수소 기반 트럭 어디까지 왔나② (끝)
수소엔진(Hydrogen Engine)
HD현대인프라코어, 타타대우 맥쎈에 장착 실증 추진
만트럭·인도 타타모터스 내년 출시 앞두고 시장 경쟁
볼보트럭, 2026년 고객 대상으로 테스트 주행 목표
'HD현대인프라코어'의 상용차용 수소엔진 'HX12' 콘셉트 이미지
기후 위기에 따라 전 세계는 지금 탄소와의 전쟁을 펼치면서 대형차량에 대한 냉혹한 평가가 이뤄지고 있다. 이러한 가운데 내연기관 차량에 대한 제재가 시행돼 글로벌 트럭 브랜드들은 전기트럭, 수소연료전지트럭(FCEV) 등 친환경 트럭과 기존의 내연기관을 그대로 유지하면서 이산화탄소(CO2) 배출을 허용하지 않는 수소엔진트럭(Hy drogen Engine Truck), 바이오가스트럭 개발에 대한 생존경쟁을 펼치고 있다.
일반적인 양상은 배터리와 수소연료를 결합한 투-트랙으로 안정적 조합의 FCEV 트럭을 생산한다. 그럼에도 에너지 활용 다양화 측면과 시장 점유를 위해 향후 5년 내 상용화가 가능한 수소연소엔진(이하 수소엔진) 및 수소엔진트럭에 대한 개발도 활발하게 진행되고 있어 현황을 살펴봤다.
커민스 수소내연기관 엔진, 타타모터스 트럭에 탑재 양산
지난 3월 인도의 타타모터스와 미국 커민스의 합작법인인 타타 커민스 프라이빗 리미티드(TCPL)가 전액 출자한 TCPL GES는 인도에서 상용차용 수소기반 내연기관 엔진 생산시설을 개장하고 본격적으로 양산에 돌입했다. 이곳에서 생산되는 수소내연기관은 B6.7H 엔진으로 타타모터스 트럭에 장착되며, 디젤 및 천연가스엔진과 동일한 구성요소를 가지고 있다.
타타모터스 트럭에 장착되는 '커민스 B6.7H' 수소엔진.
커민스의 수소기반 내연기관은 이미 2022년에 15리터(ℓ)급 수소내연기관 엔진 개발과 차량 테스트를 마친 바 있다. 이후 대형 수소 ICE 엔진을 포함한 솔루션 개발을 이어오고 있다.
2023년 7월에 중국 동아시아 R&D센터에서 15리터(ℓ) 수소내연기관 점화 실험을 성공적으로 마쳤으며, 10월에는 15H 수소내연기관 엔진을 콘크리트 믹서트럭에 장착해 실제 주행 테스트를 실시했다.
HD현대인프라코어, 11ℓ급 ‘HX12’ 엔진 공개
국내의 경우 HD현대인프라코어는 지난 4월 11리터(ℓ)급 수소엔진 ‘HX 12’를 선보였다. 2025년 상용화를 목표로 개발된 HX12는 버스용으로 개발된 CNG엔진(GX12)를 기반으로 개발됐으며 최대출력 300kW로 포트분사(PFI : Port Fuel Injection) 방식이 적용됐다.
HD현대인프라코어에 따르면 올해 타타대우상용차 맥쎈 카고트럭에 장착하는 것을 기점으로 광역버스와 자사의 30톤급 크롤러 굴착기에 장착해 실증에 나선다고 밝혔다. 아울러 향후 22리터(ℓ)급 이상의 대형 엔진으로 라인업을 확장해 나간다는 계획이다.
볼보트럭, 2026년 공도 테스트 5년 내에 장착 트럭 출시 예정
스웨덴의 볼보트럭도 수소엔진 개발에 합류했다. 2026년부터 고객을 대상으로 테스트 주행을 실시하고 5년 내에 장착 차량을 시장에 출시하겠다는 구체적인 계획도 공개했다.
볼보트럭에 장착되는 수소엔진은 고압직접분사(HPDI) 장치 기술이 적용되는데 이는 소량의 점화 연료를 고압으로 분사해 압축 점화를 하는 기술이다. 이는 연료 소비량이 낮은 반면에 에너지 효율이 높고 엔진 출력이 증가하는 장점이 있다.
볼보는 고압직접분사 장치기술 상용화를 목적으로 웨스트포트 퓨얼 시스템즈(Westport Fuel Systems)와 합작법인을 설립해 운영하고 있다. 고압직접분사 기술은 재생 연료로 작동하는 내연기관의 탄소배출을 절감시키는 기술로, 볼보트럭은 5년 전부터 차량에 장착해 액화바이오가스(LBG) 탄소 배출량 절감 효과 검증을 마친 상태이다.
만트럭버스, ‘D38’ 디젤엔진 기반 ‘H45’
수소엔진을 탑재한 200대의 소형 트럭 ‘MAN hTGX’를 오는 2025년에 독일과 네덜란드, 노르웨이, 아이슬란드 등에 인도할 예정이다. MAN hTGX에 장착된 수소엔진은 H45로 383kW 또는 520마력(hp)의 출력과 900-1,300rpm에서 2,500Nm의 토크를 발휘한다.
'만트럭'의 수소연료엔진 'H45'
엔진에 수소를 직접 분사하면 더욱 빠른 동력 전달과 700bar(CG H2)로 압축된 수소, 56kg의 탱크 용량으로 15분 이내 완충이 가능하다. 1g CO2/tkm 미만의 MAN hTGX는 새로 계획된 EU 탄소 법안에 따라 ‘탄소 무배출 차량’ 기준을 충족한다.
초기에 제공된 6×2 및 6×4 차축 변형에서 높은 탑재량과 최대 600km의 최대 범위를 제공한다. 만트럭버스에 따르면 수소엔진 H45는 검증된 D38 디젤 엔진을 기반으로 뉘른베르크 공장에서 생산된다.
H45를 장착한 MAN hTGX 대형트럭은 200대 한정으로 사전 계약을 받았으나 내년부터 규모를 확대해 나간다는 계획이다.
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지재호 기자 cjh@cvinfo.com
출처-상용차신문