수소 대 배터리: 미래의 트럭을 위한 경쟁

트럭 제조업체는 탄소배출량을 줄이라는 엄청난 압력을 받고 있습니다. 이를 해결하기 위해 다양한 방법들을 고민하고 있고 현재는 배터리와 수소 연료전지 두 가지 방안으로 결론이 나는 것 같습니다.

하지만 배터리, 수소 연료 전지 둘 중 어디에 배팅해야 할까요? 또는 둘 다에 베팅해야 할까요?

다국적 기업들은 이에 대해 서로 다른 결론에 도달하고 있는데 잘못된 선택을 하게 되면 많은 비용을 치러야 할 수 있습니다.

 

식품부터 의류, 전자제품에 이르기까지 소비자가 구매하는 대부분의 물건은 트럭을 통해 배송됩니다. 트럭은 상거래의 중추라고도 할 수 있습니다. 하지만 트럭은 엄청난 오염원입니다. 유럽 운송 및 배기가스 연맹에 따르면 유럽에서 대형 트럭은 도로를 달리는 차량의 2%에 불과하지만 운송 배기가스의 28%를 배출하고 있습니다. 트럭 제조업체와 정부가 과감한 조치를 취하지 않는 한 화물의 이동이 점점 더 많아지면서 이러한 배출량은 계속 증가하게 될 것입니다.

트럭의 배기가스 배출량을 줄이려면 어떻게 해야 할까요?

가장 좋은 방법은 전기 모터를 사용하여 배기가스를 배출하지 않는 신차를 만드는 것입니다. 전기 모터는 자동차 업계에서 이미 익숙한 두 가지 옵션인 배터리 또는 수소 연료 전지로 구동할 수 있습니다. 배터리가 승용차 동력 경쟁에서 승리한 이유는 배터리가 더 저렴하기 때문입니다. 하지만 트럭은 완전히 다른 도전에 직면해 있습니다: 트럭은 일반적으로 더 먼 거리를 주행하고 훨씬 더 무거운 화물을 운반합니다. 따라서 트럭 회사들은 여러 가지 옵션을 고려하고 있습니다.

배터리 전기 트럭은 실현 가능할까요?

국제 청정 운송 위원회(ICCT: International Council on Clean Transportation)의 대형 차량 프로그램 책임자인 펠리페 로드리게스(Felipe Rodriguez)는 불과 몇 년 전만 해도 배터리로 구동되는 트럭에 대해 이야기하면 비웃음을 샀을 것이라고 말합니다. 로드리게스는 “배터리가 할 수 있는 일에 대한 선입견이 많았습니다. 너무 비싸고, 너무 무겁고, 너무 크다는 생각이었습니다. 대형 트럭에는 대용량 배터리가 필요하기 때문에 차량이 운반할 수 있는 화물의 양이 제한될 것이라는 생각이 있었습니다. 또한 무거운 화물을 운송하면 도중에 배터리가 방전되어 운전자가 몇 시간 동안 충전을 위해 정차해야 했습니다. 수익 마진이 빠듯한 운영자에게는 좋은 선택이 아니었습니다. 하지만 지난 몇 년 동안 일어난 일은 놀랍습니다."라고 말했습니다.

 

리튬 이온 배터리의 가격은 지난 10년 동안 원자재와 부품 가격이 저렴해지면서 급락했습니다. 동시에 배터리 가치 사슬 전반에 걸쳐 생산 능력도 증가했습니다. 그 이유 중 하나는 승용차에서 발생하는 배기가스를 줄이기 위해 정부가 전기자동차 또는 전기차에 대규모로 투자하고 있기 때문입니다.

영국 케임브리지 대학교의 기계공학과 교수인 데이비드 세본(David Cebon)은 "자동차 업계 전체가 배터리 비용을 낮추기 위해 노력하고 있지만, 연료 전지와 수소 공급을 엔지니어링 하는 업계는 소수에 불과합니다." 수년에 걸쳐 배터리의 에너지 밀도도 향상되어 같은 크기의 장치로 훨씬 더 많은 주행 거리를 확보할 수 있게 되었습니다. 그리고 연구원들은 배터리로 구동되는 트럭의 충전 시간을 몇 시간에서 15분으로 단축할 수 있는 메가와트 충전 시스템을 연구하고 있습니다. 이를 통해 의무적으로 지정된 운전 휴식 시간 동안 차량을 충전할 수 있습니다. 미국과 유럽에서 이 휴식 시간은 30분에서 45분 사이입니다.

 

수소 연료전지 트럭의 장점은 무엇인가요?

수소 트럭의 가장 큰 장점은 화물의 손상이나 긴 휴식 없이 배기가스를 줄일 수 있다는 점입니다. 연료 전지를 사용하기 때문입니다. 이 장치는 기본적으로 배터리처럼 작동하지만 전기로 작동하는 대신 수소 연료와 산소로 작동합니다. 유일한 부산물은 열과 물 뿐입니다.

다임러 트럭에서 수소 전략을 관리하는 볼커 하센버그 (Volker Hasenberg)는 "수소 트럭에 주유하는 것은 디젤 트럭에 주유하는 것과 거의 비슷합니다. 주유소가 있고 트럭에 에너지를 저장하면 몇 분이면 됩니다. 반면에 배터리 구동 트럭은 화물을 많이 실을수록 에너지가 빨리 소모됩니다. 그러나 수소 연료전지 트럭은 매우 무거운 화물을 운반하는 데 특히 매력적인 옵션입니다. 일반적으로 무게가 많이 나가는 기계, 건축물을 생각해 보세요. 운송할 공간이 아니라 무게가 기준이 된다면 수소 트럭이 유리합니다."라고 하센버그는 말했습니다.

두 기술의 배기가스 배출량은 어떻게 비교될까요?

배터리 구동 트럭은 배기가스 배출량 감소에 있어 우위를 점하고 있습니다.

ICCT에 따르면 화석 연료와 재생 에너지를 혼합한 전기로 운행할 경우 디젤 트럭에 비해 약 65%의 배기가스 배출량을 절감할 수 있다고 합니다. 반면 연료전지 트럭은 디젤 트럭에 비해 최대 33%만 절약할 수 있고, 청정에너지로 구동하면 92%까지 배출량을 줄일 수 있습니다. 재생 에너지로 생산되는 친환경 수소인 녹색수소로 운행하면 이 수치는 89%까지 올라갑니다. 하지만 이는 거의 일어나지 않고 있습니다.

어떤 기술이 더 저렴할까요?

배터리 전기 트럭은 수소 트럭보다 초기 비용이 더 높습니다. 하지만 효율성이 매우 높아 운영 비용이 훨씬 저렴하고 궁극적으로 비용 경쟁력이 높습니다. 완전 전기 트럭을 충전할 때 에너지 손실 가능성이 훨씬 적습니다: 충전소에서 배터리를 충전한 다음 모터에 전력을 공급하기 때문입니다. 반면에 수소연료전지 트럭의 경우 에너지를 수소로 변환하여 주유소로 운반한 다음 연료 전지로 펌핑하여 다시 전기로 바꿔야 합니다. 수소 연료 차량은 이처럼 여러 단계가 추가되기 때문에 배터리로 구동되는 차량보다 약 3배 더 많은 에너지가 필요합니다.

 

이 기술들의 미래는 어떻게 될까요?

배터리의 가격이 저렴해지고 효율성이 높아지면서 대부분의 주요 트럭 제조업체는 연료 전지 대신 배터리를 선택하고 있습니다. 하지만 다임러와 볼보와 같은 일부 회사는 배터리가 매우 무거운 짐을 운반할 수 있을 만큼 충분히 성숙하지 못할 것이라는 데 베팅하고 있습니다. 그래서 그들은 수소 트럭도 개발하고 있습니다. 하센버그는 "하나의 기술이 모든 고객의 요구를 충족시킬 수 있다고 확신할 수는 없습니다. 우리는 한 발보다는 두 발로 서는 것이 더 낫습니다.”라고 말했습니다. 그러나 전문가들의 예측에 따르면 연료전지 트럭은 2050년까지 시장 점유율의 10%를 넘지 못할 것으로 보입니다. 대다수는 배터리로 구동될 것입니다.

 

(출처:https://www.dw.com/en/hydrogen-vs-battery-the-race-for-the-truck-of-the-future/a-69456987 Hydrogen vs battery: The race for the truck of the future)