[테크] 보다 우수한 ‘탈 탄소’를 위한 BMW의 선택, BMW 수소연료전지차 기술

최근 BMW는 브랜드 최초의 하이브리드 파워트레인을 탑재한 M 모델인 XM은 물론이고 전동화 전용 모델인 iX, 그리고 전동화 플래그십 세단인 i7 등을 선보이며 ‘새로운 시대’에 합을 맞추는 모습이다.

그러나 BMW는 단순하게 전기차를 선보이는 것에 그치지 않고 ‘완전한 탈 탄소’ 그리고 지속가능한 미래를 위해 추가적인 노력이 필요함을 강조하는 모습이다. 이러한 노력을 가장 잘 보여주는 것이 바로 수소연료전지차, iX5 하이드로젠 프로토타입이다.

BMW가 파일럿 모델로 제작한 iX5 하이드로젠, 그리고 그 속에 담겨 있는 수소연료전지차 비전은 어떤 내용을 품고 있을까?

진정한 지속가능한 미래를 위한 선택

BMW 그룹은 최근 여러 자리에서 ‘탄소중립’ 그리고 보다 지속가능한 미래를 위한 노력을 약속했다. 파리 기후 협약은 물론이고 UN의 레이스 투 제로(Race to Zreo) 등에도 참여하며 ‘자동차 제조사’ 중 가장 적극적인 태도로 미래를 준비하고 있다.

그리고 그 결과 지난 2022년에는 글로벌 기준, 21만 5,000대 이상의 전기차(BEV)를 판매하며 전년대비 108%의 성장을 이뤄냈다. 이와 함께 브랜드 판매 비중에서도 전기차 비중이 점진적으로 늘어나며 ‘BMW의 노력’이 결실을 맺고 있다.

이러한 성과, 그리고 이어질 노력을 바탕으로 오는 2030년까지 공급망, 생산 및 사용 단계 등 차량의 전체 수명주기에 걸쳐 이산화탄소 배출량을 2019년 대비 40% 이상 감축하고자 한다. 이는 ‘전동화’ 이상의 ‘지속가능한 미래’에 대한 BMW 그룹의 의지다.

더불어 BMW 그룹은 ‘전동화’에 박차를 가하는 것과 동시에 보다 수월하고, 효율적인 성장과 발전을 위해 ‘수소연료전지차 기술’을 언급하고 있다. BMW 그룹은 여러 근거를 제시하며 ‘기술의 결과물’ iX5 하이드로젠을 선보인 것이다.

‘전동화’가 아닌 ‘탄소중립’의 미래

10여 년 전, 전기차는 아직 많은 부분에서 부족한 부분이 많았고, BMW 그룹 역시 미니 E와 BMW 액티브 E 등의 파일럿 모델, 그리고 실질적인 1세대 전기차인 i3를 선보이며 ‘기반’을 다지는데 노력했다.

그리고 시간이 흐른 지금, 어느새 더욱 거대한 배터리, 그리고 강력한 전기모터를 탑재한 최신의 전기차들이 도로 위를 달리며 전기차 시대를 더욱 화려하게 채우고 있는 모습이다. 실제 BMW 그룹 역시 ‘뉴 클래스’를 통해 전기차 라인업을 더욱 탄탄히 채우려는 모습이다.

그러나 전기차는 모든 것을 해결할 수 있는 ‘데우스 엑스 마키나(Deus ex machina)’는 아니다. 실제 배터리를 제작하는 과정에서의 환경 오염은 물론이고, 충전 인프라로 인한 운영의 어려움 등 여러 문제 및 해결해야 할 과제들이 존재하는 것도 사실이다.

물론 그렇다면 전기차 기술이나 전기차 자체가 배제되거나 폐기되어야 할 것은 아니다. BMW 그룹은 이러한 전동화 흐름 속에서 ‘보다 효과적인 탈 탄소 시대’를 구현하기 위한 선택으로 ‘수소연료전지차 기술’을 꺼내든 것이다.

BMW 그룹은 국내에서 진행된 ‘BMW iX5 하이드로젠 데이’에서 수소연료전지차 기술을 설명하며, 이러한 배경을 강조했다. 실제 BMW 그룹 수소기술 분야를 총괄하는 위르겐 굴트너(Jürgen Guldner) 박사는 발표를 통해 ‘탈 탄소 시대에서 수소연료전지차 기술의 역할’을 강조했다.

굴트너 박사는 수소연료전지차는 순수전기차와 상호보완적 존재로 ‘우열’을 가리는 게 아니라 함께 공존하고, 서로의 장점을 강조하고 단점을 보완시킬 수 있는 존재임을 강조했다. 게다가 에너지 자체의 가치 외에도 ‘시스템’ 및 운영의 관점에서 바라보고 있는 BMW 그룹의 시선을 설명했다.

그는 단순히 수치적인 에너지 효율성은 전기차가 더욱 우수할 수 있으나 ‘에너지를 확보하고 사용하는 과정’ 그리고 ‘에너지를 옮기고, 운영하는 과정’ 전반의 실현 가능성 및 합리성에 있어 ‘수소연료전지차’가 갖고 있는 이점이 분명하다고 설명했다.

더불어 인프라 구성과 운영에 있어서도 순수전기차 부분보다 수소연료전지차 부분이 보다 합리적이며 ‘예상 가능한 시스템’이라 설명했다. 이를 바탕으로 순수전기차와 수소연료전지차의 ‘혼합 운영’이 탈 탄소 시대를 위한 보다 효과적이고 효율적인 해결책임을 강조했다.

설득력을 가진 수소연료전지차 기술

수소의 화학적 반응을 통해 전력을 얻고, 이를 활용해 주행을 하는 수소연료전지차는 자칫 ‘전기차’에 부수적인 기능이 더해진 모습을 하고 있다. 그렇기에 전동화 기술의 일부라 할 수도 있을 것이다.

그러나 수소연료전지차는 단순히 ‘순수전기차’의 한 파생이라기 보다는 또 다른 방식으로 이뤄내는 전동화 기술이라 할 수 있다. 더불어 이러한 ‘부수적 요소’들이 번거롭게 보일지 몰라도, 순수전기차, 내연기관 차량 대비 우위를 점하는 모습이다.

가장 먼저 도드라지는 점은 바로 빠른 충전 속도에 있다. 현재 국내는 물론, 전세계에 수소 충전소는 전기차 충전소에 비해 그 수가 적은 건 사실이다. 그러나 3~4분 수준의 빠른 충전 속도는 분명 외면할 수 없을 강점이다. 참고로 이는 ‘내연기관’ 차량의 주유와 동등한 수준이다.

여기에 제작 과정에서의 이점도 확실하다. 실제 순수전기차와 비교할 때에도 소재가 약 100kg 가량 덜 들어갈 뿐 아니라, 환경 오염 논란이 있는 배터리 제작 공정 역시 대폭 단축된다. 실제 iX5 하이드로젠은 5kWh의 작은 배터리를 탑재하고 있다.

게다가 연료전지 시스템에 적용되는 백금의 경우에도 재활용이 용이한 소재인 만큼 차량의 운영은 물론이고 개발, 제작 등에서도 확실한 이점을 가져간다.

더불어 수소를 직접 연소하는 ‘수소 엔진’ 차량과 비교하더라도 확실한 이점이 있다. 실제 수소를 직접 연소하는 차량보다 수소연료전지차가 더욱 긴 주행거리, 전기차 고유의 강력한 성능, 그리고 정숙성 등을 모두 아우를 수 있다는 것이다.

실제 위르겐 굴트너 박사는 관련 질문에 대해 “수소연료전지차가 약 500km를 주행할 수 있는 수소를 직접 연소하는데 사용한다면 1회 충전 시 약 300km의 거리를 달릴 수 있다”며 상당한 차이가 있으며 “승용차 부분에서는 수소연료전지차가 더욱 합리적이다”고 설명했다.

파일럿을 넘어 본 프로젝트를 향해

이번에 치러진 ‘BMW iX5 하이드로젠 데이’에서는 BMW의 수소연료전지차 기술과 그 기술의 당위성은 물론 향후 BMW 그룹의 수소연료전지차에 대한 비전 등을 엿볼 수 있었다.

BMW 그룹 측은 전기차 시대의 개막과 같이 내부적인 연구, 개발 용도라 할 수 있는 ‘파일럿 모델’을 선보인 후 과거 BMW 전기차의 시작을 알린 i3와 같은 1세대 모델을 선보여 시장에 투입할 예정이다.

이후 다채로운 세그먼트에 수소연료전지차를 도입해 ‘전동화’ 기술에 힘을 더하고, 탈 탄소 그리고 지속가능한 미래에 대한 행보를 이어갈 예정이다.

모클 김학수 기자

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