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Nikkei X-TECH_2022.10.7

첨단기술 뉴스플러스
도요타, 수소엔진자 시판 표명
EV 이외의 선택지

수소엔진차는 수소를 연료로 하는 내연기관차이다. 도요타자동차는 탄소중립을 실현하는 방법 중 하나로  수소엔진차의 시판화를 표명했다. 전기차(EV)로의 전환을 적극 추진해온 유럽 기업들도 수소엔진 개발을 서두르고 있는 실정이다.

수소엔진은 가솔린엔진에서 연료공급계와 분사계를 변경해 수소를 연소시킴으로써 동력을 발생시킨다. 미량의 엔진오일 연소 분을 제외하고 주행 시 이산화탄소를 배출하지 않는다.

기존 엔진 부품과 생산설비 등을 활용할 수 있다는 것도 특징 중 하나이다. 기존의 기술 자산을 활용함으로써 동일하게 수소를 사용하는 연료전지차(FCV)에 비해 비용을 낮출 수 있다. 미국의 볼그워너(Borg Warner)는 “가솔린 엔진 차량의 코스트와 비교하면 FCV는 시스템을 쇄신해야 하기 때문에 수 배 비싸지만, 수소엔진 차량의 경우 1.2~1.3배 정도면 된다”라고 추산했다.

대형 상용차와도 궁합이 잘 맞는다. 주류인 과급 직분사 디젤엔진은 “연료 분사계의 변경만으로 수소 엔진에 대응할 수 있다”(한 국내 업체의 엔진 기술자)라고 한다.

-- 도요타, 레이스를 '실험의 장'으로 --
수소엔진차의 이러한 점에 기대를 걸고 있는 자동차 업체 중 하나가 도요타이다. 도요타는 올 6월, 수소엔진차를 시판화할 의향을 표명, 시판화를 위해 수 대의 시제차 개발을 완료했다. 레이스를 '실험의 장'으로 정하고, 수소엔진차 개선을 계속 추진하고 있다.

그 실험의 장이 되고 있는 것이 ‘슈퍼 다이큐(耐久) 시리즈’이다. 후지스피드웨이에서 개최된 24시간 다이큐 레이스에서 도요타의 시제차는 2021년과 2022년, 2년 연속 완주했다. 엔진의 기본 구성은 바꾸지 않았지만, “인젝터 등 연료 공급계뿐만 아니라 여러 가지 검토와 평가를 계속 추진해왔다”(도요타의 개발 담당자)라고 한다.

올 8월에는 벨기에에서 열린 세계랠리챔피언십(WRC) 9차전에서 시범 개발 중인 수소엔진차 'GR야리스'가 데모 주행을 했다. 일본의 수소엔진차가 해외 공공도로를 주행하는 것은 처음이었다.

닛산자동차와 혼다는 수소엔진과 거리를 두고 있기 때문에 적극적으로 어필하고 있는 도요타가 색다르게 보일 수도 있다. 하지만 해외로 눈을 돌리면 상황은 다르다.

EV에 주력해온 유럽에서 수소엔진차에 대한 관심이 높아졌다. 부품업체들도 내연기관 기술의 새로운 출구로 수소엔진 개발을 가속화하고 있다.

유럽에서는 'EV만으로는 자동차 산업의 탄소중립을 달성할 수 없다'라고 하는 ‘속내’가 나오기 시작했다. 예를 들어 독일 보쉬(Bosch)의 하텅 최고경영자(CEO)는 올 4월 오스트리아에서 열린 파워트레인 국제회의 '제43회 빈 보터 심포지엄(Vienna Motor Simposium)' 기조강연에서 “탄소중립 실현에는 EV뿐만 아니라 다양한 접근이 필수”라고 강조했다.

즉, 내연기관의 종말은 오지 않으며, 파워트레인의 하나로서 중요한 역할을 계속해야 한다는 분위기인 것이다. 수소엔진차는 실용화를 위해 내구성 확보와 시스템의 소형화, 수소 인프라 확충 등 극복해야 할 과제가 많다.

도요타는 수소엔진차를 시판화하는 시기를 미정이라고 밝히면서도, “후지산 등산에 비유한다면 4부 능선 정도까지 와있다”(도요타)라고 표현한다. 후지산이 5부 능선까지 자동차로 갈 수 있다는 사실을 감안하면 후지산 정상, 즉 시판화는 가깝지 않다.

그럼에도 EV 일변도였던 전동화의 흐름이 바뀌기 시작한 지금, 수소엔진차에 도전해 볼 가치는 충분히 있어 보인다.

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