2025 수소모빌리티 보급 활성화② 수소엔진(H2-ICE)
수소엔진, 수소전기차 전환 전 단계서 현실적 대안 부상
내연기관과 유사한 구조로 초기 개발·생산 비용 절감
디젤 대비 탄소 배출 90% 이상 감축 가능성 제시
업계 “수소엔진과 연료전지, 상호보완적 기술로 봐야”
'2025 수소모빌리티 보급 활성화 세미나' 2부에 실시된 토론 모습.
수소모빌리티 보급 활성화를 위한 세미나 2부에서는 ‘타타대우모빌리티(이하 타타대우)’와 ‘HD현대인프라코어’가 수소엔진(H2-ICE) 기술 개발 현황을 발표하고, 수소엔진 상용화 전략을 주제로 한 업계 전문가들의 토론이 진행됐다.
전문가들은 “수소 내연기관이 상용차 부문에서 디젤엔진을 대체할 수 있는 현실적 방안이 될 것”이라고 내다봤다. 특히 장기적으로는 수소전기차(FCEV)로의 전환이 궁극적인 방향이지만, 기술 개발과 인프라 구축에 상당한 시간과 비용이 소요되는 만큼 수소엔진을 수소전기차 전환 이전 단계에서의 대안이 될 수 있다는 공통적 의견이 제시됐다.
중대형 상용차, 탄소 배출량 절감 위해 수소차 전환 필수적
이날 타타대우는 현재 국내에 수소엔진에 대한 별도 인증 기준이나 보급 지원 제도가 없어 관련 법규 제정 및 차량 구매 보조금, 수소충전소 설치 지원 등의 병행이 필요하다고 제언했다.
타타대우에 따르면, 오는 2026년 2분기 양산을 목표로 HD현대인프라코어와 함께 11리터(ℓ)급 ‘HX12’ 수소엔진을 대형 트럭 ‘맥쎈(MAXEN)’에 장착하여 개발하고 있다. HX12 엔진은 최고출력 300kW(약 407마력)의 동력 성능을 갖췄으며, 700바(Bar) 압력의 고압 수소탱크 7개를 장착해 1회 충전 시 600km 이상 주행할 수 있는 것이 특징이다.
특히, 타타대우 자체 테스트 결과 HX12 엔진은 배기가스 규제기준 ‘유로7’도 충족하는 것으로 나타났다. 연료 효율은 9.5km/kg를 기록했으며 유로6 디젤 차량 대비 이산화탄소(CO₂) 99.9%, 질소산화물(NOx) 86% 이상 저감된 것으로 나타났다.
황춘화 타타대우모빌리티 부장은 “수소엔진(H2-ICE)은 수소연료전지(FCEV) 차량 개발보다 초기 비용이 낮고, 내연기관과 유사한 구조를 갖춰 기존 디젤엔진과의 기술적 호환성이 뛰어나다.”라고 말하며, “수소연소 엔진이 탄소중립을 위한 현실적인 대안으로 꼽히지만 수소충전소 운영비 보조를 비롯하여 이동식 충전소 사업 검토, 액화수소 저장장치 개발, 수소탱크 규제 보완 등 다양한 정책적 뒷받침이 연구·논의될 필요성이 있다.”라고 강조했다.
황춘화 타타대우모빌리티 부장이 수소엔진의 낮은 개발 비용과 디젤엔진과의 높은 기술적 호환성에 대해 설명하는 모습.
유덕근 HD현대인프라코어 팀장은 “대형트럭은 수송 부문 온실가스 배출의 약 80%를 차지하고 있으며, 그 중 절반 이상은 12톤 이상”이라며, “수소엔진은 탄소 감축과 동시에 총소유비용(TCO)의 경쟁력까지 확보할 수 있다”고 설명했다.
한편, HD현대인프라코어는 수소엔진 기술을 바탕으로 상용차를 비롯한 건설기계 시장의 탄소중립 전환 전략을 발표했다. 이와 함께 중·소형 상용차를 위한 수소엔진 개발 현황을 공개하며, 향후 5~8톤급 중형트럭, 압축차, 노면청소차 등애 수소엔진 라인업의 확대를 예고했다.
유덕근 HD현대인프라코어 팀장은 수소엔진이 탄소 감축과 함께 총소유비용 절감 효과까지 갖췄다고 설명했다.
업계 전문가, 수소엔진 위한 국내 실증과 제도 필요성 강조
전문가들은 수소엔진이 탄소 감축과 산업 경쟁력 측면에서 효과적인 대안이 될 수 있다며, 상용차 분야에서의 실증과 제도적 지원이 병행되어야 한다고 입을 모았다.
김준석 한국건설기술연구원 박사는 수소엔진이 상용차 분야에서 주목을 받는 이유에 대해 “수소엔진은 기존 디젤엔진 대비 탄소 배출량을 0.02% 수준으로 줄일 수 있으며, 총 사업비 대비 탄소 감축 효율이 연료전지보다 높다.”고 평가했다. 김 박사는 이어 “수소 연료전지와 수소엔진을 경쟁 관계가 아닌 상호보완적 기술로 인식해야 한다.”고 강조했다.
이덕훈 HD현대인프라코어 상무는 자사의 수소엔진 개발 현황을 설명하며, 수송 부문의 탄소중립 실현을 위해 수소 상용차 보급이 중요한 정책 수단임을 역설했다. 실제 연간 이산화탄소 감축량 분석 결과, 수소상용차의 활용은 기존 CNG 및 디젤 대비 상당한 온실가스 저감 효과를 낼 수 있다고 밝혔다.
민경덕 서울대학교 교수는 “기존 엔진 기술 기반 위에서 수소엔진이 상대적으로 빠르게 상용화될 수 있는 장점을 언급하며, 명확한 제도적 지원 체계가 구축되어야 한다.”고 주장했다.
토론에 참석한 다수 전문가들 역시 부품 국산화, 안전기준 정립, 실증 지원 확대 등 수소 엔진 생태계 기반 마련이 시급하다는 데 공감대를 형성했다.
최 영 한국기계연구원 박사는 “국내 수소엔진 기술은 20년 가까이 축적되어 있으며, 최근에는 대형 상용차에 적용 가능한 고출력 기술까지 개발 중이라고 밝혔다. 그러나 핵심 부품인 인젝터와 터보차저의 해외 의존도가 높아, 정부 차원의 R&D 및 국산화 정책이 병행되어야 한다.”라고 제언했다.
최 영 한국기계연구원 박사는 국내 수소엔진 기술의 발전을 위해서는 정부 차원의 지원이 필수적이라고 강조했다.
내연기관 기술 접목한 수소엔진, 초기 비용 절감 효과 기대
전문가 의견을 종합하면, 수소를 직접 연소시켜 동력을 얻는 수소엔진은, 기존 내연기관과 유사한 구조를 갖는 것이 특징이다. 반면 수소전기차는 연료전지를 통해 전기를 생산하고, 이를 이용해 모터를 구동하는 방식으로 동작한다.
두 방식 모두 주행 중 이산화탄소를 배출하지 않는다는 공통점이 있지만, 수소엔진은 고온 연소 과정에서 질소산화물(NOx)이 발생할 가능성이 있어 이를 줄이기 위한 후처리 장치가 필요하다.
이러한 이유로, 효율성 측면에서는 수소전기차가 우위에 있으나 수소엔진은 기존 내연기관 기술을 기반으로 설계되어 초기 투자 비용이 낮고, 수소전기차 용도로 구축된 충전 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 이점이 있다고 전문가들은 설명했다.
환경부는 이날 논의된 내용을 바탕으로 수소상용차의 법제 정비와 함께, 보급 확대 전략을 구체화할 방침이다.
패널로 참여한 업계 전문가들이 토론을 진행하고 있는 모습.
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박준희 기자 junnypark@cvinfo.com
출처-상용차신문