[투데이에너지 홍수인 기자]2018년 미국 버스용 엔진시장 점유율 1위, 대형 트럭용 엔진시장 점유율 1위를 기록한 커민스(회장 Tom Linebarger)가 수소연료전지 트럭으로 수송시장을 선도해 나가고 있다.
연료전지 기술에 관한 20년 이상의 연구개발의 정점으로 배출가스 제로인 대형 수소연료전지 트럭을 지난해 10월 애틀란타에서 열린 북미 상용차 전시회에서 공개한 커민스는 미국 인디애나주에 본사를 두고 있으며 국내에도 3개 법인을 운영 중이다.
커민스의 전략은 첨단 디젤 및 천연가스 내연기관에서 배터리 전기 및 수소연료전지 솔루션에 이르기까지 다양한 전력 옵션을 고객에게 제공하는 것이다. 장기적으로 고객들은 특정 시장, 장비와 용도에 따라 두가지 이상의 동력원이 필요할 것을 대비해 커민스는 수소연료전지 트럭 개발처럼 시장에 맞는 올바른 솔루션을 계속 개발하고 단계적인 연구를 지속해 나갈 계획이다.
■ 20년의 연구, 헤비듀티 트럭
커민스에서 선보인 트럭은 20년의 연료전지분야 연구개발의 결과물인 연료전지와 배터리로 구동되는 헤비듀티 트럭이다.
이 트럭은 배출가스가 제로이며 최근 인수한 하이드로제닉스의 양성자교환막(PEM) 연료전지가 장착됐다. 이 트럭은 90kW 연료전지용으로 설계됐으며 최대 180kW까지 30~45kW 단위로 추가 확장이 가능하다. 또한 100kWh 리튬이온 배터리 용량을 갖추고 있으며 1회 충전 주행거리는 약 240~400km(150~ 250마일)이지만 수소탱크 추가·탱크 저장 압력 증가·차량 부하율 관리 최적화를 위한 연료 셀 추가 설치를 통해 1회충전 주행거리를 확장시킬 수 있다.
또한 트럭은 보닛 아래를 보지 않으면 다른 트럭과의 차이점을 구별하기 어렵다. 그 이유는 커민스는 새로운 수소연료전지 기술로도 기존의 엔진트럭과의 차이점을 느끼지 못하고 기존과 같은 성능 구현을 목표로 제작했기 때문이다.
■ 트럭을 움직이는 ‘물’
특히 트럭 외부에 브랜딩을 통해 물의 두가지 의미를 강조한다. 첫 번째는 연료전지가 작동 중일 때 배기가스는 오직 공기와 물로 구성된다는 상징적인 의미로 실제 운전석 측 사이드 패널 뒤쪽의 호스에서 액체 상태의 물이 흘러나온다.
두 번째 의미는 수소는 전기분해과정을 통해 전기에너지를 생산하며 물에서 수소를 공급할 수 있다는 것이다.
이외에 차량에 수소연료전지 기술을 적용한 기술을 표현하기 위한 ‘Hydrogen is How’라는 슬로건이 적혀있다. ‘이것은 어떻게 작동합니까(How does it work?)’라는 질문에 대한 대답으로 ‘수소가 그 방법입니다(Hydrogen is How)’라는 의미를 가진다.
■장거리용 수소연료전지 트럭, 북미시장 집중
현재 전기배터리에 비해 연료전지 파워트레인은 에너지 밀도가 더 높고 연료 재급유 속도가 더 빠르기 때문에 최장거리 운행 시 전기배터리보다 더 적합할 것으로 전망된다. 전기배터리가 단거리 차량에 적합하다면 수소연료전지는 중장거리 주행용 트럭에 적용하기에 더 적합하다. 중장거리용 트럭이 운송하는 적재중량과 필요한 배터리의 자체중량까지 지탱하는 것은 사실상 힘들다. 수소연료전지는 에너지 밀도가 높고 필요한 배터리 용량을 줄일 수 있어 차의 중량문제도 개선할 수 있다. 이런 점 때문에 북미에서는 장거리용 트럭으로 수소연료전지 트럭에 집중하고 있다.
■ 커민스의 연료전지 기술개발
커민스는 20여년 전부터 연료전지 개발을 시작했으며 수소연료전지기술은 수년간의 연구·개발 및 전략적 파트너십에서 시작했다.
2003년 미국에너지부를 위한 SOFC를 개발해 트럭 보조 동력 장치 요구사항을 충족하는 기술을 구현했다. 이어 2014년 ‘수소연료전지 버스를 후원해 코스타리카 수소 에코시스템 프로젝트’에 참여하기도 했다. 또한 2018년에는 청정에너지 연료원으로 수소를 연구하고 홍보하는 글로벌 연합인 수소위원회에 가입했다.
특히 지난해 커민스는 에어리퀴드와의 협력으로 연료전지 및 수소생산기술 공급업체인 하이드로제닉스사를 인수했다. 하이드로제닉스는 세계최고의 연료전지 및 수소생산기술 업체 중 하나이며 인수를 통해 우수한 연료 효율을 가진 고성능 제품과 기술을 확보할 수 있게 됐다. 아울러 연료전지와 전기분해를 이용한 수소생산기술까지 모두 보유해 처음부터 끝까지 통합한 차별화된 ‘토탈 수소 솔루션’을 제공할 수 있게 됐다.
또한 현대자동차와 수소연료전지분야 전략적 협력 강화를 위한 업무협약 체결로 친환경 파워트레인을 공동 개발할 방침이다.
현대차가 수소연료전지시스템을 제공하고 커민스가 전동화 파워트레인 부품 기술 들을 추가 적용한 뒤 이를 북미지역 시내버스 및 스쿨버스 제작사 등 상용차 제작업체와 비상용 발전 설비가 필수적인 데이터센터 구축업체 등에 판매하겠다는 전략이다.
양사는 공동개발한 수소연료전지시스템 기반 전동화 파워트레인의 북미지역 실증 및 상용화를 위해 지속 협력하기로 했으며 친환경 전동화 파워트레인 제품 라인업을 확대하고 양사의 브랜드를 함께 표기하는 방식의 공동 브랜드를 도입하는 방안도 적극 검토할 방침이다.