[월간수소경제 이종수 기자] 지난 2월 ‘2018 평창동계올림픽’에 투입된 수소전기차 ‘넥쏘’와 3세대 수소전기버스는 자율주행 및 시승 체험 프로그램, 관람객 운송 등을 통해 전 세계인의 관심을 받으며 수소에너지의 가능성을 보여줬다.

동계올림픽에서의 수소전기차에 대한 관심은 실제 수소전기차 ‘넥쏘’ 판매에서도 입증됐다. 현대자동차가 지난 3월19일부터 6일간 실시한 예약 판매와 함께 3월27일부터 시작한 정식 판매를 진행한 결과 총 1,156대(4월3일 기준)가 예약돼 올해 정부의 수소차 구매보조금 지급 가능 대수인 240대를 훨씬 넘겨 정부 보조금이 조기에 바닥을 드러냈다.

심각해진 미세먼지 문제도 수소전기차에 대한 관심을 더욱 부채질하고 있다. 현대차에 따르면 수소전기차는 3단계 공기청정기술로 미세먼지를 제거해 ‘달리는 공기청정기’로 불린다.

국회에서도 여야 구분 없이 수소전기차에 대한 관심이 크다. 송옥주 의원(더불어민주당 미세먼지특별대책위원회 위원장), 신보라 자유한국당 의원이 지난 3월 각각 수소차 보급 활성화를 위한 정책토론회를 개최한 데 이어 지난달 12일에는 정운천·하태경·이명수·김규환 의원이 ‘대중교통 수소버스 활성화를 위한 정책 세미나’를 개최하는 등 수소전기차 보급 정책 논의에 대한 열기가 뜨겁다. 

특히 ‘수소버스 활성화 정책 세미나’에서는 정세균 국회의장, 박주선 바른미래당 공동대표, 장병완 국회 산업통상자원중소벤처기업위원장, 조정식 국회 국토교통위원장, 홍영표 국회 환경노동위원장 등 9명의 고위급 국회의원들이 축사에 참여해 수소버스에 대한 높은 관심을 증명했다. 

더불어민주당 서울시장 후보 경선에 나선 박영선 의원은 오는 2020년까지 시내버스 400대, 택시 7,000대, 승용차 1만3,000대를 수소전기차로 바꾼다는 공약을 제시하기도 했다.

미세먼지 문제로 ‘수소버스’ 급부상
수소전기차(수소승용차) ‘넥쏘’의 성공적인 출시를 계기로 이제는 대중교통 수단으로서의 ‘수소전기버스’를 본격적으로 보급해야 한다는 공감대가 형성되고 있다. 수소전기버스가 수소승용차보다 미세먼지 저감 효과가 더 크고 수소충전인프라를 확충하는 데 결정적인 역할을 할 것으로 기대되기 때문이다.

수소에너지 업계 및 전문가들에 따르면 대중교통 수단인 버스를 수소버스로 대체 시 미세먼지 및 온실가스 저감 등 환경개선 효과가 상당하다. 수소차 1대 당 연간 2~56톤의 온실가스 저감이 가능한 것으로 알려졌다. 특히 수소버스는 56톤의 온실가스를 저감해 수소승용차(2톤)와 수소택시(8톤)보다 환경개선 효과가 크다. 연간 대기오염물질도 수소버스는 880kg을 저감해 수소승용차(5kg), 수소택시(25kg)보다 저감효과가 월등하다.

수소전기차는 1대 당 연간 성인 6~60명이 마실 수 있는 공기정화도 가능하다. 수소버스의 연간 공기정화(60명)는 수소승용차(6명)와 수소택시(23명)보다 효과가 탁월하다.

또한 수소버스는 주행거리가 길어 대량의 수소를 소비하기 때문에 수소전기차 보급 초기 수소충전소 보급을 촉진할 수 있다는 장점이 있다. 수소버스 1회 충전량도 수소승용차의 5배 수준인 25kg이다. 수소버스 8대가 도입되면 수소충전소의 가동률(250kg/일)이 100%(10시간 운영 기준) 가까이 상승할 수 있다. 일반 수소승용차 대비 50배 이상의 수소연료 소비 촉진 효과가 발생하는 셈으로 수소충전소의 수익성 제고에 크게 기여할 수 있다.

업계의 한 관계자는 “현재 수소충전소를 건설해도 수익성 저하로 적자 운영이 불가피한 상황”이라며 “수소버스가 보급되면 수소충전소의 수익을 개선할 수 있고 이로 인해 수소충전소 설치가 활성화 되는 선순환 고리가 형성될 것”이라고 말했다.

CNG버스가 사용하는 CNG충전소를 활용해 수소충전 인프라를 확충할 수 있다는 점에서도 수소버스는 긍정적이다.  

수소버스는 전기버스와 비교해서도 손색이 없다. 수소버스는 전기버스 대비 주행거리가 2.5배 이상이고 충전시간이 짧아 운행 특성상 주행거리가 긴 버스 운행에 적합하다.

차량 가격의 경우 전기버스는 배터리, 온보드차져 등이 차별적으로 사용되고, 수소버스는 연료전지, 연료탱크 등의 부품이 추가돼 초기 가격은 5억 원 수준으로 유사한 것으로 평가된다. 수소버스는 연료전지의 높은 양산효과로 차량가격이 빠르게 하락할 가능성이 높다는 게 업계의 전망이다.  

운영비 측면에서는 전기버스가 다소 유리한 게 사실이다. 정부의 연료비 보조 때문이다. 전기버스는 현재 산업부와 환경부의 연료비(전기가격) 보조로 정상가격의 60~70%를 받고 있어 CNG버스 대비 1/3 수준의 운영비로 운영이 가능하다. 수소버스는 울산 기준 5,000원/kg 수준으로 정부 보조 없이도 CNG버스와 유사한 수준이나 다만 연료비 보조를 받고 있는 전기버스에는 못 미친다.

언급한 것처럼 수소버스의 특성상 운행 장점이 많고 기대효과가 크지만 서울시가 전기버스 보급 정책만을 추진하고 있어 이에 대한 부정적인 견해들이 쏟아지고 있다.

서울시는 올해 상용버스 노선에 전기버스 30대 투입을 시작으로 오는 2025년까지 3,000대의 전기버스 보급 사업을 추진할 계획이다. 이후 사업이 완료될 즈음이면 서울시 전체 시내버스의 40%가 전기버스로 바뀐다.
 
수소버스 기술적 완성 단계…주요 국가도 수소버스 실증 운행
국내 도심주행용 수소버스는 기술적으로도 완성 단계에 접어들었다는 평가다. 현대자동차는 지난 2006년 1세대 수소버스(160kW, 350bar), 2009년 2세대 수소버스(200kW, 350bar)를 각각 개발해 현재 3곳의 지자체에서 시범운행 중이다. 또한 최대 주행거리가 약 700km에 이르고 최첨단 안전기술인 ‘운전자 상태 경고시스템(DSW)’까지 적용한 3세대 수소버스(수소저장량 약 25kg, 700bar)를 개발해 실증 과정에 있다.

3세대 수소버스는 평창동계올림픽에 셔틀버스용으로 4대가 시범 투입돼 성공적으로 운행된 데 이어 올해 5월부터는 울산광역시의 정기노선에도 시범 투입돼 시민을 태우고 달리게 된다. 3세대 수소버스 시범운행은 국책과제로 진행 중인 ‘700기압의 수소저장장치를 장착해 1회 충전거리가 300km 이상인 도심주행용 수소버스 핵심기술개발 사업(2016~2019년)’의 실증 차원이기도 하다.

시간당 버스 2대를 충전할 수 있는 국내 최초의 수소버스 전용 수소충전소(강릉 이엠솔루션 수소충전소)도 구축돼 평창동계올림픽 기간 동안 성공적으로 운영된 바 있다.

이 충전소는 산업통상자원부 신재생에너지핵심기술개발사업의 일환으로 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 구축된 것으로 내년 7월31일까지 수소전기버스 충전소 모니터링 사업(주관기관: 이엠솔루션, 참여기관: 태광후지킨, 대정밸브, 호서대 산학협력단, 한국화학융합시험연구원, 한국가스안전공사 에너지안전실증연구센터, 전담기관: 한국에너지기술평가원)이 진행된다.

산업부의 수소차 기술로드맵에 따르면 올해부터 2020년까지 고속도로 주행 수소버스용 고출력 모터·감속기 및 전장부품 개발, 2019년부터 2021년까지 수소 굴절버스(BRT) 개발·실증이 예정돼 있어 수소버스 모델이 점차 확대될 전망이다.

이미 해외에서도 수소버스 개발 및 실증 운행이 한창이다. 수소버스는 2000년대 초반부터 캐나다 발라드파워시스템즈(Ballard Power Systems)를 중심으로 개발이 시작됐으며, 2005년 이후 각국의 주요 완성차 업체들이 수소버스를 개발하기 시작했다. 특히 일본은 올해부터 도요타의 수소전기버스 ‘소라(Sora)’의 상용화(판매)에 나섰고, 2020년 도쿄 올림픽 지원차량 및 정기노선용으로 수소버스를 본격 투입해 2020년 100대, 2030년 1,200대의 수소버스를 보급할 계획이다. 일본 정부는 수소버스의 운행경로가 일정하고 대량의 수소를 사용하므로 수소충전소의 채산성 개선에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

중국은 지난해 7월 세계 최대 규모의 수소버스 생산기지(연간 5,000대)를 완공했으며, 윈푸·루가오시 등에서 수소버스 실증사업을 진행 중이다. 중국 정부는 수소버스 대중화를 위해 대당 30~50만 위안의 정부 보조금을 지급하고 있으며, 베이징 동계올림픽과 연계해 오는 2022년까지 수소버스 200대를 운행할 계획이다.

유럽은 수소버스 상용화 계획을 발표하고 90여 대의 수소버스를 실증 운행 중이다. 수소버스  상용화를 위한 JIVE2 프로젝트를 통해 2020년 초까지 유럽 전역의 22개 도시에 약 300대의 수소버스를 배치할 예정이다. 미국도 20여 대의 수소버스가 실증 운행 중이다.   

이처럼 수소버스도 전 세계적으로 미래 상용차의 대세로 자리 잡고 있는 모습이다.

정치권에선 ‘수소버스 보급 의무화’ 바람 불어
국내 업계는 수소버스가 ‘도심주행용 수소버스 핵심기술개발’ 사업과 ‘수소버스 충전소 모니터링 사업’이 끝나는 시점(2019년)을 계기로 2020~2021년경 본격 출시될 것으로 전망하고 있다. 하지만 수소충전인프라 확충이 시급한 과제로 남는다. 현대차 내부적으로도 수소버스 출시엔 문제가 없고 수소충전소 확충이 수소버스 보급의 관건이라는 판단을 하고 있는 것으로 알려지고 있다.  

여하튼 국내에서도 수소버스 보급 로드맵을 수립해 대중교통으로서의 보급을 본격 준비해야 한다는 목소리가 업계는 물론 정치권에서도 높아지고 있다. 정부와 지자체가 적극적인 수소버스 보급정책을 편다면 수소버스는 미세먼지 저감과 함께 일반 시민들의 친근한 발이 될 수 있다.

특히 정치권에서 더욱 적극적이다. 일단 ‘수소버스 보급 의무화 제도’ 도입을 주장하고 있다. 지난달 12일 정운천·하태경·이명수·김규환 의원이 개최한 ‘대중교통 수소버스 활성화를 위한 정책 세미나’에서 이 같은 의견이 주류를 이뤘다.

김규환 의원(국회 미래연료전지발전포럼 자문위원단장)은 개회사에서 “수소버스는 오염물질 배출이 없는 무공해 차량으로서 친환경 대중교통 인프라의 핵심으로 각광을 받고 있고 내연기관에서 배출되는 미세먼지를 억제하기 위해 ‘미세먼지 먹는 하마’인 수소버스를 적극적으로 활용해야 한다는 국민적인 목소리가 높아지고 있는 실정”이라며 “국내 신재생에너지공급의무화제도(RPS)의 성공적인 운영을 바탕으로 대중교통 수소버스 공급의무화 제도의 도입을 논의할 시점”이라고 밝혔다.

정세균 국회의장은 축사를 통해 “대중교통 수소버스 공급의무화 제도는 화석연료를 대체하고 미세먼지 등 대기환경 문제를 개선한다는 점에서 신재생에너지정책과 부합하고 공기 질 개선을 위한 대안으로 떠오르고 있다”라며 “공공 운수산업에서 수소버스를 보급할 수 있는 체계적인 방안이 마련될 수 있기를 바란다”고 말했다.

홍영표 국회 환경노동위원장도 “공공분야에서 선도적으로 수소차를 보급할 수 있도록 대중교통 사업에 수소버스와 수소충전소를 의무적으로 공급하는 정책 개발이 필요하다”며 “수소차 보급 활성화가 미세먼지로부터 국민들을 지켜낼 실효적인 정책방향이라는 점을 다시 한 번 강조한다”고 밝혔다. 

정치권의 이러한 주장에 따라 실제 RPS와 연계한 대중교통 수소버스 공급의무화 제도가 도입될지 주목된다. 학계에서도 이러한 목소리에 힘을 싣고 있다.

박진남 경일대학교 신재생에너지과 교수는 “현행 RPS 제도는 500MW 이상 발전사업자에 대해 연도별 신재생에너지 발전 비중을 의무화 하고 신재생에너지 공급인증서(REC) 거래가 가능토록 하고 있다”며 “전기차가 전력망 전기를 사용하는 반면 수소전기차는 연료전지로 발전해 전기를 자체적으로 공급하기 때문에 REC 발급 대상에 수소전기버스를 추가해야 한다”고 목소리를 높였다.

보조금 지원 등 수소버스 활성화 방안 제시
RPS 연계 수소버스 보급 의무화 제도 외에도 수소버스 보급 활성화를 위한 다양한 방안들이 나오고 있다.

먼저 2020년 4차 중장기 친환경차 로드맵 구축 시 수소버스 보급 로드맵이 마련돼야 한다는 지적이다.

수소버스는 신기술이 아닌 수소전기차 기술의 최적화 개발이 요구되기 때문에 실증사업 확대가 필요하다. 수소전기차(승용) 기술 적용이 용이한 도심 내 저상버스부터 실증을 시작해 비교적 단거리(50km/회 내외)를 운행하는 광역급행버스도 점진적인 실증이 이뤄져야 한다는 것이다.

보조금 정책 도입도 제시된다. 신재행 수소융합얼라이언스추진단장은 “전기버스와 같이 정부 및 지자체 차원의 수소버스 구매보조금과 함께 연료보조금 지원이 필요하다”고 밝혔다.

전기버스의 경우 국토교통부 1억 원, 지자체 1억 원 등 대당 총 2억 원 수준의 보조금을 지원하고 있다. 서울시는 대당 3억 원에 가까운 보조금을 도입해 전기버스 보급을 추진하고 있다.

박진남 교수는 “시내 노선버스 또는 버스를 하루에 10회 이상 완전 충전을 할 수 있는 기관 또는 업체에 수소버스 구매보조금 지급의 우선권을 부여할 필요가 있다”며 “또 수소버스 운행 실적에 따라 버스회사에 ‘수소충전소 운영보조금’, ‘수소연료비 보조금’ 또는 ‘REC 발급’ 등의 운영보조금을 지원해야 한다”고 제안했다.

버스사업자에 대한 인센티브 부여방안도 제기된다. 수소버스의 환경개선 효과 감안 시 환경개선에 소요되는 비용 중 일부를 버스사업자에게 지원하자는 의견이다. 예를 들어 버스사업자가 버스의 공차시간을 이용해 전력을 생산할 경우 RPS제도를 활용해 전력 판매가 가능토록 제도를 개선하는 한편 수소버스의 부품 중 친환경 소모부품(필터 등)의 경우 교체 시 보조금을 지원하는 방안들이 있다. 

초기엔 울산과 같은 수소공급이 용이한 도시 위주로 수소버스를 보급하고 장기적으로는 온사이트(on-site)형 수소충전소 기술 확보로 수소버스 보급 도시를 확대할 필요가 있다도 지적도 제기된다. 

이밖에 업계에서는 수소전기차 부품 국산화 개발 기업의 활성화 촉진 정책과 함께 CNG버스 운수회사가 운영하는 기존 CNG충전소를 활용해 수소버스 충전소를 확충하고 서울시 전기버스 보급 사업을 수소버스로 전환하는 것도 필요하다는 의견이 제시되고 있다. 

수소승용차의 성공적인 출시와 함께 이제는 대중교통으로서의 수소버스 보급을 준비할 시기라는 점은 분명해 보인다. 미세먼지 저감 효과와 함께 수소사회를 실현하기 위해서도 말이다.