'수소' 먹는 비행기-배도 관심↑

수소를 동력원으로 활용하려는 움직임은 자동차업계를 넘어 해운·조선업계와 항공업계로도 이어지고 있다. 큰 힘이 필요하면서도 먼 거리를 이동해야 할 때는 배터리만으로는 한계가 드러난 만큼 수소를 통해 전기를 직접 생산해 동력을 얻는 방식이 주목받고 있다.

깨끗한 이동수단은 선택 아닌 필수

세계 각국은 저마다 탄소중립 목표를 설정하고 나섰다. 한국 정부도 2050년쯤 탄소 중립을 이루겠다는 포부를 밝혔다. 이를 위해 이동수단 관련 탄소배출을 획기적으로 줄이려는 노력을 경주하고 있다. 수소차와 전기차 구매자들에게 보조금을 지급하고 있는 것도 이 때문이다. 가장 눈에 띄면서도 손쉬운 방법이어서다.

최근에는 작은 동력이 쓰이는 이동수단에는 전기, 큰 동력이 필요한 이동수단에는 수소를 사용하는 방식으로 세분화하고 있다. 승용차에서 순수전기차(BEV)가 강점을 보이고, 대형트럭 또는 버스에는 수소전기차(FCEV)가 유리하다.



다른 형태의 이동수단에 이용되는 동력도 마찬가지다. 항구에서 가까운 바다를 오가는 소형 어선과 유람선은 배터리 전기를 활용하기가 쉽지만 많은 짐을 싣고 먼 바다로 항해하는 대형 선박에는 한계가 있다. 장거리 이동을 위해선 배터리 용량을 늘리면 되지만 그만큼 선박의 무게가 늘고 공간이 줄어 많은 짐을 실을 수 없다.

국제해사기구(IMO)는 2030년까지 현재 선박에서 배출되는 온실가스량에서 40% 이상을 줄여야 한다고 방침을 정했다. 컨테이너선 등 대형 선박은 LNG추진선이 탄소배출 저감에 효과적일 것으로 꼽히지만, 앞으로 수소·메탄올·암모니아 추진 방식도 적용될 전망이다.

한국은 수소추진선 관련 제조기술은 세계 최고수준이지만 이를 활용한 다음 단계로는 나아가지 못한 것으로 알려진다. 2010~2019년 수소선박 관련 세계 특허는 한국이 560건으로 1위, 중국(124건)이 2위, 미국(123건)은 3위다.

하지만 상용화에선 한국이 뒤처져있다. 유럽에선 이미 수소추진선이 상업 운항을 시작했고, 고급 요트 시장에서도 주목받는다. 미국과 유럽에서는 '우버 택시'처럼 편하게 탈 수 있는 친환경선박 공유 서비스에 대한 관심도 늘고 있다. 배출가스 없는 해상 이동수단을 넘어 육상-항공 이동수단과 연계하는 서비스로서의 이동수단으로 활용하려는 움직임이 나타나고 있는 것이다.


항공업계도 수소를 동력으로 하는 항공기 개발에 박차를 가하고 있다. 소형 경비행기는 배터리를 탑재해 전기로 구동시킬 수 있지만, 100명 이상을 한번에 실어 나르는 여객기 동력으로 사용하기는 어렵기 때문이다. 다만 항공업계는 항공기 구조적 특성에 따른 한계로 급격한 전기동력화 추진보다는 '지속가능한연료'(SAF) 등 바이오연료를 통해 탄소감축을 이루고 장기적으로는 수소를 동력으로 사용하는 방안을 모색할 것이란 전망이다.

영국 항공엔진 제조사 '롤스로이스'는 현대자동차와 손잡고 도심항공교통(UAM)용 수소연료전지를 공동 개발하면서 기존 항공기 엔진을 '수소 엔진'으로 개량하는 방안도 모색하고 있다. 네덜란드 국영 항공사 KLM도 네덜란드 대학과 함께 수소전기항공기 연구에 뛰어들었다. 항공기 제조사인 보잉과 에어버스도 수소 관련 기술을 개발하고 있다.

다이어트 필요한 수소 모빌리티

수소모빌리티가 성공하려면 관련 시스템의 크기와 무게를 줄이는 게 급선무다. 국산 완성차업계 관계자는 "내연기관 수준의 이동거리를 확보해 경쟁력을 높이려면 결국 시스템경량화가 수반돼야 한다"며 "특히 높은 압력을 견디면서도 가볍고 튼튼한 수소저장탱크 등 핵심부품의 개선이 필요하다"고 말했다.

또 다른 업계 관계자는 "수소모빌리티는 수소전기잠수함, 수소전기장갑차 등으로도 적용이 이어지고 있다"며 "수소전기를 활용한 드론과 이동형 로봇도 연구개발을 이어가고 있다"고 했다.