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수소를 먹고 달리는 버스? 현대자동차 ‘일렉시티 FCEV’

작성일2019.03.04

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작성자 : 기자단
▲ 2018 평창 동계올림픽에 등장한 현대자동차의 새로운 버스. 과연 무엇일까요? - (C)Yun Woongjae
▲ 2018 평창 동계올림픽에 등장한 현대자동차의 새로운 버스. 과연 무엇일까요? - (C)Yun Woongjae

2018 평창 동계올림픽의 성공적인 개최는 개최지 곳곳을 부지런히 다니는 셔틀버스들이 있었기에 가능했습니다. 그 중 현대자동차는 전에 없던 새로운 버스를 셔틀버스로 대중에게 선보이며 많은 호기심을 불러 일으켰습니다. 특히 버스로는 드물게 친환경 차량에게만 발급되는 파란색 번호판 붙여져 눈길을 끌었습니다.


▲ 현대자동차 수소전기버스 ‘일렉시티(ELEC CITY) FCEV’
▲ 현대자동차 수소전기버스 ‘일렉시티(ELEC CITY) FCEV’

평창올림픽을 통해 세상에 데뷔한 이 버스, 과연 무엇일까요? 바로 수소를 먹고 달리는 수소전기버스 ‘일렉시티(ELEC CITY) FCEV’입니다. 영현대를 꾸준히 구독하신 분이라면 부산에서 운행하는 전기버스 ‘일렉시티’를 소개한 콘텐츠를 기억하실 텐데요.

똑같은 버스를 왜 두 번 소개하는지 궁금하시겠지만, 두 버스는 겉모습과 이름만 같을 뿐. 다른 버스입니다! 수소전기버스는 무엇이고 전기버스와 어떤 점이 다른지 지금부터 소개해 드리겠습니다.


수소로 가는 버스, 전기로 가는 버스 무엇이 다른데?


▲ 사실 친환경 상용차는 우리의 생각보다 훨씬 더 다양합니다. 사진은 CNG 하이브리드 버스 현대자동차 ‘블루시티(BLUE CITY)’
▲ 사실 친환경 상용차는 우리의 생각보다 훨씬 더 다양합니다. 사진은 CNG 하이브리드 버스 현대자동차 ‘블루시티(BLUE CITY)’

하이브리드버스? 전기버스? 수소전기버스? 승용차뿐만 아니라 다양한 종류의 친환경 상용차들이 개발되면서 비슷비슷해 보이는 시스템 간 용어의 혼란이 있습니다. 먼저 오늘 소개할 수소전기버스 알기 위해서는 보편적인 수소자동차의 개념을 이해할 필요가 있는데요.


▲ 수소를 에너지원으로 사용하는 수소연료전지 자동차, 현대자동차 ‘넥쏘’
▲ 수소를 에너지원으로 사용하는 수소연료전지 자동차, 현대자동차 ‘넥쏘’

‘수소자동차’라고 불리는 차량에는 크게 두 가지 방식이 있습니다.

첫 번째는 수소를 연료로 사용하여 수소 ‘엔진’을 작동시키는 방법입니다. 수소자동차가 생소한 일반인들이 막연히 상상할 수 있는 수소자동차의 모습이죠. 하지만 단순히 가솔린과 디젤 대신 수소를 주입해 내연기관을 돌리는 것은 여러 기술적 문제로 아직 개발단계에 머물러 있는 상황이라고 합니다.

두 번째는 ‘수소연료전지’ 시스템입니다. 에너지원으로 다량의 수소를 충전, 연료전지 내부에서 산소와 결합해 화학반응을 통해 전기를 생산시킨 뒤 이 전기로 모터를 구동시키는 시스템입니다. 에너지원이 수소인 것만 다를 뿐, 최종적으로는 전기를 통해 모터를 돌리기 때문에 전기자동차의 특성도 어느 정도 가지고 있죠.

이 중 국내외에서 활발하게 연구 및 실용화가 된 방식은 수소연료전지 방식입니다. 연료전지가 이 기술의 핵심이기 때문에 수소연료전지 시스템을 채용한 자동차들은 ‘FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)’라고 불리기도 합니다.


▲ 현대자동차 전기버스 일렉시티의 시스템 (차내 홍보영상 발췌)
▲ 현대자동차 전기버스 일렉시티의 시스템 (차내 홍보영상 발췌)


▲ 현대자동차 수소전기버스 일렉시티 FCEV의 시스템 (차내 홍보영상 발췌)
▲ 현대자동차 수소전기버스 일렉시티 FCEV의 시스템 (차내 홍보영상 발췌)

수소전기버스도 마찬가지입니다. 수소연료전지 시스템이 기존 전기자동차 시스템의 일부를 차용했기 때문에 비슷하면서도 다른 구성을 보이는데요. 가장 큰 차이점이라면 기존 전기버스가 전기를 충전, 저장시킨 후 단순히 ‘소모’하는 데 반해, 수소전기버스는 수소를 통해 자체적으로 전기를 ‘생산’ 후 모터를 구동시킨다는 것입니다.


▲ 일렉시티 FCEV의 후면에는 이런 귀여운 스티커가 있습니다
▲ 일렉시티 FCEV의 후면에는 이런 귀여운 스티커가 있습니다

수소전기버스가 더 진보한 친환경 자동차로 주목받는 이유는 정말로 ‘더 친환경적인 행동’을 하기 때문입니다.

앞서 설명한 수소연료전지 내 화학반응에는 깨끗한 산소가 필요하기 때문에 일렉시티 FCEV는 이를 위한 자체 공기정화 능력을 갖추고 있습니다. 이 과정에서 외부의 오염 된 공기는 고성능 공기정화 필터를 통해 맑은 산소로 정화되며, 일렉시티 FCEV 1대는 중형 디젤 승용차 40대 분량(400mg)의 미세먼지를 정화할 수 있다고 합니다. 가히 ‘움직이는 공기청정기’라 불릴 만합니다.

또한 수소전기버스는 배출되는 오염물질이 전혀 없습니다. 달리면서 배출되는 유일한 부산물은 수소와 산소의 화학반응에서 생긴 순수한 물입니다. 에너지를 소모하고 오염된 부산물을 생산하는 것이 아닌 오염물질을 소모하고 에너지와 깨끗한 부산물을 생산하는 반전은 기존 버스의 틀을 완전히 깨는 모습입니다.


운행을 시작한 수소전기버스를 만나보다


▲ 현대자동차의 시내버스로 가득한 울산광역시 율리공영차고지
▲ 현대자동차의 시내버스로 가득한 울산광역시 율리공영차고지

올림픽이 끝나고 한동안 행방이 묘연했던 일렉시티 FCEV가 국내 최초로 영업 운행에 들어갔다는 소식을 듣고 영현대 기자단이 찾아간 곳은 울산에 위치한 한 시내버스 차고지입니다. 현대자동차의 도시답게 차고지에는 수많은 현대자동차 버스들이 운행을 기다리고 있는 모습입니다.


▲ 운행을 나서는 일렉시티 FCEV
▲ 운행을 나서는 일렉시티 FCEV

비슷비슷한 버스들 사이에서 일렉시티 FCEV가 고운 자태를 드러냈습니다. 기존 일렉시티와 마찬가지로 독특한 외관이 단박에 시선을 사로잡는데요. 울산시 시내버스 도색 기준에 맞춰 부분적으로 칠해진 노란색이 산뜻하게 잘 어울립니다.




▲ 일렉시티 FCEV의 미래지향적인 외관
▲ 일렉시티 FCEV의 미래지향적인 외관

기존의 버스 옆에 있으면 일렉시티 FCEV의 미래지향적인 디자인은 더욱 빛을 발합니다. 웅장한 일체형 루프 스포일러, 승용차에서 볼법한 LED 주간주행등, 다이내믹 블루 라인 등 차세대 친환경 버스로 손색없는 디자인 요소들이 가득합니다.




▲ 일렉시티 FCEV의 모던한 실내
▲ 일렉시티 FCEV의 모던한 실내

실내에서도 기존 일렉시티의 고급스러움을 확인할 수 있습니다. 친환경 이미지과 잘 어울리는 그린 포인트 컬러와 우트 패턴 바닥재는 여전한 모습이며, 이번 일렉시티 FCEV에서는 간단한 수화물을 적재할 수 있는 공간과 USB 충전포트가 추가되었습니다.


▲ 일렉시티 FCEV의 쾌적한 운전석
▲ 일렉시티 FCEV의 쾌적한 운전석

운전석은 기존 버스의 레이아웃을 모던하게 다듬은 정도로 마무리했습니다. 덕분의 고령의 기사님도 기존의 버스와 큰 차이 없이 편하게 운전할 수 있다고 일렉시티 FCEV를 칭찬했습니다.

눈에 띄는 다른 점이라면 아날로그 계기판을 대체한 고해상도의 LCD 계기판입니다. 워낙 선명해서 멀리서 볼 때는 속도계 바늘이 오르락내리락 하는 줄 알았는데, 자세히 보니 LCD 화면 내 가상의 바늘이었습니다.


울산의 다양한 도로환경도 문제없어!


▲ 울산의 중심부를 달리는 일렉시티 FCEV
▲ 울산의 중심부를 달리는 일렉시티 FCEV

수소전기버스가 일반 버스 대비 어떤 주행능력을 보여줄지 확인하기 위해 ‘율리’에서 ‘대왕암공원’을 운행하는 124번 노선 전체를 완승해 봤습니다. 생각보다 울산의 도로 환경이 다양해서 과연 이 생소한 구동계를 가진 버스가 잘 달릴 수 있는지 궁금했는데요.


▲ 울산의 시내는 도로가 넓지만 그만큼 교통량과 신호도 많아 잦은 가감속이 일어납니다
▲ 울산의 시내는 도로가 넓지만 그만큼 교통량과 신호도 많아 잦은 가감속이 일어납니다

우선 울산의 중심지인 남구 시내 구간은 도로가 넓고 쭉 뻗음과 동시에 잦은 신호와 정류장 때문에 높은 가감속 능력이 중요했습니다. 사람으로 비유하면 ‘순발력’이 좋아야 하는 셈이죠.

일렉시티 FCEV는 전기차 특유의 즉각적으로 발생하는 토크 덕분에 변덕스러운 교통 흐름에 잘 대응하는 모습을 보여주었습니다. 오히려 일반 버스보다 민첩하고 날렵한 시내 주행이 ‘아이오닉 일렉트릭’과 ‘코나 일렉트릭’의 경쾌함 그대로였습니다.


▲ 울산의 남구와 동구를 잇는 일부 도로는 언덕이 많아 차량의 강력한 힘이 받쳐줘야 합니다
▲ 울산의 남구와 동구를 잇는 일부 도로는 언덕이 많아 차량의 강력한 힘이 받쳐줘야 합니다

울산의 중심지와 태화강역을 지나면서는 도로 환경이 급격하게 달라졌습니다. 남구와 동구를 잇는 아산로는 산과 바다 사이의 좁은 공간을 운행하기 때문에 언덕과 구불구불한 커브길이 많았으며, 언덕은 해안에 협소하게 위치한 동구에 들어서도 계속 이어졌습니다.

그야말로 가혹한 주행환경인 셈인데요. 특히 출근시간대 운행이어서 문을 못 닫을 정도로 붐비는 버스를 보고 힘이 모자라 언덕을 힘겹게 오르내리는 것은 아닌지 내심 걱정이 들었습니다.

하지만 일렉시티 FCEV는 보란 듯이 힘을 내뿜으며 마치 평지를 달리는 것처럼 언덕을 올라갔습니다. 전기차에서 느낄 수 있는 ‘등 떠미는 듯한’ 가속감도 여전했습니다. 이렇게 사람을 가득 찬 버스가 지친 기색 없이 언덕을 달리는 것을 보고 전기모터의 위력을 다시 한번 실감할 수 있었습니다.

종점인 대왕암 공원에서 한숨 돌리면서 기사님은 짧은 코멘트로 칭찬을 남기셨습니다. “얘는 다른 버스보다 힘이 더 세! 아주 넘쳐나지.” 이쯤 되면 일렉시티 FCEV의 힘과 주행능력은 충분히 검증된 것 같았습니다.


수소를 충전하는 모습은 어떨까?


자동차에 수소를 연료로 주입한다는 것은 아직은 생소한 모습입니다. 더군다나 일반 승용차가 아닌 버스의 거대한 연료 탱크를 가득 채우는 모습은 더욱 궁금증을 자아내게 하는데요. 직접 보기 위해 울산대공원 근처에 있는 한 수소충전소를 방문했습니다.


▲ 수소충전소에 충전하러 온 일렉시티 FCEV
▲ 수소충전소에 충전하러 온 일렉시티 FCEV

이제 막 해가 뜬 아침 7시, 일렉시티 FCEV가 수소를 충전하기 위해 충전소로 미끄러지듯 소리 없이 들어왔습니다. 충전소에서 근무하시는 분께 물어보니 매일 아침 항상 충전을 위해 이곳을 온다고 합니다.


▲ 덩치 큰 수소전기버스의 충전구. 생각보다 귀엽지 않나요?
▲ 덩치 큰 수소전기버스의 충전구. 생각보다 귀엽지 않나요?

드디어 열어보는 수소전기버스의 충전구! 잘못 열었나 하면서 한 번 더 확인하게 될 만큼 수소전기버스의 충전구는 의외로 앙증맞은 모습입니다. 우리가 알던 주유구 혹은 전기버스의 충전구와 비교하면 가느다란 수소충전구와 간단한 마개는 생소한 광경입니다.


▲ 수소충전 노즐을 연결한 모습
▲ 수소충전 노즐을 연결한 모습

충전구에 비해 충전 노즐은 평범한 모습입니다. 고압으로 수소가 주입되기 때문에 안전을 위해 두툼하게 만든 모양입니다. 별도의 복잡한 과정 없이 연결 후 충전을 시작하자 LPG 충전처럼 약간의 공기 소리와 함께 충전되었습니다.


▲ 수소충전소 전경
▲ 수소충전소 전경

충전을 하는 동안 수소충전소와 수소충전기를 찬찬히 살펴봤습니다. 우선 수소충전소 건물은 일반 주유소나 LPG 충전소에 비해 큰 모습을 하고 있는데요. 수소 운반용 트레일러를 주차하는 공간, 수소를 저장하는 압축가스설비, 고압으로 수소를 공급하기 위해 온도를 조절하는 열교환기, 제어설비 등으로 구성되어 있습니다. 여기에 혹시나 모를 폭발을 대비한 방폭시설까지 더해져 건물 자체가 더 단단한 인상을 줍니다.


▲ 수소충전소의 충전기
▲ 수소충전소의 충전기

충전기의 구성도 조금씩 달랐습니다. 개별 차량을 인식해 충전 권한을 획득하는 수소충전소 전용 RF 카드리더기, 수소 압력 게이지가 기계의 중앙을 차지하고 있었습니다. 충전 노즐을 꼽고 충전기의 스타트/스톱 버튼을 통해 작동시키는 점도 이채롭습니다.


▲ 자세히 보면 다른 점이 많은 수소충전소의 충전기
▲ 자세히 보면 다른 점이 많은 수소충전소의 충전기

무엇보다도 “수소 1kG : 7000원”이라는 가격표가 눈에 띄었습니다. 유가에 따라 가격이 유동적인 다른 연료와 달리 이렇게 고정적인 가격은 수소에너지의 또 다른 장점입니다.

특히 울산광역시의 수소충전소 같은 경우 공업단지에서 부산물로 생산, 가공된 ‘부생수소’를 이용하기 때문에 에너지의 생산 과정에 있어서 친환경성과 경제성을 모두 잡았다고 할 수 있습니다. 더 이상 수소에너지가 비싸고 생산하기 어려운 먼 미래의 에너지가 아니라는 것이 강하게 와닿는 부분이었습니다.


▲ 충전을 마치고 운행 준비를 완료한 현대자동차 수소전기버스 일렉시티 FCEV
▲ 충전을 마치고 운행 준비를 완료한 현대자동차 수소전기버스 일렉시티 FCEV

수소충전소를 잠깐 둘러봤을 뿐인데 어느새 기사님이 시동을 걸고 출발할 준비를 하고 있었습니다. 전기자동차와 마찬가지로 공회전 소음이 없다 보니 충전이 끝난 것을 전혀 눈치채지 못했습니다.


▲ 일렉시티 FCEV의 충전시간은 단 15분! 주행거리는 무려 713km!
▲ 일렉시티 FCEV의 충전시간은 단 15분! 주행거리는 무려 713km!

여기서 드러나는 수소전기버스의 진가! 수소전기버스는 일반 천연가스버스와 마찬가지로 약 15분 정도면 완전 충전이 가능합니다. 기존 전기버스가 완전 충전까지 70분 가량(Plug-In방식) 걸리는 것에 비해 획기적인 시간 단축입니다. 게다가 최대 주행거리는 (60km/H 주행 시) 713km에 달하니, 효율적인 운행을 위해 불필요한 시간을 줄이는 것이 중요한 노선버스에는 아주 큰 장점들이라 할 수 있습니다.


버스, 깨끗하고 조용한 운송수단으로 거듭나다


▲ 현대자동차 수소전기버스 ‘뉴 프리미엄 유니버스 FCEV’ - (C)Yun Woongjae
▲ 현대자동차 수소전기버스 ‘뉴 프리미엄 유니버스 FCEV’ - (C)Yun Woongjae

더 깨끗한 상용차를 만들겠다는 현대자동차의 목표는 지금도 착착 진행되고 있습니다. 특히 평창올림픽에서 동시에 데뷔한 ‘뉴 프리미엄 유니버스 FCEV’를 통해 시내형 버스뿐만 아니라 주행환경이 완전히 다른 고속형 버스 분야에서도 친환경 수소 기술을 적용할 수 있다는 것을 증명했습니다. 뿐만 아니라 개량된 4세대 수소전기버스, 중형 수소전기트럭을 개발하는 등 그 분야도 점차 넓어지고 있습니다.


▲ 현대자동차 수소전기버스 일렉시티(ELEC CITY) FCEV
▲ 현대자동차 수소전기버스 일렉시티(ELEC CITY) FCEV

그동안 힘은 좋지만 시끄럽고 오염물질이 많다고 인식돼오던 대형 상용차. 울산에서 만난 수소전기버스 일렉시티 FCEV는 그 선입견을 깨는 버스였습니다. 앞으로도 매일 도시 곳곳을 누비는 현대자동차의 친환경 버스들을 통해 대형 상용차에 대한 기존의 인식이 확 달라질 수 있으리라 기대됩니다.


영현대기자단17기 이형우 | 건국대학교글로컬
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