휘발유 판매량은 약 4.96t, 경유 판매량은 4.6t이다. 샤오밍위 총경리는 “수소차가 일정 규모 이상으로 보급된다면 수소충전소 투자금을 6~8년 뒤에 회수할 수 있다”고 설명했다.
 
충전소 건설에 초기 투자금이 많이 들고 투자금 회수 주기가 길어 미국, 유럽, 일본에서는 정부가 지원했다. 중국은 2014년 통지를 발표하고 국가기술표준에 부합하고 충전 능력이 200㎏ 이상인 신축 수소충전소에 400만위안을 지급했다. 시범사업 대상으로 지정된 포산시는 2017년 첫 수소충전소를 가동했다. 2018년 4월 수소차 41대를 보유한 포산시 난하이구가 발표한 지원정책을 보면, 수소충전소 유형과 완공 시기에 따라 단계적으로 지원하는 금액은 150만~800만위안이다. 난하이구는 2022년까지 최소 22곳의 수소충전소를 지을 계획이다.
 
투자 문턱이 높은 것도 문제이지만, 허가를 받기 어려운 것도 수소충전소 건설의 장애물이다. 광정헝성(廣證恆生)증권이 2018년 8월 발표한 보고서에는 “수소충전소는 수소를 산업용 기체로 관리하기 때문에 새로운 개념일뿐더러 건설허가 절차 규정이 없다”고 지적했다. 신고 절차가 불투명하고 처리 기간도 길어 허가를 받으려면 최소 6개월이 걸린다.
 
난하이구 관계자는 2015년 천연가스충전소 허가 과정을 참고해 수소충전소를 관리했다고 말했다. 2018년 7월 <포산일보> 보도에 따르면, 난하이구는 1차 충전소 터 선정 작업을 마친 뒤, 관련 부서들이 공동으로 터를 조사하고 건설 조건에 부합하는 수소충전소 건설 사업을 승인하고 신고하는 절차를 마쳤다. 
 
이처럼 수소충전소 건설 업무를 처리하는 부서가 명확한 지역은 많지 않다. 퉁지(同濟)대학에서 수소차를 연구한 한 교수는 “상하이는 수소충전소 건설 허가를 받는 과정이 복잡하고 한 단계씩 올라가야 한다. 구에서는 시에서 허가해야 해준다고 하고, 시에서는 중앙정부에서 허가해야 한다고 말한다. 그런데 중앙정부에는 아직 명확한 규정이 없다”고 전했다.
 
수소는 정부가 규정한 ‘위험화학물질’에 속한다. 왕저 퉁지대학 신에너지차공정센터 부주임은 수소와 관련된 장비, 차량, 건축물은 모두 위험화학물질 처리 요건을 지켜야 한다며 “소규모 시범사업은 괜찮지만 대량으로 사용할 경우 제약이 많이 따른다”고 지적했다. 정부 관계자는 “수소를 자동차용 에너지로 전환하면 자동차산업 요건에 따라 관리하면 된다. 자동차용 에너지로 관리하는 것이 기준을 낮춘다는 의미는 아니다. 자동차산업 관리가 화학 분야보다 더욱 체계적이다”라고 말했다. 
 
오우양밍가오 칭화대학 교수는 “자동차 동력의 전동화 기술은 부침을 거듭하며 다양한 방안을 탐색해왔다”고 말했다. 도요타자동차는 내연기관 자동차에서 하이브리드, 다시 연료전지 자동차로 전략을 변경했다. 테슬라처럼 순수 전기차 전략을 선택한 기업도 있다. 중국은 전기차를 기반으로 플러그인 하이브리드와 연료전지 기술을 개발한다는 전략이다. 루빙빙 총경리는 “수소차가 생태계를 형성하려면 자동차와 수소를 확보해야 하고 도로 운행을 허가해야 한다”고 말했다. 즉, 수소차 원가를 낮춰 시장경쟁을 통해 자리잡아야 하고, 수소 가격을 큰 폭으로 내려야 하며, 수소 충전이 내연차 주유처럼 편리해져야 한다는 의미다. 이런 문제는 ‘닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐’의 모순에 빠지기 쉽다. 루빙빙 총경리는 “지금 업계에서는 지엽적 문제를 성토하지만 산업 전체가 발전하려면 종합적 해결책이 필요하다”고 지적했다.
 
전기차와 비슷한 경로
전기차도 시범사업부터 시작했다. 2009년 중국 정부는 전기차 지원을 시작해 ‘10개 도시 전기차 1천 대’ 사업을 추진했다. 3년 동안 해마다 10개 도시를 발굴해 전기차 1천 대를 보급한다는 내용이었다. 2013년 시범도시가 80여 개로 늘었고, 중앙정부와 지방정부가 지원금을 제공했다. 2015년 신에너지차 누적 판매량이 50만 대를 넘었는데 대부분이 전기차였다.
 
수소차 시장화를 가로막는 문제는 대부분 전기차도 겪은 것들이다. 아직 배터리 원가가 비싸고 충전기를 운영하는 기업이 적자를 면하기 힘든 상황이다. 하지만 업계에서는 암묵적으로 몇 년 안에 전기차 제조원가가 내연차와 비슷해지고, 2020년 이후 정부 지원금이 끊기면 다른 지원책으로 전기차의 안정적 성장을 보장받을 것이라고 믿고 있다. 자동차 제조업체 관계자들은 수소차가 전기차와 같은 성장 경로를 따라 공공 분야에서 시작해 규모를 늘려가면서 원가를 낮출 것으로 전망한다.
 
정부 주관 부서는 수소차와 전기차 기술을 상호 대체 관계로 보지 않고 별도로 구분했다. 오우양밍가오 교수는 “수소연료전지는 장거리 운행과 연료의 대량 적재가 필요한 상용차에 적합하고, 생산원가와 경제성을 고려한다면 승용차에 수소연료전지를 쓸 필요는 없다”고 말했다. 하지만 승용차 분야로 확장되지 않는다면 수소차의 시장 규모를 늘리기 어렵다. 
 
2018년 1~11월 중국 전국에서 승용차 2147만 대, 상용차 394만 대가 판매됐다. 중국자동차공업협회 자료를 종합한 결과, 2011~2018년 중국 신에너지차(순수 전기차와 플러그인하이브리드카)의 생산과 판매 수량은 각각 282만 대와 275만 대였다. 반면 현재 중국 전국의 수소차는 2천여 대에 불과하다. 
 
수소차가 전기차의 성공을 그대로 ‘복제’할 수 있을지는 정부가 같은 강도의 지원책을 내놓느냐에 달려 있다. 수소차에 대한 전망은 5년 전 전기차만큼 명확하지 않다.  
 
* 2019년 2월호 종이잡지 21쪽에 실렸습니다.

ⓒ 財新週刊 2018년 제49호
“氫氣車”來了嗎?
번역 유인영 위원
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