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수소자동차의 원리와 장단점에 대한 모든 것 수소전기하우스에서 배워요

by 휴식같은 친구 2017. 11. 14.
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수소자동차의 원리와 장단점에 대한 모든 것 수소전기하우스에서 배워요



지난 주말에 여의도에서 전시하고 있는 수소전기하우스에 다녀왔습니다.


I.SEOUL.U 서울시에서 지난 8월 18일부터 여의도 한강공원 마포대교 남단에서 실시하고 있는 전시회인데요.

미래의 대체에너지 수소의 모든 것을 경험하고 이해할 수 있는 체험공간입니다.


아이에게 보여주기 위해 방문한 곳이지만, 저 또한 수소에너지와 수소자동차에 대한  공부를 제대로 한 곳입니다.


수소전기차(수소차)에 대한 원리와 장단점, 수소에너지에 대해서 알아볼까 합니다.



수소전기하우스 전시는 11월 17일(일)까지 마포대교 남단 동쪽에서 실시하고 있습니다.


누구나 그냥 관람할 수 있는 것은 아니고, 사전예약을 해야합니다.


전시체험장이 이제 며칠 남지 않았네요. 이런 전시는 상설전시를 통해 많은 분들이 수소에너지와 수소자동차에 대한 관심을 갖게 할 필요가 있어 보입니다.


그래도 며칠 남은 시간속에서 다녀오실 분들을 위해서 운영시간을 알려드리겠습니다.

화~목, 일요일은 11:00 ~ 21:00, 금, 토요일은 11:00 ~ 22:00까지 운영합니다.

월요일은 휴관입니다.


여의도 한강공원 주차장여의도 2주차장(마포대교 남단)을 이용하면 바로 앞에 위치합니다.

주차요금은 한강공원 중 여의도 한강공원이 제일 비쌉니다.

기본 30분에 2,000원, 초과 10분당 300원씩 받고 있고, 일요일까지 유료로 운영하고 있습니다.


이번에 가 보니 주차장도 위탁업체에 맡기고, 무인시스템을 운영하고 있습니다.

장애인 차량, 유공자 차량은 80%, 경차 및 저공해차는 50%, 세자녀 다둥이 행복카드 소지자는 50%, 요일제차량은 30% 할인되니 호출해서 할인을 받으시기 바랍니다.

  



수소전기하우스 전시체험장 내부모습입니다.

수소자동차 관련 전시물들이 전시되어 있습니다.'


예약 팀별로 하나씩의 AR(증강현실)을 볼 수 있는 디스플레이 기기를 하나씩 줍니다.

수소전기자동차의 작동원리와 특징을 체험할 수 있는 수소전기하우스 투어를 시작합니다.



수소전기차(수소차)는 수소를 에너지원으로 하는 자동차를 말하는데 정확한 표현은 수소전기자동차라고 합니다. 수소로 전기를 만들어 달리는 차라는 의미죠.


수소에너지(Hydrogen Energy)수소형태로 에너지를 저장하고 사용하는 대체에너지로 연소하더라도 연기를 내 뿜지 않아 미래의 무공해 에너지원으로 크게 관심받고 있습니다.


대부분 물에 녹아 있는 상태로 존재합니다. 

화학시간에 물이라는 화학식이 H2O라고 배우셨을 겁니다. 

물에는 수소와 산소가 녹아 있습니다. 이런 물에서 수소를 추출해서 에너지원으로 사용하는 것입니다. 


세상에는 물이 엄청나게 많죠?

바닷물에서 수소를 추출하면 그 에너지원은 무궁무진한 것입니다.

하지만 아직까지는 수소를 추출해내는 연구는 계속되고 있는 상태라고 합니다.

 



작동 중인 수소차인데 엔진소리는 전혀 없습니다.

일반 전기차보다도 아예 소리가 없네요.


소리는 안들리는데 시동은 걸려 있는 것이죠.



이 차량은 현대자동차에서 개발한 2세대 수소자동차라고 합니다.


내년 쯤에 일반에 판매가 예정될 것이라 하는데 11곳 밖에 없는 충전소, 그리고 수소충전 가격과 수소차 가격은 아직 정해지지 않았다고 합니다.

(수소충전가격은 지역별 상이, 울산 kg당 5,500원, 창원, 광주가 8,000원, 충남 7,000원)

보통 빨간 불 들어온 이후 충전하면 5~6kg충전


보통 주유소는 1억이상 이면 짓는데 비해, 수소충전소는 30억 내외의 비용이 들기 때문에 수소충전소 인프라가 수소전기차의 성공여부를 가늠할 수 있다고 합니다.

일본은 벌써 100곳 이상의 충전소가 설치되었다고 하더군요.



수소차에 증강현실기기를 비추니 수소에너지 동력이 전달되는 모습을 볼 수가 있습니다.

아이들은 생소한 AR기기의 모습에 신기해 합니다.


하긴, 저도 증강현실은 포켓몬스터 해 본거 외에는 없으니 조금 신기합니다. ㅎㅎ

 


수소자동차의 장단점에는 뭐가 있을까요?


먼저 수소차의 장점입니다.


가장 먼저, 수소전기자동차는 배터리에 전기를 충전하지 않아도 되고, 수소충전은 3~5분이면 충전이 완료됩니다. 이에 비해 전기자동차는 1시간 ~ 3시간 이상 충전이 필요하죠.



두 번째 장점은 수소자동차는 미세먼지를 발생시키지 않고, 오히려 미세먼지를 제거해 줍니다. 말 그대로 '달리는 공기청정기'입니다.

 

차량의 앞과 뒤를 증강현실기기로 비추어 보니, 앞에서는 미세먼지를 흡입하고, 배연기관 쪽으로는 신선하고 깨끗한 공기가 배출되는 모습을 볼 수 있습니다.


지구 온난화의 주범은 화석연료(석탄이나 석유 등)를 태우면서 발생하는 이산화탄소와 미세먼지가 제일 문제입니다.  



그런데 수소차를 타면?


오히려 미세먼지를 빨아들여 깨끗한 공기를 내 뱉는다고 하니 놀랄 수밖에 없네요.

하루 빨리 상용화가 되고, 저변화가 되어야 하는 제일 큰 이유인 것 같습니다.

 


세 번째는 물이 나온다는 것 입니다.


수소(H2)가 공기중의 산소(O)를 만나면 물(H2O)이 만들어지는 화학 원리입니다.

운행 중일 때에는 수증기가 되어 나오지만, 멈추게 되면 물이 되어 나옵니다.


물이 워낙 깨끗해서 AR기기로 비추니 토기가 마셔도 문제없다라는 것을 강조하고 있네요. 수소차에서 나오는 물은 세수하고 세면할 수 있는 생활 용수로 사용하는데 전혀 문제가 없다고 합니다.


이곳에서는 수소전기차에서 만들어 낸 물로 식물을 재배하고 있었습니다.



네 번째 장점은 수소로 자동차를 운행하고, 거기에서 발생하는 전기에너지는 저장해서 생활에너지로 사용할 수 있다는 점입니다.


수소차에 연결된 배터리에서 나오는 전기로 사진의 화면처럼 전기와 차량이 움직이는 모습을 볼 수가 있었습니다.

수소전기하우스의 홍보관의 본래목적을 보여주고 있고, 미래에는 자동차 뿐만 아니라 집에서도 수소에너지를 사용할 수 있다는 것을 보여주는 사례입니다.



다섯 번째는 수소자원은 무한하다는 것입니다.

수소는 우리가 숨쉬는 공간에도 존재하고, 마시는 물, 바닷물에도 존재합니다.

화석연료는 지구에 유한하게 존재하지만, 수소에너지는 무한한 것입니다.



전시장 밖에 있는 세 대의 현대자동차 수소차는 우리나라 1세대 수소자동차(현대 투싼 수소차)인데요.


이 세 대의 수소차는 시동을 건 상태이고, 여기에서 발생하는 전기는 전시체험장의 조명과, 에어컨, 난방기기 등 전기제품의 전기로 사용하고 있다고 합니다.

그리고 실시간으로 발생하는 전기에너지를 눈으로 확인도 할 수 있는데요.


그래서 미래의 아파트는 수소차들이 남는 전기를 배터리에 저장해서 아파트에서 사용할 수 있다고 합니다.

 수소전기차를 집 혹은 아파트와 연결하면 일반 전기대신 사용할 수 있는 겁니다.


수소차 한 대가 만들어내는 전기는 1시간 당 8KW로 가정에서 에어컨을 1시간 가동하는데 1KW가 소요되니, 30평형 아파트 여덟 가구의 에어컨 전기를 동시에 생산할 수 있습니다. 

각 가정마다 작은 미니발전소를 갖고 있다고 보면 될 것입니다.


현대자동차는 수소자동차 10만대가 보급되면 원전 1기를 대체할 수 있다고 주장하고 있습니다.


놀랍지 않나요?


수소에너지는 정말 혁명적인 에너지가 아닐 수 없습니다.



사진은 수소자동차의 필터링시스템을 보여줍니다. 


마지막으로 전기자동차는 1회 충전하면 200여 km를 달리는데 비해, 수소자동차는 500km 이상을 달릴 수 있어서 1회 충전으로 서울에서 부산까지 무난히 갈 수 있습니다.



그럼 수소자동차의 단점은 뭐가 있을까요?


일단, 가격이 비싸다는 점입니다.

아직 일반에 출시되지 않았고, 2세대 수소자동차가 현대차에서 내년에 출시 된다고 하는데 그 가격도 정해지지 않은 상태입니다.


다만, 수소전기하우스의 안내요원한테 문의하니 가격은 전기자동차 수준이 되지 않을까 생각한다고 합니다. 그럼 경쟁력은 충분해 보이네요.


또한, 수소에너지 가격도 아직 정해지지 않은 상태입니다.

일단 휘발유나 경유, 전기자동차 충전 금액보다는 저렴해야 대중화가 빨리 될 텐데요.


두 번째는 수소는 폭발하면 엄청난 폭발력이 있습니다. 그래서 수소탱크에 대한 안정성이 검증되어야 합니다.




그래서 수소탱크의 안정정을 테스트하는 영상을 보여줍니다.


위 사진은 수소전기자동차의 내외장을 최초로 공개, 전시하는 모습입니다.

수소차 탱크와 동력전달 경로를 보여주는데요. 

수소자동차의 핵심부품과 작동 원리를보여주고 있습니다.


수소자동차의 원리수소충전소에서 고압축 수소를 충전하고, 차가 움직일 수 있는 동력을 얻기 위해서 이 수소를 공기 중의 산소와 화학반응시켜 전기를 생산하고, 이 전기로 모터를 작동시킵니다.



수소탱크는 3개가 장착이 되는데요.


수소가 폭발하면 어마어마한 재앙이 된다는 소리는 들어보셨을 겁니다.

그런 수소통을 3개나 싣고 다니는 수소자동차가 충돌하면 어떻게 될까요?


하지만 걱정하지 않아도 된다고 합니다.


엄청난 강도의 충격에도 깨지지 않을 정도의 재질로 만들었고, 깨질 정도의 충격이 발생한다면 수소를 자동으로 내 뿜어버리게 해서 폭발하지 않게 만들었다고 합니다.

 


수소가 산소와 만나서 물과 전기가 생성되는데 물은 버려지고, 전기가 동력원이 되어 엔진을 돌려주는 과정을 보여주고 있습니다.

 


마지막으로 수소차 체험하는 시간입니다.


물과 증류수로부터 전기분해로 수소와 산소를 분리해서 수소로 자동차가 움직이는 수소전기자동차의 원리를 이해해보는 실습을 해 보았네요.

선생님의 친절한 설명으로 수소자동차에 대한 모든 것을 공부하고 체험해 보는 소중한 시간이었습니다.




우리나라의 수소차 개발은 2013년에 전 세계적으로 제일 빨랐습니다.

(투싼 ix35 수소차)


하지만 현대차는 현재까지 원래 계획의 1/4인 130여 대 만이 운행하고 있을 정도로 정체되고 있습니다. 정부가 제대로 된 뒤받침을 하지 못해 다른 국가들의 추격을 허용하고 있다고 합니다.


일본은 2014년 미라이를 출시해서 2015년 현대이 투싼ix35를 추월했습니다. 

현재까지 5,000여대 가까이 판매를 했다고 하네요.

중국이나 유럽, 미국의 추격도 만만치 않습니다.


다행히 현대자동차는 내년 초에 1회 충전가능 거리가 580km 이상, 최대 출력은 기존 대비 20% 향상된 163마력을 달성해 한단계 진보된 수소전기자동차를 출시한다고 합니다.

발표시점은 세계최대 가전전시회인 CES 2018에서 공개될 예정입니다.  




미래의 차, 수소차


너무나 좋은 장점을 가지고 있습니다.

환경을 살리고, 화석연료의 부작용도 없애는 무한 에너지임에는 틀림없어 보입니다.


아직까지는 개발 중이지만 정부의 전폭적인 지원으로 수소전기자동차를 개발하여 지구온난화로 고통받는 세계 환경을 살리는데 앞장 서면 좋겠습니다.


그리고 이런 홍보관이 많이 들어서서 국민들에게 수소차의 장점을 널리 알리는 것도 필요해 보이네요.


수소전기하우스서울시의 '그린시티 서울', '에너지 살림도시 서울'이라는 슬로건 아래 현대자동차와 합작하여 수소가 만들어가는 미래의 청정도시 서울을 보여주기 위해 전시를 하고 있는데요. 대기오염이 심한 서울이 청정도시로 나아가기 위한 모습을 엿볼 수 있는 곳입니다.



밖에 나오니 날씨가 제법 쌀쌀해졌습니다.

쌀쌀해진 날씨만큼 한강도 더욱 새파랗게 질려있는 것 같네요.



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