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수소자동차란 가솔린 내연기기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하여 운행하는 친환경 자동차입니다. 수소자동차는 배터리 전기차와 달리 충전 시간이 짧고 주행 거리가 길며, 배출물이 물밖에 없어 환경에도 좋습니다.

1. 수소자동차의 동작원리

수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되고 이때 발생한 전자 들은 외부 회로로 전달되어 연료전지 자동차의 모터를 구성하는 동력원인 전기 에너지로 사용됩니다.

수소와 산소를 화학반응 시켜 전기를 만들고 모터로 보냅니다.

수소는 연료전지 스택(전기 발생 장치)로 보냅니다. 연료전지 스택에서 수소와 산소를 화학반응 시 시켜 전기를 만들고 모터로 보냅니다.

수소자동차 지자체별 보조금 및 충전소 안내
수소자동차 지자체별 보조금 및 충전소 안내

2. 수소자동차 지자체별 지원금

  • 서울특별시 2,250만 원
  • 부산산 광역시 2,250만 원
  • 대구구광역시 2,250만 원
  • 인천천광 역시 2,250만 원
  • 광주주광역시 2,250만 원

3. 수소자동차의 차량가격

현대 넥쏘 NEXO 4,500만 원

4. 수소자동차 전국 충전소

서울특별시: 서울시청 충전소 (서울특별시청),

부산 광역시: 부산 광역시청 충전소 (부산 광역시청)

대구구광역시: 대구광역시청 충전소 (대구광역시청)

인천시: 인천군청 충전소 (인천군청)

광주: 광주 철도공사 충전소 (광주 철도공사)

5. 수소자동차의 장단점은 무엇인가요?

장점

  • 오염시시키지 않는다: 수소자동차는 수증기만 방출하므로 환경을 보호하고 오염을 줄일 수 있습니다.
  • 빠른 급유: 수소자동차는 연료를 보급하는 데 3~5분 정도 걸리므로 전기자동차보다 빠르게 주주 행할 수 있습니다.
  • EU 배출 감소 목표를 충족한다: 수소자동차를 소유하고 있다면 2030년까지 EU 배출량 감축 목표를 기다리며 적응할 수 있습니다.
  • 최소한의 유지보수: 수소자동차는 엔진 유지 보수가 최소화되고 훨씬 쉽습니다. 수소는 제조 및 사용 시 깨끗합니다.
  • 시끄럽지 않다: 수소자동차는 기기존의 전기차처럼 조용하고 공해가 없습니다. 그러나 그들은 또 다른 매우 중요한 측면에서 그들을 능가했습니다.
  • 자율성: 전기자동처는 평균 한 번 충전으로 평균 300km를 이동할 수 있는 반면 수소는 두 배 이상을 이동할 수 있습니다.
  • 지불하지 않고 주차할 수 있다: 청정 자동차로 간주되기 때문에 수소자동차는 전기 자동차와 마찬가지로 DGT에서 '배출 제로로 분류됩니다. 운전에 제한이 없으며 지불하지 않고 SER 구역에 주차할 수 있습니다.
  • 극한의 온도를 견딘다: 이 유형의 차량의 또 다른 장점은 100% 전기 자동차와 달리 극한의 온도를 더 잘 견딜 수 있다는 것입니다. 자동차의 성능은 거의 변하지 않았고 주행거리는 전기차처럼 크게 변하지 않았습니다

단점

  • 더 높은 구매 가격: 전기 자동차에 비해 자동차 가격이 좀 더 비쌉니다.
  • 연료전지와 수소탱크의 특징: 연료전지와 수소탱크는 매우 높은 압력을 견견뎌야 하므로 제조 비용이 많이 듭니다. 연료전지와 수소탱크의 특징은 다음과 같습니다.
  • 연료전지: 연료전지는 전기와 산소를 반응시시켜 전기를 만들고 모터로 보냅니다. 연료전지 스택(전기 발생 장치)에서 연료와 산소를 화학반응 시켜 전기를 만들고 모터로 보냅니다.
  • 수소탱크: 수소탱크는 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되고 이때 발생한 전자들은 외부 회로로 전달되어 연료전지 자동차의 모터를 구성하는 동력원인 전기 에너지로 사용됩니다.

6. 어떻게 수소를 충전할 수 있나요?

  • 수소를 충전하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 수소 자동차는 수소와 산소의 결합을 통해 전기를 직접 발전하여 구동되는는데, 이때 수소는 고압으로 압축하여 수소 탱크에 저장하고 공급합니다. 수소 자동차의 경우 최대 700 bar의 압력으로 수소를 충전할 수 있습니다.
  • 수소 자동차를 충전할 수 있는 곳은 수소 자동차 충전소라고 하는 곳입니다. 현재 우리나라에 설치되어 있는 수소 자동차 충전소는 총 13곳으로, 일반인이 이용할 수 있는 수소 자동차 충전소는 총 9개입니다. 서울에는 상암동과 양재동에 수소 자동차 충전소가 있으며, 양재동의 경우 700bar의 사양을 지원합니다. 상암동의 경우 350 bar의 사양을 지원합니다.
  • 수소 자동차 충전을 하려면 수소 자동차와 수소 버스에 수소를 공급하는 충전 커넥터가 필요합니다. 이 커넥터는 승용차 전용과 버스 전용으로 나나 뉘어져 있으며, 승용차 전용 커넥터를 선택하여 주입구에 연결해 줍니다. 승용차 전용 커넥터는 일반 내연기기관 차보다 안전하다고 할 수 있습니다.
  • 수소 자동차 충전을 하면서 안전 전관리자분의 도움을 받아야 합니다. 현재 우리나라는 고압가스 안전전관리법에 따라 수소 자동차 충전소에는 반드시 안전전관리자가 있어야 하고 관리자 없이 혼자서 충전하는 것이 불가능하게 법이 지정되어 있습니다. 따라서 수소 자동차 충전 시에는 안전전관리자분의 친절한 도움을 받아야 합니다.
  • 수소 자동차 충전은 현재까지 고압가스안전 전관리법에 의거하여 해당 충전소에 고용된 사람만 수소자동차를 충전할 수 있다고 하고 가스기능사 자격증을 획득한 사람만이 안전관리리책임자 자격을 얻을 수 있다고 합니다. 누구나 직접 오퍼레이션이 가능한 배터리 전기차의 충전 인인프라와는 방향성이 다름을 확인할 수 있습니다.

수소 자동차 충전은 아직 많은 문제점과 한계점이 있습니다. 한 대의 차량만 한 번에 여러 대의 차량이 몰릴 경우 충전 속도가 느려질 수 있으며, 주행 거리나 연료 사용량도 크게 달라질 수 있습니다. 또한, 신재생 에너지와 결합된 ESS (Energy Storage System) 등의 에너지 저장 장치가 필요하다고 합니다.

하지만, 이러한 문제점들도 점차 해결되고 있는 방방향입니다. 현대자동차는 넥쏘와 같은 수소자동차를 개발하고 있으며, 최대 700 bar로 충전이 가능하다고 합니다.

수소 자동차 충전 시 안전에 대해 알려주세요.

  • 수소 자동차는 압력 차를 이용하여 충전됩니다. 가스는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 성질이 있습니다. 이러한 성질을 이용하여 수소 저장 용기의 압력이 수소차의 압력보다 높기 때문에 저장 용기에서 차량으로 수소가 충전됩니다.
  • 그러나 수소는 공기보다 14배나 가벼워 유출되는 순간 공기 중으로 빠르게 확산, 농도가 4% 미만으로 급격격히 떨어지기 때문에 폭발 가능성은 거의 없습니다.
  • 수소는 공기 중 농도가 4~75% 범위로 노출될 경우 점화원과 만나 폭발할 수 있는는데, 수소는 공기보다 14배나 가벼워 유출되는 순간 공기 중으로 빠르게 확산, 농도가 4% 미만으로 급격격히 떨어지기 때문입니다.
  • 수소차의 충전 원리는 '압력 차를 이용합니다. 가스는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 성질이 있습니다. 이러한 성질을 이용하여 수소 저장 용기의 압력이 수소차의 압력보다 높기 때문에 저장 용기에서 차량으로 수소가 충전됩니다.
  • 그러나 수소충전소에서 사고가 발생한 적은 없지만, 일본과 미국 등에서도 화재나 폭발 사고가 발생한 적이 있습니다. 정부는 전 세계적으로 수소충전소에서 대형 폭발사고가 발생한 적은 없다는 점도 강조하고 있습니다.
  • 수소충전소에서 충전을 받으려면 안전교육을 이수한 가스충전원만 가능합니다. 정부는 지난해 12월 규제샌드박스를 통해 수소차에 대해 셀프 충전을 실증 형태로 허용했습니다. 셀프 충전은 충전장에서 자동차와 연결하여 충전하는 방식입니다.

7. 수소자동차의 주행거리는 어느 정도인가요?

수소자동차의 주주행 거리는 차종에 따라 다르지만, 일반적으로 600km 정도라고 합니다. 수소자동차는 전기차보다 충전 시간이 짧고, 연비도 좋아서 주주행 거리가 길다는 장점이 있습니다. 수소자동차의 주행거리는 충전 방식과 친환경성, 충전 속도 등에 영영향을 받습니다.

8. 수소자동차 완충 시 충전요금은?

수소자동차 완충시 충전요금은 연료료통 크기와 지역별 가격에 따라 다릅니다. 현재 유일한 수소자동차인 넥쏘의 경우 연료료통이 6.3kg인 것을 감안하면 가득 충전할 경우 60,000원 정도의 충전 요금이 발생한다고 합니다. 수도도권 지역에서 넥쏘를 타는 소비자는 kg당 충전 요금이 8800원, 1회 완충 비용으로 5만 5704원을 지지불해야 합니다. 이는 내연기기관 차량과 비교해도 월등히 저렴한 수준은 아닙니다. 하지만 산업부의 예측대로 부생수소 출하센터 완공 이후 수소 가격이 20% 저렴해지면 상황은 달라질 것으로 보입니다.

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