수소연료전기자동차 및 수소충전소 보급활성화 방안 연구- 경상북도를 중심으로 -

A Study on the Construction of Fuel Cell Electric Vehicle and Hydrogen Charging Station Supply Activation(mainly in Gyeongsangbuk-do)

Article information

J Korean Soc Environ Eng. 2022;44(12):560-568
Publication date (electronic) : 2022 December 31
doi : https://doi.org/10.4491/KSEE.2022.44.12.560
1School of Basic Liberal Education, Kyungwoon university, Republic of Korea
2Department of Aviation Aerospace Materials Engineering, Kyungwoon university, Republic of Korea
3Department of Life Sciences, Kyungpook university, Republic of Korea
이동섭1,orcid_icon, 박진수2orcid_icon, 심영석3orcid_icon
1경운대학교 교양교육학부
2경운대학교 항공신소재학과
3경북대학교 생명과학부
Corresponding author E-mail: dslee@ikw.ac.kr Tel: 054-479-1236 Fax: 054-479-1234
Received 2022 October 18; Revised 2022 November 24; Accepted 2022 November 24.

Abstract

화석연료의 사용으로 인한 각종 환경오염물질과 온실가스 배출을 줄이기 위하여 세계 각국에서는 전기차(EV, Electric Vehicle), 수소연료전기차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle) 등 친환경자동차(Eco-Friendly Vehicle)의 보급 활성화에 다양한 노력을 기하고 있다. 우리나라도 친환경자동차 보급 활성화를 위하여 구매보조금 지급과 세금감면 정책을 추진하고 있으며, 2022년까지 수소연료전기차 6.7만 대, 수소충전소 310기를 보급한다는 목표를 제시하였다. 한편 친환경차가 활성화되기 위해서는 보조금 지급, 차량가격 인하, 각종 규제 정책 완화 및 인센티브 정책 추진 등 다양한 정책추진이 필요하나 무엇보다도 친환경 차량이 동력을 얻기 위한 충전시설의 설치가 중요하다. 이에 경상북도도 정부의 「수소경제 활성화 로드맵(2019.01.17.)」에 따라 미래 경제의 핵심인 수소에너지를 동력으로 하는 수소연료전기차 보급 활성화를 위한 전략 수립이 필요하다. 본 연구에서는 경상북도 실정에 맞는 수소연료전기차 보급 활성화를 위해 수소연료전기차 산업 현황과 보급에 따른 추진전략을 제시하였다. 경상북도 수소연료전기차 보급과 수소충전소 구축활성화를 위해서는 첫째, 수소연료전기차 보급확대를 위한 관용차 선 보급방안, 보급 활성화를 위한 보조급 지급확대. 수소충전소 운영보조금 확보방안을 통한 실용적인 수소활용 대책이 마련되어야 한다. 둘째, 수소연료전기차 인프라 확대, 수소배관망 확대구축, 수소연료전기차 활성화를 위한 제도적 방안마련, 그린수소 생산 및 생산기지 구축을 통한 수소비용 절감을 위해 경상북도내 수소생산기지 구축이 필요하다. 셋째, 수소산업 전문인력 양성, 수소와 수소충전소에 대한 도민 인식전환 등 대대적인 홍보가 필요하다. 따라서 경상북도는 수소연료전기차 보급과 수소충전소 확충을 통하여 수소산업 경쟁력을 확보할수 있으며, 미래 혁신성장과 에너지 전환의 핵심 원동력인 경상북도 수소경제 육성에 기여할 수 있다.

Trans Abstract

In order to reduce various environmental pollutants and green house gas emissions caused by the use of fossil fuels, countries around the world are making various efforts to revitalize the supply of eco-friendly vehicles such as FCEVs(fuel cell electric vehicles) and electric vehicles. As a policy to revitalize the supply of eco- friendly cars, it is pushing for purchase subsidies and tax reduction policies, and aims to supply 6.7 million fuel cell electric vehicles and 310 hydrogen charging stations by 2022. Meanwhile in order for eco-friendly cars to be activated, various policies such as subsidies, vehicle price reduction, easing various regulatory policies, and promoting incentive policies are needed, but above all, installing charging facilities is important to revitalize eco-friendly vehicles. In this study, the current status of the FCEV industry and the promotion strategy according to the supply of FCEVs were presented to revitalize the supply of the FCEVs suitable for the situation in Gyeongsangbuk-do. The first, practical hydrogen utilization measures should be prepared first in purchasing business vehicles through a plan to supply FCEVs, expand subsides to revitalize the supply of FCEVs, and secure subsidies for operation of hydrogen charging stations. The second, it is necessary to build a hydrogen production base in Gyeongsangbuk-do to expand the FCEV infrastructure, build an institutional plan to revitalize FCEVs, and reduce hydrogen costs through green hydrogen production and production base construction. The third, it is necessary to train professionals, in the hydrogen industry and promote the transformation of local people’s perception of hydrogen and hydrogen charging stations. Therefore, Gyeongsangbuk-do can secure competitiveness in the hydrogen industry by supplying FCEVs and expanding hydrogen charging stations, and contribute for forstering the hydrogen economy, a key driving force for future innovation growth and energy conversion.

1. 서 론

최근 국내외적으로 크게 부각되고 있는 온실가스, 미세먼지 배출문제는 수송분야의 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차가 주된 요인으로 간주되고 있어, 친환경 자동차에 대한 관심이 급증하고 있다. 특히 전세계적으로 에너지 자원의 감소 및 탄소배출량 저감에 대한 관심이 고조되면서 전기차(EV, Electric Vehicle), 수소연료전기차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)의 개발과 보급에 다양한 노력을 기하고 있다[1].

미국(10개 주)은 무공해차 판매의무제(ZEV)를 시행하고 있으며, 네덜란드・노르웨이는 2025년부터 내연기관 자동차 판매금지를 발표하는 등 내연기관 자동차에 대한 규제 강화하고 있다. 중국은 북경, 상해 등 6개 도시에서 전기차는 총량제 적용을 받지 않도록 하고 있으며, 세계 각국은 전기차에 대한 세금 및 요금 감면 등 인센티브를 부여하고 있다[2].

우리나라도 친환경자동차 보급 활성화를 위하여 구매보조금 지급과 세금감면 정책을 추진하고 있으며, 2022년까지 전기차 35만 대와 수소연료전기차 6.7만 대까지 보급할 목표를 세우고 있다[3].

친환경차 중에서도 수소연료전기차는 궁극의 미래 친환경차로 불릴 만큼 현재 기술로 개발할 수 있는 최고의 친환경성을 띠고 있어 국가와 지방정부들이 보급에 경쟁적으로 나서고 있다.

한편 친환경자동차가 활성화되기 위해서는 보조금 지급, 차량가격 인하, 각종 규제 정책 완화 및 인센티브 정책추진 등 다양한 정책추진이 필요하나 무엇보다도 친환경 차량이 동력을 얻기 위한 충전시설의 설치가 중요하다.

정부는 「수소경제 활성화 로드맵(‘19.01.)」을 통해 2022년까지 수소연료전기차 6.7만 대 보급, 수소충전소 310기를 보급한다는 목표를 제시한바 있어 수소연료전기차 보급확대에 대한 노력이 더욱 박차를 가할 전망이다[4].

현재 수소연료전기차는 도입초기를 지나 활성화 상태를 향해 진행중이며, 이를 본격화하기 위한 수소충전 인프라 구축이 필요시 되고있는 실정이다. 일본, 미국, 유럽 등은 수소충전소 인프라 확대에 지속적인 투자를 진행하고 있는 상황이며, 중국은 최근에 수소연료전기차 보급 및 수소충전소 인프라 구축에 매우 적극적이며, 중국의 집중적인 자본 투자 성향을 고려하면 멀지 않은 시간 내에 세계적 수준에 도달할 것으로 예상된다.

국내의 수소연료전기차 기술은 세계적인 수준을 보유하고 있으며, 이를 기반으로 국내 수소연료전기차 산업의 육성에 힘쓰고 있다. 수소연료전기차의 보급을 위해서는 수소충전 인프라의 구축이 필수적이므로 수소충전소 구축에도 적극적으로 나설 필요가 있다. 현재 국내에서는 울산, 창원, 광주, 충남 등을 중심으로 수소충전소 보급이 활발하게 진행되고 있으며, 2017년 초에 발족한 수소융합얼라이언스추진단을 중심으로 하여 수소생산・운송・저장 기술 개발, 수소연료전기차 기술 개발 및 보급, 수소충전소 기술 개발 및 인프라 확산 등이 활발히 논의되고 있다[5].

이에 경상북도도 정부의 「수소경제 활성화 로드맵(2019. 01.17.)」에 따라 미래 경제의 핵심인 수소에너지를 동력으로 하는 수소연료전기차 보급 활성화를 위한 중장기 전략 수립이 필요하다.

따라서 본 연구에서는 경상북도 실정에 맞는 수소연료전기차 산업생태계 인프라 구축방안 등 수소연료전기차 보급 활성화를 위한 종합적이고 구체적인 실천목표와 수소연료전기차에 대한 국내・외 정책 분석과 수소연료전기차 산업혁명 그리고 수소연료전기차 보급에 따른 추진전략을 제시하고자 한다.

2. 수소연료전기차 및 수소충전소 보급현황

2.1. 수소연료전기차의 특징

수소연료전기차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 생산, 모터를 구동하여 주행하는 자동차이며 수소를 직접 연소하지 않고 연료전지를 활용하여 생성된 전기에너지로 구동되므로 수소연료전기자동차(약칭 수소연료전기차, 수소차)로 불린다.

수소연료전기차는 Fig. 1과 같이 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 생산하므로 물 이외의 배출가스를 발생시키지 않는 무공해 차량이며, 필요 수소는 외부에서 충전으로 차량 내 저장탱크에 저장하고, 산소는 차량 내 산소흡입장치를 통해 흡입하여 깨끗한 공기로 정화한 후 스택으로 공급한다[6].

Fig. 1.

Principle of generating electricity using hydrogen [16].

수소연료전기차의 주요 특징으로는 먼저 생산적인 측면에서 완성차 업체의 역할이 크게 축소되는 제품으로 부품수가 8천 개~1만 개 수준으로 내연기관 자동차 대비하여 30~40% 수준으로 부품수가 적은 만큼 기술적 진입장벽이 낮고, 엔진이 필요 없으나 엔진 대신 배터리가 원가의 35~40%를 차지함에 따라 완성차 업체입장에서 배터리 공급업체에 대한 의존도가 매우 높은 상황이다[7].

수소연료전기차는 엔진과 트랜스미션 자리에 스택, 이차전지, 수소연료통을 배치하여 기존 차량의 섀시 프레임을 그대로 활용 가능하므로 완성차에서 차지하는 원자재 비중이 낮아 대량생산에 따른 규모의 경제가 가능하지만 차고가 낮은 승용차의 경우 수소탱크 배치에 따라 실내공간에 제약이 있을 수 있다[7].

주행적인 측면에서 전기차의 단점은 배터리를 구성하는 재료의 낮은 에너지 밀도로 인해 충전시간과 주행거리에 큰 제약이 따르는 반면, 수소연료전기차는 전기차에 비해 다소 출력은 낮지만 수소가 가지고 있는 높은 에너지 밀도로 인해 빠른 충전시간(5분 이내)과 한번 충전으로 600km 이상의 긴 주행거리가 특징이다[8].

충전인프라 측면에서는 수소연료전기차충전소 설치에 20~ 30억 원이 소요됨에 따라 초기 인프라 확충에 비용 부담이 크지만 긴 주행거리를 감안할 때 전기차충전소만큼의 촘촘한 네트워크가 필요하지는 않다[9].

환경적인 측면에서는 수소연료전기차는 동력원으로 수소와 산소의 화학적 결합이 전기로 구동하기 때문에 수증기, 물 이외 배출되는 유해가스가 없으며 공기정화 효과까지 있어 미래 궁극의 친환경차(Ultimate Eco-friendly Car)로 인식되고 있다.

2.2. 수소충전소의 구성 및 종류

정부의 2015년 말 ’제 3차 환경친화적자동차 개발 및 보급 기본계획‘을 시작으로 수소연료전기차 및 수소충전소 보급을 위한 많은 정책들이 제시되고 있다[2]. 특히 2019년 ’수소경제 활성화 로드맵‘을 통하여 내수기준 2022년 수소연료전기차 6.7만 대, 수소충전소 310개소, 2040년 수소연료전기차 290만 대, 수소충전소 1,200개소 이상으로 계획하였으며 Table 1Table 2에 나와 있듯이 수소연료전기차는 2020년3월기준 6,125대 공급 그리고 2019년 2019년 10월기준 총 31기의 수소충전소가 구축 운영중에 있다[4]

Status of hydrogen car supply [17]. (2020.03. criteria)

Status of hydrogen charging station installation. [5] (2019.10. criteria)

수소충전소의 구조는 Fig. 2와 같이 수소를 공급하는 수소공급장치, 저압의 수소를 700bar로 압축하는 압축장치, 고압의 수소를 저장하는 저장장치, 고압의 수소를 수소연료전기차에 충전하는 충전장치 및 각 장치들을 연결하는 배관, 밸브, 센서 등이 있는 운전장치로 구성된다[6].

Fig. 2.

Composition of hydrogen charging station.

수소공급장치 : 카트리지 또는 개질기, 수전해를 통해 수소를 공급하는 장치

압축장치 : 다이아프램 또는 부스터를 이용하여 수소를 압축하는 장치

저장장치 : 압축된 수소를 대용량 고압용기에 저장하는 장치

충전장치 : 저장된 수소를 디스펜서를 통해 수소연료전기차에 충전하는 장치

운전장치 : 각 장치를 연결하는 고압밸브・배관, 센서 및 통합제어 장치

수소충전소는 Fig. 3과 같이 수소공급방식에 따라 Off-site(중앙공급방식, 운반 저장식)와 On-site(현지공급방식, 현지 제조식)로 구분되며, 현재 국내에서는 석유화학단지, 제철단지에서 나오는 부생수소(by-product)를 이용하는 Off-site 방식이 주로 설치되고 있다[10].

Fig. 3.

Types and supply methods of hydrogen charging stations.

저장식(Off-site) 설비는 일정 지역에서 수소를 대량 생산한 수소를 파이프라인 또는 튜브트레일러 운반차로 수소충전소까지 이송하는 형태이다. 장점으로는 대량의 수소를 생산하여 수소생산 비용은 저렴하지만 수소이송에 따른 추가적인 운송비용이 발생하는 단점이 있다.

수소충전 요금은 1kg당 약 8,000원 수준으로 넥쏘 수소연료전기차의 풀 충전 시 약 50,000원이 소요되는데 동급 내연기관차보다 1/2 저렴하며, 부생수소 생산단지에서 거리가 먼 수소충전소일수록 충전요금이 비싸다고 할 수 있다.

제조식(On-site) 설비는 수소충전소에서 천연가스, LPG 등을 개질하여 생산・충전하는 방식 또는 임해 등에서 물을 전기분해하는 수전해 방식으로 수소를 생산ㆍ충전하는 방식 두 가지가 있다. 수소생산지역에서 거리가 많이 떨어져 이송비용이 증가할 경우 현지 생산이 유리하나, 수소를 생산하기 위해서는 개질 장치 및 수전해장치가 필요하기 때문에 초기 수소충전소 설치비용이 높다는 단점이 있다. 하지만 수전해장치는 이산화탄소 배출이 없고, 전력만 공급가능하면 운영이 가능한 장점이 있다. 아직은 전력비용의 부담이 크지만 미래에 신재생에너지 발전의 비중이 늘어나면 궁극적인 친환경 수소생산 방식이 될 수 있다[11].

수소충전소는 Fig. 4와 같이 구성 방식에 따라 세 가지로 나누어지는데 첫 번째는 모든 장치가 방호된 건물이나 캐노피 아래에 설비되어 있는 단독형 수소충전소이다. 두 번째는 수소 카트리지를 제외한 모든 장치가 컨테이너 안에 수납되어 있는 형태인 패키지형 수소충전소이며, 이는 주로 소용량으로 구축되며 수소충전소의 이동 설치가 용이하다. 세 번째는 대형 트럭 등에 모든 장치가 설치되어 있는 이동형 수소충전소이며 이는 수소충전소 보급의 초창기에 수소 공급을 효과적으로 할 수 있다. 또한 기존의 주유소나 LPG/LNG 충전소에 수소충전소를 추가로 설치하는 것을 융복합 수소충전소라고 하며, 수소충전소 부지의 확보가 용이하고 기존의 근무인력을 활용가능한 장점이 있다[12].

Fig. 4.

Types of hydrogen charging stations by installation method.

3. 수소연료전기차 및 수소충전소 보급활성화(경상북도 중심)

3.1. 인프라현황

국내는 연 820만 대의 수소연료전기차를 운행할수 있는 연간 164만 톤의 수소를 주로 석유 및 화학업체에서 생산된 부생수소를 활용해 수소를 생산하고 있으며 울산이 전국 생산량의 50%를 차지하고 있다. 이러한 생산수소를 자체에서 소비하고 있으며, 외부로 유통되는 약 23만 톤중 약 42%를 울산에서 공급하고 있다. 경상북도 또한 수소를 필요로 하는 기업이 53개 정도이며, 총수요량은 218,749 m3으로 산업용 전기, 전자, 금속, 소재, 반도체부품, 정밀화학 등 다양하게 필요로 하고 있다.

경북에서는 수소경제 활성화를 위하여 첫째 실용적인 수소활용 대책 마련의 일환으로 수소연료전지발전 클러스터 사업을 수소연료전지 제품 국산화 실증단지 및 산업화단지 조성 그리고 인증센터 설립과 수소산업 융복합 인력양성을 위한 다양한 사업을 추진중에 있다.

수소연료전기차 활성화를 위해 정부 주요기관의 관용차가 수소연료전기차로 바뀌고 있으며 완주군, 충주시, 광명시 등 기초지자체도 앞다투어 수소연료전기차로 교체하면서 수소경제도시 위상을 내세우고 있는 추세이다. 경상북도의 관용차는 20년 기준 7,563대중 승용차의 비율이 34%로 가장 높은 편이다. 관용차를 수소연료전기차로 100% 교체할 경우 가솔린 대체효과 및 온실가스 감축효과 그리고 질소산화물 저감에 있어 상당한 환경개선효과를 기대할 수 있다. 또한 관용차에 수소의 안전성과 수소연료전기차의 장점 등을 홍보할수 있는 홍보물을 부착하여 도민의 수소연료전기차 및 수소충전소에 대한 인식전환의 기회를 마련할 필요가 있다.

경북 수소연료전기차 보급현황은 22년 3월기준 51대가 등록되어 있으며, 충전인프라의 지속적인 확충을 통해 22년말까지 250대를 추가보급 그리고 25년까지 2,000대 이상을 계획하고 있다. 수소연료전기차 구매 보조금의 경우 20년에는 16개 광역자치단체 중 유일하게 보조금 지급이 안되는 상태였으나 21년부터 국가보조금 포함한 지원을 통해 차량가격대비 50%를 지원하고 있다. 이와 더불어 한국환경공단에서 진행하고 있는 자동차 탄소포인트제와 연계한 수소연료전기차 구입에 따른 탄소포인트제를 실시하여 수소연료전기차 구매자에 대한 인센티브 지급제도 및 수소충전소 이용에 대한 포인트 적립 등 수소연료전기차 활용에 대한 다양한 혜택을 통해 활성화를 도모할 필요가 있다. 또한 수소연료전기차 이용적인 측면에서 도내 공영주차장 주차료 감면이나 수소연료전기차 전용 주차면 확보 등을 통한 생활 편리성을 제공하여 수소연료전기차 구매에 대한 활성화를 꾀할 필요가 있다.

3.2. 보급활성화를 위한 추진전략

수소연료전기차 보급과 수소충전소 인프라 구축은 병행해서 진행되어야 하며, 수소연료전기차는 우수한 제품생산을 통한 꾸준한 가격 저감 및 기술 개발을 통한 내구성 향상이 중요하다. 수소충전소의 경우, 초기에는 가동률이 낮아 운영비를 감당할 수 없으며, 향후 수익이 발생하는 정상가동률에 도달하는 시기까지 정부의 적절한 운영비 보조가 반드시 필요하다.

수소충전소의 연간 운영비의 경우 단독충전소 약 3억 2천만 원, 복합충전소는 2억 2천만 원이 소요되는 것으로 조사되었으며, 충전소 운영비용은 인건비, 경상경비, 공과금 일반관리비로 구성되며, 운영비 항목 중 수소 구매비용과 시설 유지보수 비용의 지출이 가장 많은 것으로 조사되었다[13]. 수소매입 가격을 kg당 7,500원~8,000원으로 가정했을 때 수소매입 비용만 약 1억 7천만 원이 소요되어 수소충전소 건축 시 설치 보조금은 지급하고 있으나, 수소충전소 운영에 대한 부담은 운영자 본인 부담이다. 특히 2026년부터 25kg급 가동률 100%, 2030년 50kg급 가동률 92% → 2028년까지 적자가 예상되므로 운영비 보조는 필수적이다[14].

일본의 경우, 지난해 기준으로 운영비의 3분의 2를 지원하고 최대 연간 2억2,000만 원을 지급하고 있으며 도쿄와 가가와현 등 일부 지자체는 차액의 3분의 1을 추가 지원하고 있으며, 미국도 충전소당 연간 최대 30만 달러(약 3억 6,000만 원)를 3년간 지원하고 있다[15].

하이넷에서는 현재 해결할 과제로 수소충전소 운영비의 최대 3분의 2지원(2024년까지 최대 연 1억 5,000만 원), 수소충전소 운영비의 최대 2분의 1지원(3년간 최대 연 1억 원ㆍ3년마다 보조금 지급여부 및 금액 조정), 수소충전소 운영비의 최대 2분의 1지원 및 지자체 보조금 매칭(2024년까지 정부ㆍ지자체 2대 1매칭 통한 최대 연 1억 5,000만 원) 등을 계획하고 있다. 이에 향후 운영비 또한 보조된다면 경상북도에서는 운영비 보조금액을 확보하여 수소충전소 운영 효율화 방안에 적극 참여할 필요가 있다.

둘째, 수소비용 절감을 위한 수소 생산기기 구축을 위하여, 수소연료전기차 인프라(충전소)확대. 수소배관망 확대, 수소연료전기차 활성화를 위한 제도적 기반 마련 그리고 그린수소 생산 및 생산기기 구축을 꾀할 필요가 있다.

중앙에서 출범한 민간 특수목적법인을 효과적으로 이용하여 수소충전소 설치운영의 노하우를 축적하고 이를 통해 관내 수소충전소 확충을 도모하도록 하여야 한다. 수소에너지네트워크(주)(약칭 HyNet)는 수소연료전기차 보급활성화까지 선제적으로 수소충전소를 구축ㆍ운영하면서 초기 투자비와 운영손실 리스크를 분담할 계획이며, 하이넷(HyNet)에는 한국가스공사, 현대자동차, 에어리퀴드코리아, 에코바이오홀딩스 등 13개 단체가 참여하고 2022년까지 수소충전소 100곳을 설치ㆍ운영 계획하고 있다. 따라서 성주휴게소, 상주외답휴게소, 그리고 구미옥계동에 운영되고 있는 수소충전소 3곳 외에 22년말 7개소의 정상운영을 계획하고 있는 경북은 이러한 정부 계획을 적극 활용해야 한다.

울산시는 한정된 지역에 수소 생산지와 수요지가 함께 밀집되어 있어 수소파이프라인을 통한 수소이송에 매우 유리하며, 국내 최대 부생수소 생산도시의 장점을 가지고 있으므로 이를 극대화하고 지역 내 수소연료전기차 이용의 편의성을 확보하기 위해서는 부생수소를 활용한 수소배관망 구축이 필요한 실정이다. 이에 경상북도도 울산광역시 부생수소 공급 배관망과 연계하여 우선적으로 해오름동맹 지역인 포항, 경주시를 선제적으로 연결할 필요가 있다.

그린수소 생산 및 생산기기 구축방안에 있어 현재 경상북도에서는 수소를 원천적으로 생산할 수 있는 기술이 부재하기 때문에 향후 수소 사용에 따라 원가를 절감할 수 있는 관련 기술 부재로 나타나 우선적으로 수소 제조ㆍ저장ㆍ배송 관련 경제적 상용성을 갖춘 경북의 수소경제사회 실현을 위하여 관련 원천기술 확보 필요한 실정이다. 따라서 ‘경상북도 수소경제사회 실현 계획’에 부합하는 고효율, 친환경 수소 제조ㆍ저장ㆍ이송 기술 확보로 수소에너지 공급산업 육성이 필요한 실정이고 ‘경상북도 수소연료전기차 보급 확대 및 수소충전소 구축방안’사업과 연계하여 수소 제조에서 저장, 공급, 이용까지 종합 인프라 구축 필요가 절실하다.

4. 결 론

온실가스 등 국내외 환경규제 강화와 미세먼지 등 대기오염 악화로 전기차에 이어 수소연료전기차에 대한 관심이 증대하고 있으며, 환경규제에 대한 선제적 대응과 친환경차 선점을 위한 정부와 자동차 제작사들의 적극적인 움직임으로 세계 자동차 시장이 급변하고 있다.

친환경차 중에서도 수소연료전기차는 궁극의 미래 친환경차로 불릴 만큼 현재 기술로 개발할 수 있는 최고의 친환경성을 띄고 있어 국가와 지방정부들이 보급에 경쟁적으로 나서고 있다.

따라서 국가적으로 친환경자동차 보급 활성화를 위하여 구매 보조금 지급과 세금감면 정책을 추진하고 있으며, 2022년까지 전기차를 35만 대, 수소연료전기차를 6.7만 대까지 보급할 목표를 세우고 있다.

한편 친환경자동차가 활성화되기 위해서는 보조금 지급, 차량가격 인하, 각종 규제 정책 완화 및 인센티브 정책 추진 등 다양한 정책추진이 필요하나 무엇보다도 친환경 차량이 동력을 얻기 위한 충전시설의 설치가 중요하다.

정부는 「수소경제 활성화 로드맵(‘19.01.)」을 통해 2022년까지 수소연료전기차 6.7만 대, 수소충전소 310기를 보급한다는 목표를 제시하였고, 2020년 12월기준 수소연료전기차보급은 전국 10,907대, 경북 18대가 보급되었으며, 수소충전소는 전국 70기, 경북 1기로 다른 지자체에 비해 상당히 저조한 실정이다.

이에 경상북도 실정에 맞는 수소연료전기차 산업생태계 인프라 구축방안 등 수소연료전기차 보급 활성화를 위해 수소연료전기차에 대한 국내ㆍ외 정책 분석과 수소연료전기차 산업 현황 그리고 수소연료전기차 보급에 따른 추진전략을 제시하였다.

경상북도 수소연료전기차보급과 수소충전소 구축활성화를 위해서는 첫째 실용적인 수소활용 대책마련이 목표이다. 이러한 목표달성을 위해서는 관용차를 수소연료전기차로 선제적 교체, 친환경차 의무구매제에 따른 수소연료전기차 보급 방안 마련, 관용차 무공해 자동차 홍보물 부착을 통한 홍보강화 같은 세부추진사업을 통해 수소연료전기차 보급을 위한 관용차 선(先) 보급등의 제도적 방안이 필요하다.

또한 수소연료전기차 구매보조금 지급방안, 탄소포인트제 및 그린카드와 연계한 수소충전소이용 포인트 적립, 공영주차장 주차료 감면 및 수소연료전기차 전용 주차면 확보와 같은 세부사업 추진으로 수소연료전기차 보급 활성화를 위한 보조금 지급 확대 방안이 제도적으로 필요하다. 아울러 수소충전소 운영보조금 지급 관련 제도적 개선과 민간 수소산업 투자유치 방안을 추진하여, 수소충전소 운영보조금 확보방안이 필요하다.

둘째, 수소비용 절감을 위한 수소 생산기지 구축와 같은 기술적 목표이다. 이러한 목표달성을 위해 이동식 수소충전소 운용계획, 화물차 차고지 수소충전소 도입방안, LPG 및 LNG 충전소와 연계한 복합수소충전소 설치방안 그리고 민간보조 공모사업 추진 등의 수소연료전기차 인프라 확대를 위한 활성화방안이 필요하다. 또한 수소배관망 확대구축, 수소연료전기차 활성화를 위한 제도적 방안 마련, 그린기지 생산 및 생산기지 구축사업 또한 필요하다.

셋째, 수소에 대한 도민인식전환이 필요하며, 이를 위해 수소산업 전문인력양성과 수소충전소 도입인식 전환을 위한 세부추진사업이 필요하다.

무엇보다 경상북도 수소자동차 산업에 대한 정확한 실태 파악과 진단을 통해 수소산업 육성정책의 효과성을 제고해 볼수 있으며, 또한 지역경제 활성화를 기대할 수 있다.

또한 수소연료전기차 보급 및 수소충전소 확충을 통한 경상북도의 수소사업 경쟁력 확보를 통해 혁신성장과 에너지 전환의 핵심 원동력인 경상북도 수소경제 육성에 기여할 수 있다.

Notes

Declaration of Competing Interest

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

References

1. Kang C. G, Bin M. Y, Jeon S. Y. A study on the construction of hydrogen refueling station in Gyeonggi-Do Gyeonggi Research Institute; 2019.
2. Jointly related ministries, The 3rd Basic Plan for Environmentally Friendly Automobile Development and Distribution, Ministry of Trade, Industry and Energy, (2015).
3. Jointly related ministries, Hydrogen Fuel Electric Vehicle Supply and Market Revitalization Plan, Ministry of Environment, (2015).
4. Jointly related ministries, Roadmap for Revitalizing the Hydrogen Economy, Ministry of Environment, (2019).
5. Jointly related ministries, A Study on the Establishment of Hydrogen Infrastructure and Charging Station to Revitalize the Hydrogen Economy, Ministry of Environment, (2019).
6. Park J. N. Status of hydrogen station technology and policy. KIC News 21(3):10–19. 2018;
7. Lee J. I, Bang M. J, Han B. H. Collaboration fuel cell EV EUGENE Investment & Securities Co.; 2019.
8. Lee D. G, Kim H. J. Japan's response to the roadmap of hydrogen and fuel cell strategies. Korea Institute of Energy Research Climate Technology Brief 402018;
9. Guidelines for Subsidizing the Supply of Hydrogen Fuel Electric Vehicles and the Installation of Charging Stations, Ministry of Environment, (2021).
10. Kim J. G. A study on the policy for creating a hydrogen market for charging hydrogen fuel cell vehicles (FCEVs). Korea Energy Economics Institute 72017;
11. Lee S. M, Kim S. J. Hydrogen Fuel Cell Vehicle. KISTEP Technology Trend Brief 202018;
12. T. Brunner, Pathway to Competitive Hydrogen mobility, in Proceedings of the International Hydrogen Energy Forum, (2018).
13. T. H. Kim, H. C. Youn, B. C. Kim, Feasibility study of the hydrogen station construction project, The Korea Contents Association, (2018).
14. Overview of fuel cell vehicle development in China, Energy conversion and hydrogen energy for earth environment preservation. Energy Technology 8(11):200179. 2020;
15. Monica Nagashima. Japan’s Hydrogen Society Ambition IFRI Publishing. Paris, France: p. 18. 2020.
16. Ebbrell G, Taspinar R, Morgan J, Rabbow T. GDL design and function, Moving energy with carbon fiber. AVcarb 1(1):1–4. 2020;
17. Ministry of Land, Infrastructure and Transport Statistics System Home Page, http://stat.molit.go.kr/portal/main/portalMain.do, (2020).

Article information Continued

Fig. 1.

Principle of generating electricity using hydrogen [16].

Fig. 2.

Composition of hydrogen charging station.

Fig. 3.

Types and supply methods of hydrogen charging stations.

Fig. 4.

Types of hydrogen charging stations by installation method.

Table 1.

Status of hydrogen car supply [17]. (2020.03. criteria)

Sortation Seoul Busan Daegu Inchen Gwangju Daejeon Ulsan Sejong Gyeonggi
FCEV 623 710 9 317 484 230 1,438 19 859
 non-business 602 701 9 310 435 230 1,430 19 856
 business 21 9 - 7 49 - 8 - 3
Sortation Gangwon N. C.c. S.C.c. N. J.l. S. J.l.. N. G.s. S. G.s. Jeju Sum
FCEV 263 108 315 16 15 9 709 1 6,125
 non-business 262 108 314 16 15 9 702 1 6,019
 business 1 - 1 - - - 7 - 106

Table 2.

Status of hydrogen charging station installation. [5] (2019.10. criteria)

sortation Installation Location An operation institution Hydrogen supply
Ministry of Environment (12 places) 2011.05. Sangam Seoul Landfill gas reforming
2014.10. Jingok Gwangju By-product hydrogen
2015.10. Naepo Chungcheongnam-do By-product hydrogen
2017.03. Changwon Gyeongsangnam-do By-product hydrogen
2017.09. Ok Ulsan By-product hydrogen
2018.03. Gwangsan Gwangju By-product hydrogen
2018.09. Buk-gu Ulsan By-product hydrogen
2018.11. Changwon Gyeongsangnam-do By-product hydrogen
2019.01. Ungcheon Ulsan By-product hydrogen
2019.05. Ulju Ulsan By-product hydrogen
2019.05. Yuseong Daejeon By-product hydrogen
2019.06. Busan Gangseo A private business operator By-product hydrogen
Minister of Land, Insfrastructure and transport (8places) 2019.04. Gyeonggi Anseong(under) Korea expressway corporation By-product hydrogen
2019.04. Gyeonggi Anseong(award) A private business operator By-product hydrogen
2019.04. Gyeonggi Yeoju A private business operator By-product hydrogen
2019.06. Jeollanam-do Baekyangsa temple Korea expressway corporation By-product hydrogen
2019.06. Gyeongsangbuk-do Seongju Korea expressway corporation By-product hydrogen
2019.06. Ulsan Eontang Korea expressway corporation By-product hydrogen
2019.09. Gyeongsangnam-do Haman A private business operator By-product hydrogen
2019.09. Gyeonggi Hanam A private business operator By-product hydrogen
The private sector (4places) 2010.11. seoul Yangjae A private business operator By-product hydrogen
2013.01. Ulsan Maeam A private business operator By-product hydrogen
2019.08. Busan Sasang A private business operator By-product hydrogen
2019.09. Seoul Yeongdeungpo A private business operator By-product hydrogen
for research purposes (7places) 2006.06. Gyeonggi Mabuk A private business operator By-product hydrogen
2007.09. Insheong Songdo Korea gas coperation Natural gas reforming
2008.07. Gyeonggi Namyangju A private business operator By-product hydrogen
2009.12. Gyeonggi Hwaseong Korea transportation safety authority By-product hydrogen
2019 Gwangju Gwangsan Automobile res. Ins. By-product hydrogen
2019 Chungcheongbuk-do Chungju Hyundai mobis By-product hydrogen
2019 Changwon A private business operator By-product hydrogen