[독일] H2-모빌리티, 어디까지 갈 수 있나?

유럽연합 및 정부 지원과 적극적인 기업 협업으로 인프라 확충 노력

다임러, 수소전지차량 보급의 최우선 과제는 생산단가 절감과 인프라 확충

 

 

 

□ 유럽연합 및 독일 수소전지차량 및 인프라 확충 현황 및 계획은?

 

 ○ 유럽연합, 지난 6월 수소전지차량 및 인프라 보급 전략인 H2ME(Hydrogen Mobility Europe) 프로젝트 2기 발족

  - H2ME 프로젝트는 세계 최대 규모 연구개발지원 프로그램인 EU Horizon 2020의 일환으로, 유럽연합 내 에너지공급기업, 석유/연료 사업자, 완성차 기업과 유럽연합집행위원회 등이 협력해 설립한 민관협업 사업

  - 총 1억 유로가 투입되는 수소차량 및 충전시설보급 시범 프로젝트로, 향후 6년간 1천230대의 수소연료전지차량 보급과 충전소 20개소 추가 설치 지원이 목표

  - 2기 프로젝트는 2015년 9월 발족된 H2ME 1기 프로젝트의 연장선 상에 있으며, H2모빌리티 차량 및 충전소 보급 규모를 보완함.

   - 북유럽, 영국, 독일, 네덜란드, 프랑스 기업 및 지방정부가 참여하고 있으며 닛산, BMW, 아우디, 르노, 다임러 등 완성차 기업의 참여가 두드러짐.

 

 ○ 독일 정부, 탄소배출 감축을 위한 전략으로 연료전지기술 인식

  - 독일 정부는 2010년 독일 에너지 계획(Energy Concept)을 통해 이동수단의 1차연료 및 에너지 사용 비중 감축 목표를 2020년까지 -10%, 2050년까지 -40%(2005년 대비)로 설정. 또한, 이를 위한 가이드라인을 ‘독일 정부의 모빌리티 및 연료전략(Mobility and Fuels Strategy of the German Government)’을 통해 제시한 바 있음.

  - 해당 전략에는 드라이브 트레인의 전동화(BEV, FCEV)가 목표 달성의 관건이며, 현재 계획 중인 목표치보다 신재생 에너지 보급이 더욱 확충돼야 할 것, 그리고 대량의 수소연료 저장은 불가피할 것이라 명시돼 있음.

  - 이는 독일 정부가 탄소배출 감축을 위한 연료전지기술의 차량 적용 필요성을 충분히 절감하고 있음을 보여줌.

 

 ○ 독일 정부, 범유럽 기업 합작사인 H2Mobility 설립을 독려하는 등 기업에 대한 영향력 행사를 비롯, 수소연료전지차량 보급 및 수소연료 확보를 위한 정책과 예산 마련에 노력

  - 정부는 기업들의 수소연료전지차량 및 인프라 보급 의지를 적극 독려하며, NIP(National Innovation Programme Hydrogen and Fuel Cell Technology) 같은 프로젝트 지원 이니셔티브를 통해 기업과 함께 재원 마련

  - NIP는 독일 연방정부 4개 부처에서 7억 유로, 기업에서 7억 유로를 출자하여 2007~2016년 기간 동안 수행되며, 연구개발, 실증사업, 교육, 수소연료 확충 등을 주제로 하고 있음.

  - 또한, 수소연료전지사업단(NOW, National Organisation Hydrogen and Fuel Cell Technology)을 설립해 다양한 국책 프로젝트 사업의 원활한 수행을 지원하고 있음.

  - 아래는 NIP를 통해 지원 중이거나 지원이 완료된 수소연료전지차량 및 인프라 보급 프로젝트 간략 정보임.

 

	- H2 모빌리티는 범유럽권 6개 기업(Shell, Air Liquide, Linde 그룹, OMV, Total, 다임러)이 합작투자를 통해 설립한 프로젝트 기업으로, 수소 충전소 설치사업 진행, 2018년까지 독일 내 100개소, 2023년까지400개소 보급이 목표  - 해당 합작사 설립에는 독일 정부의 강력한 독려가 있었으며, 이 프로젝트는 유럽연합 H2ME 지원 사업에도 해당됨.
	- CEP(Clean Energy Partnership)은 FCEV 버스 및 승용차량의 운행과 수소충전소 보급을 목표로 2002년 발족됐으며, 20여 개의 완성차, 에너지 업체 및 지역 대중교통 사업체가 참여한 유럽 최대 프로젝트로 국내기업으로는 현대가 참여했음.  - 현재까지 수소차량 약 200대, 수소충전소 50개소 보급
	- 선박의 탄소배출 감축을 위해 발족된 프로젝트로, LNG/메탄올을 연료로 한 선박의 연료전지 시스템 적용(PEM, SOFC) 및 규격화를 목표로 수행됨.  - AIDA 크루즈, 마이어 조선소, 뤼어슨, 플렌스부르거  조선소 등 대형, 고급 페리 관련 기업을 비롯해 DNV·GL, DLR, 독일선박협회 등 다양한 분야에서 참여가 이루어짐.
Power –to-Gas	- 독일 정부는 운송, 가스 보급, 재전력화 등 충분한 에너지원 확보를 위해 해상풍력 등 신재생에너지 잉여전력을 활용한 수소·메탄·액화가스 보급 전략(Power to gas)을 적극 추진 중  - 현재 시범 프로젝트 23개 운영, 3개 프로젝트 계획/진행 중

 

자료원: NIP 및 KOTRA 함부르크 무역관

 

 ○ 독일, 유럽에서 가장 수소충전 인프라 발달, 향후 구축 계획도 의욕적

  - 독일 TUEV SUED의 조사 자료에 의하면, 2016년 1월 기준, 독일의 수소충전소는 34개소로 적극적으로 수소충전인프라를 구축하고자 하는 영국(14), 프랑스(9), 덴마크(9), 노르웨이(6) 등과 비교했을 때 월등히 높은 보급률을 기록. 2015년 신규 설치 규모 또한 4개소로 유럽 내에서 가장 높음.

  - 전 세계에서 운영 중인 수소충전소는 총 214개소이며, 유럽 95개소, 북미 50개소, 아시아 67개소, 남미 및 호주에 각 1개소가 운영되고 있음.

 

유럽 수소충전 인프라 보급 목표

            (단위: 개소)

자료원: NOW GmbH

 

□ 독일 수소연료전지차량 관련 주요 기업 및 기술개발 현황

 

 ○ 현재, 독일에서 수소연료전지차량 보급에 가장 적극적인 기업은 다임러로, 1994년부터 개발을 시작해 현재 약 250대의 수소전지차량이 보급됨.

  - 다임러사는 버스, A·B 클래스 수소연료전지차량 개발·보급에 이어 SUV 차량에 차세대 수소연료 전지시스템을 적용, 올해 선보임. 이 시스템 적용 모델의 2017년 상용화 및 친환경 차량 개발에 향후 2년간 약 145억 유로를 투자할 것이라 전격 발표함.

 

다임러의 F-CELL 차량 모델(B-Class F-Cell, GLC F-Cell, Citaro F-Cell Hybrid)

자료원: 다임러

 

 ○ 다임러 연료전지 부문 이사 Christian Mohrdieck 교수는 수소연료전지차량 사업 성과와 향후 계획, 국제 협업과제에 대해 무역관과 인터뷰를 진행, 한국 납품업체와의 제휴에 대해 적극 검토할 가능성을 밝힘.

  - 아래는 인터뷰 전문임.

 

Q. 현재로서는 다임러가 독일에서 H2모빌리티 보급에서 가장 적극적인 완성차 업체로 보인다. 현재까지의 성과에 대해 소개 부탁한다.   A. 다임러는 수소연료전지차량과 관련해 글로벌 선도기업이라 자신 있게 이야기할 수 있다. 1994년부터 개발을 시작했고, 첫 상용화용 차량은 소형차량으로 A-Class F-CELL이 처음으로 개발에 성공했다. 이후 소량이기는 하나, 2009년 벤츠의 대량 생산라인 공장에서 B-Class F-CELL이 생산규격을 충족, 생산되기 시작했다. 그리고 최근 바로 몇 주 전, 차세대 F-Cell 모델인 SUV 타입의 플러그인 하이브리드 GLC F-CELL이 공개됐다. 수소연료 충전과 리튬이온 2차전지 충전이 모두 가능한 새로운 모델로, 완전 충전 시 약 500㎞ 주행이 가능하다. 수소연료 4㎏을 실을 수 있는 700바 규격의 탄소복합재수소탱크 2개가 탑재돼 있으며, 3분 만에 완충이 가능하다. 2차전지 완충 시 50㎞ 주행이 가능하며, 가정용 콘센트, 일반 공공 전기충전소에서 편하게 충전이 가능하다.    GLC F-CELL 모델은 이전 모델에 비해 30% 이상 콤팩트해졌으며, 스택 파트의 플래티넘 비중을 혁신기술을 통해 90% 가까이 감축해 가격 면에서도 큰 개선을 이루었다.   다임러에서 올해 신규 발표한 GLC F-CELL 하이브리드 시스템 자료원: 다임러   다임러는 독일에서 가장 많은 F-Cell 모델을 보급했다. 보급 차량 수는 현재까지 B-Class Fuel-Cell, Citaro FuelCell-Hybrid 버스 등을 포함해 약 230대로 많지 않지만, 정부, 기업뿐만 아니라 일반 구매자에 이르기까지 고객이 있다. 차세대 F-CELL 모델이 발표됐고, 새로운 수소연료전지기술로 전환하기로 한 현재, 앞으로 B-Class 수소연료전지차량의 증가는 없을 것 같다.  2017년부터는 GLC F-CELL에 적용된 새로운 시스템에 집중할 예정이다.   독일 내 수소충전 인프라 보급에도 적극적인 참여와 투자를 하고 있는데, 지난해 H2 Mobility라는 합작 투자사를 유럽 내 에너지기업  Shell, Air Liquide, Linde 그룹, OMV, Total 5개 기업과 함께 설립했다. 완성차 업체로는 유일한 지분참여기업이다. 혼다, 도요타, BMW 등 다른 자동차 기업도 협력 기업으로 참여하고 있다.  한국 기업과는 협력 관련 논의를 진행한 바 있으나, 아쉽게도 함께하지 못했다.   Q. 수소연료전지차량 개발에서 특별한 어려움이 있는지? A. 기능적인 면에서 수소연료전지차량은 시장보급에 최적화돼 있다. 생산적인 측면의 어려움을 우리는 이미 다수의 모델을 선보임으로써 해결 가능성을 보여주었다. 현재 수소연료전지차량 상용화가 직면한 가장 큰 문제는 두 가지를 꼽을 수 있는데, 바로 가격과 충전 인프라 보급이다. 다임러는 다양한 접근방법을 통해 생산가를 낮추려고 노력 중인데, 그 첫 번째가 모듈화다. 모듈시스템은 공통된 규격을 통해 다양한 응용이 가능한 확장성을 기업에 부여할 수 있다. 모듈화를 위해 다른 부품생산 OEM 기업과 함께 하위 부품 규격화 노력 또한 경주하고 있다. (* 인프라 보급에 대해서는 후에 언급)   Q. 일반 전기차량과 같이 경량화도 중요한지? A. 수소전지차량에서 경량화는 크게 중요한 이슈는 아니다.  이미 수소연료전지시스템 등 구동장치 및 수소저장시스템은 기존 드라이브 트레인과 비교했을 때 큰 차이가 없다. 수소저장시스템의 무게가 아직 목표한 것보다 더 나가긴 하나, 경량화 자체가 최우선 해결과제는 아니다.   Q. 수소연료전지 기술의 경쟁력은 무엇이라 생각하는가? A. 수소연료전지 기술의 첫 번째 강점은 짧은 충전시간과 함께, 1회 충전으로 인한 이동거리라고 할 수 있겠다. 두 번째 강점은 수소연료전지 기술이 대형차량, 특히 트럭이나 버스와 같은 상용차에도 매우 적합하다는 것이다. 연료전지 기술은 자동차뿐만 아니라 가정용 에너지 시스템, 예비전력용 시스템 등에 이르기까지 다양한 분야에 응용이 가능하다는 데 중요한 의미가 있다.   Q. 수소차량에 대한 인식 제고 등 프로모션에도 힘쓰는 것 같다. 2011년에는 F-CELL 차량으로 월드 드라이브 투어도 진행했는데, 수소차량 보급을 위해 어떤 프로모션을 또 진행하는지?    A. 2011년은 칼 벤츠가 처음 자동차를 선보인 1886년을 기념하는 125주년으로 F-CELL 차량을 비롯, 회사 전반으로 큰 의미가 있었고, 월드 드라이브 투어는 그 중 하이라이트였다. 지난 여러 해 동안 우리는 F-CELL 기술에 대한 프로모션을 다양한 방법으로 진행해왔는데, 가장 최근의 행사 중 하나로는 F-CELL 기술을 비롯한 대체 Drive Train 기술을 한 주간 선보인 'TecDay Road to the Future'가 있었다. 매체를 비롯해 다양한 분야의 참석자들이 대체 구동기술, GLC F-CELL 하이브리드 차량에 적용된 차세대 수소연료전지 시스템, 수소재충전 시스템 등에 대한 이해를 높일 수 있었다. 특히 많은 사람들이 수소 재충전을 어려워하는데, 이번 행사를 통해 수소연료 충전이 휘발유나 디젤유 주유처럼 얼마나 쉬운지, 그리고 빨리 될 수 있는지 경험했다.   Q. 다임러의 ‘지속 가능한 모빌리티’라는 목표에 있어 수소연료전지 기술은 어떤 의미를 갖는가?  A. 수소연료전지 기술은 지속 가능한 모빌리티라는 목표를 달성하기 위한 여러 가지 차세대 드라이브 트레인 기술 중 하나다. 사실 어떤 구동기술을 선택/적용하느냐는 여러 가지 현실적, 혹은 환경적인 규제와 소비자 수요에 달려있는데, 한 가지 예로 우리는 소형차량인 SMART 모델에 수소연료전지를 적용하는 것은 부적합하다고 생각해 절대 적용하지 않을 계획이나, 반대로 대형, 이번의 GLC 모델과 같은 SUV 차량에는 수소연료전지 기술의 적용이 많은 장점을 더해줄 것으로 보고 있다. 최근 디젤차량에 대한 비판적인 시각에도 불구하고, 디젤 및 가솔린 차량은 여전히 주류 기술이며 기업의 운영에도 매우 중요하다. 가장 최신의 디젤 및 가솔린 차량 기술은 차세대 차량 시장을 위한 경쟁의 결과이기도 하나, 내연기관 등 괄목할 만한 개선을 이루어 매우 깨끗하다고 이야기할 수 있다.   Q. F-Cell 차량의 시장성에 대해서는 판매나 지역적 측면에서 어떻게 생각하는지? A. 우선 언급했듯이 시장성을 위해 연료전지 시스템 적용에 적합한 차량 모델을 선택해야 한다. 예를 들어, 차세대 연료전지 차량으로서 GLC 모델의 선택은 내부적으로 매우 신중하고 심도 있는 논의 후 결정됐다. 세일즈, R&D, 전략, 커뮤니케이션 파트 등 거의 모든 파트에서 참여해 어떤 차량 모델이 해당 기술에 가장 적합할지에 대해 논의했다. 지역과 관련해서는 당연히 수소충전 인프라의 유무가 중요하다. 유럽, 캘리포니아, 일본 등 아시아 등지에서 수소충전 인프라가 집중적으로 보급되고 있는데, 이 지역들이 앞으로 수소연료전지차량 판매에 주요한 시장이 될 것으로 보인다.   Q. 납품구조는 어떠한가? 외부 협력사에 대한 의견은? A. In house 생산은 중요하다고 생각되는 기술인 Stack과 수소탱크시스템에 집중하고 있으며, 이외 부품은 자회사, 외부 협력사를 통해 조달하고 있다. 하위 부품은 외부조달 없이는 어려운데 브랜드를 막론하고 F-Cell 차량에 모두 적용, 납품할 수 있는 기술을 보유한 기업이 있으면 가격경쟁력 면에서 좋지 않을까 생각한다. 납품 제안은 언제든지 환영하며, 아무래도 가장 중요한 부분은 가격과 성능이다. 이와 관련해 한국의 복합재 부품 업체를 만난 적이 있는데, 가격 면에서 좌절한 경험이 있다. 한국 기업 중에 뛰어난 제안이 있으면 만날 의향이 충분히 있다.   Q. 수소충전 인프라 확보에 대한 이야기를 해보자. 2014년 5개 기업과 함께 H2Mobility라는 프로젝트 회사를 설립한 것으로 알고 있다. 수소충전인프라 보급 목표가 2018년까지 100개, 2023년까지 400개인데, 현실적인 목표인지? A. 이 목표는 충분한 수소연료전지차량이 보급되기만 한다면 매우 현실적인 목표다. 현재까지 이 목표는 모든 참여자로부터 지지를 받고 있고, 보급 진행상황과 계획을 보았을 때 충분히 달성될 수 있는 수치라고 본다.   Q. 정부 지원은 어떤가? A. H2Mobility 프로젝트는 기업영역에서 시작됐지만, 정부의 독려가 매우 강했다. 실제로 정부는 우리측에 민관협업체를 만들어줄 것을 요청한 바 있다. 독일 연방교통부에서 지원 중인 수소충전소 50개소 구축 프로그램도 H2Mobility의 관리 하에 들어오게 된다. 정부는 올해 수소충전 인프라 구축을 지속적으로 지원할 것을 발표했으며, 2016년 종료되는 NIP 프로그램 또한 2차 시기가 이어질 예정이다. 정부가 재정적인 측면에서 적극 지원하는 부분은 매우 긍정적이라 할 수 있다. 독일 정부뿐만 아니라 유럽연합 또한 인프라 지원에 적극적으로, 국경지역 충전소 설치를 지원하는 Ten-T 프로젝트 등을 수행하고 있다.   현재 독일 내 운영 및 설치 중인 수소충전소 자료원: H2stations.org

 

 

 

 ○ 다임러, 합작사 설립 및 인수 등 전략적 제휴를 통한 네트워크 확보

  - 다임러는 수소연료전지 핵심 부품인 스택(Stack)의 기술 개발을 위해 미국 포드사와 합작해 Automotive Fuel Cell Cooperation(AFCC)사를 밴쿠버에 설립, 제조는 Mercedes-Benz Fuel Cell(MBFC)를 통해 하고 있음

  - 연료전지 시스템 및 수소충전 시스템은 자회사인 NuCellSys를 통해 하고 있으며, 이 회사는 Ballard Power System의 연료전지 사업부를 2005년 다임러와 포드가 인수한 후 합작사로 이름을 변경한 것으로 현재는 다임러가 100% 지분 보유

  - 탄소섬유 강화 고압 수소탱크를 탑재한 수소탱크시스템은 다임러 독일 만하임 공장에서 제조됨.

  - 독일 EVONIK사와 리튬이온전지 개발 및 생산을 위해 2009년 합작투자해 설립한 Deutsche ACCUMOTIVE 또한 지난 2014년 Li-Tec과 함께 다임러로 100% 지분 인수됐으며, 이번 신규 F-Cell 모델에 배터리 공급

 

□ 전망 및 시사점

 

 ○ 시장조사기관인 IHS에 의하면, 수소연료전지차량은 2027년 약 7만 대에 이를 것으로 전망되며, 독일은 해당 분야에서 정부와 기업 차원의 투자가 지속 증가할 것으로 예상됨.

  - 디젤게이트 이후, 수소연료전지차량은 충전 및 주행거리에 대한 이점으로 인해 시장성이 부각, 순수 전기차량과 함께 탄소배출 감축에 기여할 것으로 기대를 모으면서 보급 확대가 예상되고 있음.

 

글로벌 수소연료전지차량 보급 전망

                                                                                          (단위: 천 대)

자료원: IHS

 

  - 독일 정부는 NIP 지원사업이 끝나는 2016년 이후에도 꾸준한 추가예산 확보를 통해 연료전지 기술개발 및 보급 사업을 지원할 것으로 보이며, 그 규모는 연방 경제에너지부 발표에 의하면 향후 3년간 약 2억 유로 정도로 예상됨.

  - 독일 기업 차원에서는 2025년까지 약 20억 유로 규모의 투자가 있을 것으로 예상돼 시장 선도를 위한 적극적인 제휴 모색이 필요할 것으로 보임.

  - 유럽/독일의 경우, 다수의 기업이 컨소시엄 및 합작사 설립을 통해 연구개발 및 시범사업을 수행하는 경우가 많으며, 현대·도요타·닛산 등 해외기업도 참여하고 있음.

 

 ○ 가격과 인프라 보급은 수소연료전지 차량 보급에 있어 공통적인 해결과제

  - 국제 수요 증가 전망에 따라, 관련 기업의 적극적인 물량 확보 노력 및 정부 지원을 통한 수소충전 인프라 확충 등이 이뤄져야 할 것으로 보임.

  - 국내의 경우, 부품 국산화를 대부분 달성한 수소연료전지차량 기술에 비해, 수소충전인프라 기술 및 부품은 외부조달이 대다수이므로, 기업과 정부의 전략적이고 현실적인 보급 계획 및 투자가 있어야 할 것임.

  - 석유화학 및 철강산업을 통한 부생수소 확보 가능성이 높고, 연료전지 기술력이 높은 우리나라에서 친환경 내연기관으로의 전환을 위한 선택지는 수소연료전지가 될 가능성이 높음, 이에 국내외 기업의 발 빠른 제휴를 통한 H2 모빌리티 기술 및 시장 선도를 기대해볼 만함.

 

 

자료원: 유럽연합, 독일연방경제에너지부, NIP, NOW, H2Mobility 홈페이지, H2stations.org, IHS, 다임러 및 KOTRA 함부르크 무역관 자료 종합

 

[출처 : KOTRA GlobalWindow(www.globalwindow.org) 2016. 08. 24]