현대자동차그룹의 CES 2024 하이라이트는 클라우드 트랜스포테이션(Cloud Transportation)을 지향하는 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 비전, 기아-우버의 2025년 PBV 양산, 2028년을 목표로 하는 슈퍼널의 eVTOL이 아니었다. 바로 수소, HTWO다.

글 | 한 상 민 기자_han@autoelectronics.co.kr







현대자동차그룹의 CES 2024 하이라이트는 클라우드 트랜스포테이션(Cloud Transportation)을 지향하는 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 비전, 기아-우버의 2025년 PBV 양산, 2028년을 목표로 하는 슈퍼널의 eVTOL이 아니었다. 바로 수소, HTWO다.

현대차는 끊임없이 글로벌 연료전지차(FCEV)의 기술 개발, 보급속도를 높이는데 기여해 왔고, 그 경계를 넓히고 동맹을 강화하면서 수소 ‘리더’임을 자처해왔다. 한편으로는, 이런 과정에서 배터리 전기차의 급부상과 주류화, SDV와 디지털 전환 압박, 심지어 AAM(Advanced Air Mobility)보다 한참 늦어질 수소의 대중화 전망으로 몇 번이나 갈팡질팡하기도 했다. 현대는 결정했고, CES의 포문을 여는 미디어데이에서 ‘수소와 소프트웨어로의 대전환: Ease every way’를 주제로 수소를 전면에 내세웠다(SDV는 마치 부록 같았다). 

모두가 SDV와 인공지능(AI)에 포커스하는 동안 현대차는 몇 년 전 예고한 대로 “혁신이 진정한 진보의 길을 열었는가(Has Innovation Truly Paved The Way for Progress?)”란 질문과 함께 더 진실되고 강한 메시지로 CES에 돌아왔다. 이런 결정은 인류(humanity)의 미래는 결국 ‘수소’란 확신과 탄소중립 실현, 다른 메이커와 격차를 벌리며 ‘수소 브랜딩’ 완성 목표뿐만 아니라, 그들만이 전체 수소 밸류체인에 걸쳐 실질적인 노력과 성과를 낼 수 있는 위치에 있다고 판단했기 때문이다.

현대자동차의 장재훈 사장은 “퍼스트무버(First Mover)가 되는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 이것은 주류에 반하더라도, 분기별 결과, 반대에 맞서며 신념을 고수하는 것을 의미하기도 합니다. 단순한 숫자 그 이상입니다. 우리는 기술이 항상 사람들의 삶을 더 좋게 만들어야 한다고 생각하면서 ‘휴머니티를 위한 진보(Progress for Humanity)’를 달성한다는 비전을 따르고 있습니다. 이것이 바로 수소에 대한 현대의 원동력입니다”라고 말했다. 

현대자동차 글로벌 COO 호세 무뇨스(Jose Munoz) 사장은 “수소로 움직이는 자동차든, 자율주행차든, AAM이든, 로봇이든, 현대의 비전은 휴머니티에서 출발하고, 정말 중요한 것은 우리가 이런 비전을 현실로 가져올 ‘자원’을 갖고 있다는 점입니다”라고 덧붙였다. 



현대자동차 글로벌 COO 호세 무뇨스(Jose Munoz) 사장은 “수소로 움직이는 자동차든, 자율주행차든, AAM이든, 로봇이든, 현대의 비전은 휴머니티에서 출발하고, 정말 중요한 것은 우리가 이런 비전을 현실로 가져올 ‘자원’을 갖고 있다는 점입니다”라고 말했다. 



휴머니티를 위한 진보   

『‘만약 수소가 청정에너지의 열쇠라면요?’, ‘수소는 어떻게 더 밝은 미래를 위한 길을 닦을 수 있을까요?’, ‘그린 수소는 어떻게 모빌리티를 전진시킬까요?’, ‘수소가 모든 것을 작동시키는 세상을 상상할 수 있나요?’….』

현대차의 주역들이 단상에 오르길 기다리는 동안 홀 안에는 현대차의 브랜드 시그니처 사운드가 포함된 전자사운드와 스타워즈처럼 별이 흐르는 스크린이 미래(우주)를 향해 서서히 항행하는 정서를 주면서 공간을 채웠다. 그리고 여기에 이런 ‘문구들’이 페이드인 됐다가 아웃되며 분위기를 고조시켰다(SDV에 대한 문구도 있었다). 그리고 마침내 쇼의 개막을 알리는, 현대자동차그룹의 밸류체인을 기반으로 완성될 수소 에너지 생태계의 미래를 시작하는 인트로가 나왔다. 

카우보이, 대륙횡단 열차, 농업의 기계화, 마천루와 러시아워, 기후변화, 산업화와 공해, 쓰레기 문제 등 기술 진보와 그 반대편의 역작용으로 고통받는 미국(인류)이 드라마틱하게 그려졌다[미국 에너지부(DOE)는 전국 7개 지역 수소 허브를 위한 인프라를 구축을 위해 70억 달러를 책정하고 있다].
   
“우리는 미래에 대한 모두의 사려 깊은 관점을 따라왔고, 변화에 대비하면서 공통점을 찾아 왔습니다. 우리는 어떻게 하면 사람과 사물이 더 지속적이고, 효율적이고, 더 안전하게 이동할 수 있을지를 연구합니다. 목표는 제약 없고 안전하며, 모두에게, 모든 것에 평등한 이동성입니다.” 무뇨스 사장이 말했다.

현대차는 ‘휴머니티를 위한 진보’란 브랜드 비전 아래, 기술의 물리적 효용가치를 넘어 ‘자유, 평등, 안전’이란 인류의 보편적 가치를 제공해 편안하고 안전한 삶의 터전을 만들겠다는 청사진, 특히 수소로 환경오염 저감과 에너지 사용의 평등한 기회로 세계를 화합하겠다는 비전을 제시했다. 

연사들은 현대자동차의 수소 리더십을 말하면서 현재의 과제를 이야기했다. 
현대차는 1998년 연료전지 연구개발을 시작해 세계 최초 연료전지 승용차(2013), 이어 중대형 트럭의 양산 메이커가 됐다. 연료전지는 이제 건설 차량, 버스, 트램, 선박, AAM 등 모든 종류의 이동수단으로 확대 적용되고 있다. 

현재의 고민은 어떻게 현대자동차그룹이 수소 에너지의 공급자가 될 것인지, 어떻게 기존의 전기분해법을 뛰어넘을 것인지, 어떻게 폐기 플라스틱을 그린 수소로 바꿀 수 있을지처럼 단지 수소차를 파는 개념에서 수소 사회를 만드는, 2040년까지 수소 에너지가 이동수단을 넘어 인류의 생활과 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 쓰일 수 있도록 앞당기는 솔루션 찾기다.  




현대차는 1998년 연료전지 연구개발을 시작해 세계 최초 연료전지 승용차(2013), 이어 중대형 트럭의 양산 메이커가 됐다. 연료전지는 이제 건설 차량, 버스, 트램, 선박, AAM 등 모든 종류의 이동수단으로 확대 적용되고 있다. 사진은 넥쏘 FCEV. 



현실화의 전개  

현대자동차그룹은 이 모든 것을 어떻게 현실화할 수 있을까?  
현대차는 2020년 에이치투(HTWO)란 수소 브랜드를 론칭했다. HTWO는 수소, 분자, 그리고 현대의 연료전지 사업을 의미한다. 현대차는 이제 이 ‘HTWO’ 브랜드를 현대자동차그룹의 수소 밸류체인 사업 브랜드로 확장하겠다고 선언하면서 수소 사회로의 전환을 앞당길 솔루션을 ‘HTWO Grid’로 명명했다.
 
이것은 현대자동차그룹 내 각 계열사의 역량을 결합해 수소의 생산, 저장, 운송, 활용의 모든 단계에서 고객의 다양한 환경적 특성과 니즈에 맞춰 단위 솔루션(Grid)을 결합해 최적화된 맞춤형 패키지를 제공하는 것이다. 

“자동차 부품, 물류, 철강 생산, 건설 등 그룹사 차원, 그리고 수소의 생산, 저장, 운송, 활용에 이르기까지 모든 밸류체인을 연결한다는 커다란 변화에 대한 것입니다. 우리는 하나의 강력한 아이디어 아래 수소 관련 역량을 통합하고 있습니다. 이것은 부품의 합계보다 더 큰 그림을 만들고 전체 수소 밸류체인을 따라 가치 높은 솔루션을 만드는 것입니다. 고객뿐만 아니라 저희를 위한 것이기도 합니다.”  

현대차 스스로가 철강 생산, 연료전지차, 연료전지 시스템, 물류 등 그룹의 모든 부분을 포함해 수소의 오프테이커가 되는 것이다. 이를 통해 예를 들어 석탄을 수소로 대체한 그린 철강 생산 실현으로 2035년까지 거의 연 300만 톤을 수요해 배출 제거를 실현할 계획이다. 





현대차 스스로 철강 생산, 연료전지차, 연료전지 시스템, 물류 등 그룹의 모든 부분을 포함해 수소의 오프테이커가 될 것이다. 이를 통해 2035년까지 거의 연 300만 톤을 수요해 배출 제거를 실현할 계획이다.



현대차는 수소 생산 자체와 관련된 다양한 기술도 개발 중이다. 궁극적인 친환경 수소인 ‘그린 수소’ 생산을 위해 수년 내에 메가와트(MW)급 고분자 전해질막(PEM) 수전해 양산을 목표로 하고 있다. 그린 수소가 상용화되려면 신재생 에너지 발전 단가, 수전해 설비 비용을 개선해야만 한다. PEM 수전해는 화합물 없이 물만 원료로 사용해 수소 순도가 높고 소형화가 가능하다. 반응 응답성도 빨라 재생에너지 변동성 대응이 용이하다. 다만 귀금속 사용으로 가격이 비싼 단점이 있는데, 알카라인 수전해(Alkaline Electrolysis) 대비 수소 생산비용이 1.5배 정도 높지만 향후 연료전지 부품 및 생산 인프라 공용화를 통해 경제성을 높여 양산할 계획이다. 

수소연료전지개발센터장 김창환 전무는 “PEM을 사용해 생산비용을 절반으로 줄이면서 증가하는 메가와트 규모의 수요를 충족시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 목표는 우리가 자체 개발한 PEM 연료전지 기술과 시설을 활용함으로써 달성될 것입니다”라고 말했다.  

현대차는 폐기물을 활용해 수소를 생산하는 자원순환형 수소 생산기술도 말했다. 이 대체 수소 생산법의 상용화는 이미 단기 로드맵의 일부다. 수전해 설비 및 신재생 에너지 설비의 기술 발전을 통해 2050년까지 그린 수소 생산원가가 감소할 것이지만 국가별 생산 원가 차이가 난다. 때문에 한국, 일본 등의 국가는 자원 순환형 수소 생산이 요구된다.

“우리는 하수 슬러지와 다른 형태의 유기성 폐기물을 그린 수소로 바꿀 수 있습니다. 폐기물에서 수소로 가는 과정은 복잡하게 들리지만, 그것은 그렇게 어렵지 않습니다. 이것은 우리가  음식물을 에너지로 바꾸는 것과 매우 비슷합니다.” 김 전무가 말했다. 

현대자동차그룹이 추진 중인 자원순환형 수소 생산 기술은 유기성 폐기물을 수소로 전환하는 W2H(Waste-to-Hydrogen) 방식, 폐플라스틱을 수소로 전환하는 P2H(Plastic-to-Hydrogen) 두 가지다. 특히 W2H의 큰 장점은 지역적 차원에서, 예를 들어 인도네시아 같은 국가에서 미니 수소 생산 허브를 개발할 수 있다는 것인데, 이미 기술은 한국의 충주시에서 입증되고 실행되고 있는 발전된 기술이다. P2H는 재활용이 불가능한 폐플라스틱을 액체 상태로 녹이고 가스화 공정을 통해 합성가스를 생산한 뒤, 이를 정제해 수소를 생산하는 방식으로 대규모 수소 생산이 가능하다.

“우리는 플라스틱을 녹여 검은 꿀처럼 보이는 것으로 만드는 공정에 대한 특허를 받았습니다. 그런 다음 그것을 합성가스로 바꿉니다. 그리고 필요한 순도 수준의 수소로 정제합니다. 결국 우리는 많은 청정 에너지와 훨씬 적은 플라스틱 폐기물을 갖게 됩니다. 이중적인 긍정적인 영향입니다.” 김 전무가 말했다. 

현대자동차그룹은 저장, 운송, 활용에 있어서도 다양한 기술을 개발 중이다. 수소는 액체, 기체 및 고체 방식으로 저장이 가능하며, 천연가스와 마찬가지로 육상, 해상 등 다양한 방식으로 운송이 가능하다. 실제 적용 사례로는 현재 서울 광진구에서 이동형 수소 충전소(H Moving Station)가 운영되고 있다. 이는 향후 제주도 등으로 확장 운영될 계획이다.





기지 중심이 될 수밖에 없는 현 수소 인프라 하에 수소 트럭은 핵심 애플리케이션이다. 엑시언트 트럭, 트랙터는 전 세계에서 활약이 늘어나고 있다.



새로운 프로젝트    

현대자동차그룹의 프로젝트는 전 세계적으로 진행 중이다. 
대표적으로 인도네시아 정부, 민간 합작 프로젝트에는 W2H 생산 모델 중심의 HTWO Grid 솔루션이 제공된다. 현대자동차그룹의 주요 생산 거점이 위치한 서부 자바주에 적용되는 W2H 생산 모델 중심의 솔루션으로 지역 단위 에너지 자립을 도모한다. 특히 W2H 생산 모델을 통해 지역 발생 쓰레기를 활용한 소규모 수소 생산 허브 구축, 수소 에너지 기반의 산업단지 조성을 계획 중이다. 이것이 성공한다면 아세안 지역, 더 나아가 전 세계의 탄소중립을 지원하는 기술로 확산될 것이다. 

미국에서는 ‘캘리포니아 항만 친환경 트럭 도입 프로젝트(NorCAL ZERO)에 엑시언트 수소트럭 30대가 참여해 품질 검증 및 배기가스 감소 등을 테스트하고 있다. 또 미국 정부의 수소 인프라 구축 프로젝트인 ‘H2Hub4’ 프로그램에도 참여한다. 이 프로젝트는 DOE가 자국 내, 그린 수소 시장 확대를 가속하기 위해 7개 수소 허브를 선정해 연방정부가 70억 달러를 지원하는 프로그램이다. 동시에, 글로벌 이커머스(e-commerce) 기업들과 협업해 탄소중립 물류 인프라 구축에도 참여한다.  

“이것은 미국에서 수소 경제를 광범위하게 구축하기 위한 첫 번째 단계입니다. 여러분은 이미 우리의 중심 목표 중 하나인 녹색 물류에서 변화를 볼 수 있습니다. 예를 들어 우리는 2020년부터 다양한 스위스 기업들과 협력해 870만 킬로미터 이상을 커버하고 있습니다. 또 연간 최대 30만 대의 전기차 생산을 목표로 조지아에 건설 중인 전용 전기차 공장인 현대 모터 그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)에 엑시언트 트랙터 배치를 시작으로 충전소 등 완전한 수소 밸류체인을 조지아에 통합할 것입니다.” 김 전무가 말했다.

현대차는 모든 종류의 이동수단이 그린 수소로 가동되는 미래를 본다. 이는 이동성, 도시, 사회, 경제 및 환경에 지대한 영향을 미치고 모든 면에서 고객 가치에 긍정적인 영향을 미치는 것이다. 수소는 안전하고 접근 가능하며 공정하다. 높은 접근성을 통해 전 세계적인 공평성을 보장한다. 국가 간의 분열을 해소하고 지리적 차이로 인한 에너지 불균형을 해결한다. 이것이 수소의 진정한 가치이고 현대가 수소 리더로 나선 이유이다. 





조지아에 건설 중인 HMGMA에도 엑시언트 트랙터, 충전소 등 HTWO Grid 솔루션이 통합된다. 

AEM_Automotive Electronics Magazine