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Date 2019/01/17 23:12:12
Name 잰지흔
Subject [질문] 수소전기자동차를 사용할 때 미세먼지 감소효과에 관해
수소전기자동차가 주행하려면 깨끗한 공기가 필요해서 오히려 매연을 방출하지 않고

공기청정 기능을 겸비해서 깨끗한 공기를 내뿜는다더군요

그렇다면 수소전기자동차가 대중화되었을때 그 효과는 어느정도이고 이런 미세먼지 재난에서

어느정도 효과를 발휘할 수 있을까요? 궁금합니다.

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츠라빈스카야
19/01/17 23:52
수정 아이콘
어차피 굴러다니면서 타이어랑 브레이크에서 미세먼지를 뿜뿜하는건 똑같아서요...
뭐 일반 내연기관 차량에 비하면 배기가스에서 나오는 분진이 없어지고, 흡기중 필터링이 조금 되긴 하겠지만 요즘같은 미세먼지 상황에선 큰 역할은 못할겁니다.
방향성
19/01/18 00:21
수정 아이콘
수소차는 필터를 거친 공기가 필수적으로 필요해서 차가 1시간 주행하면 42명이 1시간에 호흡하는 정도의 깨끗한 공기를 만들게 됩니다. 차가 많아지면, 차가 많이 다니는 도로는 상당한 수준으로 먼지가 제거되긴 하겠죠. 타이어 분진이나 브레이크 분진도 결국 발생하면 뒷차한테 바로 먹힐테니까요. 대기 중의 미세먼지하고 지표면의 미세먼지를 따로 구분해서 봐야한다고 하는데, 적어도 수소차에 의해서 지표면 쪽은 나아지는 방향으로 가진 않을까 싶네요.
BurnRubber
19/01/18 03:18
수정 아이콘
수소를 생산하려면 석유를 태워야 되서 에너지손실이 한번더 일어남과 동시에 환경에도 안좋다고 알고 있습니다.
미세먼지 없애려면 전기차 + 원전과 재생에너지가 답입니다.
츠라빈스카야
19/01/18 11:01
수정 아이콘
수소를 생산하려면 석유를 태우는게 아니라 전기를 사용하는거겠죠. 전기분해를 해야하니...
그런고로 수소차+재생에너지라면 답이 되겠네요.

전기차는 수소차처럼 미세먼지를 필터링하는 기능은 없으니 수소차보단 덜 나은 대안이 될테고요.
BurnRubber
19/01/18 11:11
수정 아이콘
수소의 대부분은 화석원료로 만들어집니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_production
그 과정으로 이산화탄소등 온실가스가 나옵니다.
전기분해가 주류가 되서 수소를 만들어도 그 전기가 화력으로 나오면 답이 없구요.
전기차에서 미세먼지 필터링이 없는건 미세먼지가 안나와서 입니다.
츠라빈스카야
19/01/18 11:43
수정 아이콘
미세먼지가 안나와서 필터링이 없는건 저도 알고 있습니다. 어차피 흡기를 할 필요가 없으니까요.
제 말은, 그러니까 아예 필터링을 안하기 때문에 그나마 흡기 때문에라도 필터링을 하는 수소차가 조금은 낫지 않겠냐는거지요.

화력 말씀은 뭐...전기차도 그 전기가 화력으로 나오면 답이 없다는 똑같으니 넘어가고요.
다만 말씀하신 대로 수소의 생산방법 쪽은 문제가 되겠네요. CO2같은 온실가스가 부가적으로 발생한다면, 그걸 포집해서 재처리/저장하는 방법을 강구하는 것도 좋겠지요.
19/01/18 11:42
수정 아이콘
(수정됨) 현행 전기분해 방식 중에 가장 효율 좋은 방식이 85% 내외라고 하더라구요 100의 전기 받아서 수소 뽑으면 그게 85 정도의 에너지를 갖는...
전지는 2~3% 내외구요: 100의 전기 받아서 충전시키면 97 정도로 저장하겠죠
근데 거기서 끝이 아니라 수송의 문제까지 생각해보면, 수소를 그 부피 그대로 옮기는 건 말이 안 되니까 반드시 압력을 가해야 하는데 거기서 또 에너지가 들어가게 되고, 그 수소가 정화된 산소 만나서 (산소 정화에 쓰는 에너지는 무시하더라도) 연료전지 내에서 반응해서 에너지로 전환될 때 또 에너지 손실이 나겠죠. 그래서 일반 승용차 레벨에서는 에너지 효율 면에서 전기차가 압도적으로 우세한 이유라고 생각합니다
물론 대형차로 가면 이게 뒤집어진다고 들었습니다. 에너지 밀도 면에서는 수소가 우세하기 때문에, 테슬라가 트럭 만들겠다고 언플하고 있지만 전기차 전문가들이 예측하기로 그 트럭은 순수 배터리 무게만 톤 단위일거라고... 반면 수소는 탱크 크기만 살짝 늘리면 되니까요
츠라빈스카야
19/01/18 11:45
수정 아이콘
효율 문제가 있군요.

그나저나 수송 문제는 나중에 기술이 발전하면 아예 충전소에서 자체생산한다거나 하는 방안은 구현 불가능할까요?
가스 재처리는 몰라도 전기분해식은 가능할것 같은데...
19/01/18 11:50
수정 아이콘
전에 찾아보니까 영국이었던가... 유럽 어디서는 말씀대로 충전소 바로 옆에 생산시설을 만들어놨더라구요 (!!!)
우리나라도 울산이었나? 암튼 석유화학단지를 끼고 있는 지역은 수소차에 관심이 많다고 들었습니다. 실제로 그런 곳은 확실히 나쁘지 않겠죠. 근데 그 천연가스 처리해서 나오는 수소는 생각보다 양이 얼마 안 되는 것도 있고 (지금 전기차 수만큼만 되어도 수소 부족할거라고), 그래서 그런지 현재 운영 중인 충전소 대부분이 1개소당 하루에 10대~15대 정도만 충전시킬 수 있는 실정이라...
19/01/18 23:42
수정 아이콘
수송은 전기가 가장 취약한 부분입니다. 전기는 송전 중에 7-10% 가량이 그냥 날아갑니다. 날아가는 정도는 국가마다 다른데, 기본적으로 발전소가 주요 소비지역에서 멀면 멀수록 더 많이 날아갑니다. 그 외에도 전력망은 딱 소비량만큼만 공급할 수가 없기 때문에 기본 오버헤드가 항상 5-15% 가량 있습니다. 파이프라인과 유조선/유조차의 운송량 대비 기름 소비량을 생각해보시면 아시겠지만(이 중에서 월등히 저효율인 유조차조차도 1%를 한참 밑도는 수준), 휘발유나 LPG/LNG 등은 이런 수송 단계의 손실이 전기에 비하면 거의 없는 수준입니다. 수소는 그보다는 손실이 크지만 순수한 수송단계의 손실은 전기보다 훨씬 적습니다.

충전효율도 97%는 지나치게 높게 잡은 수치이고, 충전온도/속도/배터리종류 등에 따라 조금씩 차이가 있기는 하나 통상적으로 10-15% 정도는 날아가며, 고속충전을 하면 20-35%쯤 날아갑니다. 그리고 충전효율로 끝나는 것이 아니고 다시 방전할때도 비슷한 손실이 있습니다. 즉 120 넣으면 100 충전되고 그걸 뽑아보면 80-90만 나오는 식입니다.

그래서 well to wheel 효율은 연료전지의 수소->전기 효율이 60%대만 나와도 EV나 FCV나 별 차이가 없어지고(사실 ICEV도 디젤 하이브리드 정도 되면 EV와 well to wheel 효율이 큰 차이가 없음), 대형유닛에서 가능한 80%대 효율의 차량용 연료전지가 등장하면 FCV쪽의 전체 효율이 더 높게 됩니다. 지금은 연료전지 효율이 60%도 안 나오는 상태라서 효율이 약간 낮은 것 뿐이죠.

그리고 FCV는 애초에 효율 보고 하는 것이 아니고, EV 쪽에는 ICEV의 전면적 대체를 사실상 불가능하게 만드는 치명적 문제점(차량용으로 충분한 고용량 배터리를 1-3분내에 별다른 페널티 없이 충전하는 것이 불가능)이 있는데, FCV는 그런 문제가 없으면서 배기가스가 없는 차량이기 때문에 자꾸 건드려 보는 것이죠.
19/01/18 03:32
수정 아이콘
수소전지는 연료만 수소인 전기자동차입니다. 수소를 목성같은 데서 대량으로 공수해오지 않는 이상 대량으로 수소차를 운행하려면 석탄/석유 태워서 전기 만들어서 전기분해 해야하는데 그럴 바엔 그냥 전기차 돌리는 게 나아요.
츠라빈스카야
19/01/18 11:48
수정 아이콘
대신 에너지 공급의 용이성에서 현재까진 넘사벽의 시간적 효율을 보여주죠.
차량 배터리를 모든 차종 통일해서 모듈화한 후, 충전소에서 3~4분 내로 카트리지 교환하는 방식이 되지 않는 한 일반 주유소랑 비슷하게 수소만 슥 주입하면 끝나는 수소차에 비해 메리트가 작긴 하니까요.
19/01/18 04:36
수정 아이콘
FCV의 필터는 아무 의미가 없는 수준입니다. 평범한 가정용 공기청정기의 분당 토출량이 1만리터쯤 됩니다. 사람 호흡으로 따지면 1천명분 이상이니, 허접한 공기청정기 하나만 해도 FCV 수십대와 비슷한 수준입니다. 그런데 공기청정기를 야외에 10미터 간격으로 줄지어 늘어놓고 틀어도 거의 아무런 효과도 없죠. 분당 50만리터짜리 스모그 타워도 주변 5미터 미세먼지농도를 10-20% 정도 감소시키는게 전부거든요.

ICE 차에도 에어필터가 있는건 똑같고, 흡기량도 훨씬 많습니다(고출력 ICE는 최고출력을 낼 때 분당 흡기량이 5만리터쯤 됩니다). 연료 1리터를 소비할 때마다 대략 1만리터 꼴로 흡기를 하니까 연료를 100리터 썼으면 공기 100만리터가 필터를 통과한건데, 이정도 시점에서 필터를 빼보면 새것과 별 차이가 없습니다. 새걸 바로 옆에 놓고 보면 구별이 가능할 수도 있으나, 단독으로 봐서는 사용하던 것인지 구별이 힘들 정도죠(필터가 가정용 공기청정기보다도 작음에도 불구하고). 그게 100만리터 어치 필터링입니다.

그리고 수소는 전기분해로 생산하지 않습니다. 물론 물을 전기분해하는 방법으로 수소를 생산할 수도 있고 실제로 그렇게 약간씩 생산되기도 하는데(그리고 그 외에도 다양한 비경제적 방법이 존재하는데), 대부분의 수소는 그냥 천연가스에서 추출합니다. 이게 가장 싸게 만들 수 있는 방법이고, 2등과 크게 차이가 나는 방법이거든요.
Lord of Cinder
19/01/18 10:24
수정 아이콘
문제는 수소를 생산하는 단계죠.

메탄(CH4)에다가 물(H2O)과 열을 넣어서 수소를 생산하는 게 현재 거의 대부분 쓰이는 산업적, 경제적인 수소 생산 방식으로 알고 있습니다.

문제는 이 과정에서 수소만 나오는 게 아니라 온실가스도 같이 나오죠. H 뽑아내는 건 좋은데, 그럼 C랑 O가 어디로 가겠습니까.

결국 화석연료에서 못 벗어납니다. 물에서의 전기분해는 경제적이지 못한 방법이죠.
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