현대차·포드·도요타 등 굴지의 글로벌 완성차 업체들이 수소 및 친환경 합성연료를 이용한 엔진 개발에 열을 올리고 있어 주목된다. 내연기관차에서 전기차 시대로의 전환이 급격히 이뤄지는 가운데 내연기관을 활용하는 수소차로 인해 엔진의 수명이 연장될 것이란 전망이 나온다.

완성차 업체들이 수소엔진과 같은 친환경 합성연료 엔진 개발에 매진하는 이유는 시장을 주도하기 위해서다. 수소엔진차는 수소연료전지차와 달리 기존 가솔린 엔진을 개조하여 연료만 수소를 사용하기 때문에 일반 자동차 엔진과 구조가 크게 다르지 않다는 장점이 있다.

이호근 대덕대 자동차과 교수는 녹색경제신문에 "아직까지 내연기관 차량이 20~30년간은 도로에서 볼 수 있을 것으로 보인다. 현재 많은 차량들이 LPG 차량으로 개조하듯 탄소 절감을 위해 수소엔진 차량으로 개조할 가능성이 높다"라며 "기술력을 확보해 놓으면 순식간에 보급을 늘릴 수 있을 것"이라고 말했다.

그는 "지금은 수소 생산 원가나 물류 시스템 등에 대한 비용이 부담되는 상황이지만, 수요가 충분해 지면 부담은 그만큼 줄어들 것"이라며 "파이를 키우기 위한 움직임"이라고 덧붙였다.

현대자동차그룹은 빠른 시간 내에 탄소중립 달성을 위해 기존 내연기관차의 온실가스 배출을 최소화하기 위한 연구개발에 나섰다.

현대차그룹은 세계적인 종합 에너지·화학 기업인 아람코(Aramco) 및 사우디아라비아 킹 압둘라 과학기술 대학과 함께 초희박 연소 엔진 및 친환경 합성연료 공동연구 협약식을 갖고 온실가스 저감을 위한 공동개발에 착수했다고 밝혔다.

초희박 연소 엔진은 기존 엔진 대비 열효율 및 연료소비효율이 높다. 여기에 수소와 이산화탄소로 제조된 친환경 합성연료를 이용하는 기술을 개발하고 있다. 일반 내연기관 차량에도 그대로 사용할 수 있어 탄소중립에 기여할 수 있다는 설명이다. 현대차그룹의 초희박 연소 엔진 기술 및 아람코의 연료 제조 기술은 총 2년에 걸쳐 진행될 예정이다.

알렌 라포소 현대차그룹 전동화개발담당 부사장은 “탄소중립 모빌리티의 최종 목표는 완전한 배터리 전기차로의 전환이겠지만, 기술이 전환되는 과도기에 온실가스를 저감할 수 있는 기술 필요성이 높아지고 있다” 라며 “친환경 합성연료와 초희박 연소 엔진의 조합을 통한 환경 친화적 내연기관 기술이 전기차 시대로의 전환 속에서 짧은 기간 내 의미 있는 성과를 보여줄 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이에 앞서 포드는 지난 2월 미국 특허청(USPTO)에 수소 제어 기술과 관련한 특허를 제출했다.

공개된 특허는 수소의 폭발력을 제어하기 위한 내용들이 주를 이룬다. 공기 흡입구와 연료 분사 노즐을 독립 제어해 기존 가솔린 대비 출력을 15% 향상시켰고, 실린더 내부 온도를 실시간으로 모니터링해 엔진의 실화 및 노킹 현상을 억제해 효율성과 내구성을 확보했다. 

볼보와 토요타 등에 고성능 엔진을 개발 및 납품하는 야마하도 수소 엔진 개발에 한창이다. 내연기관의 구조를 대부분 유지하는 방향으로 개발이 진행되고 있으며 V8 5.0L의 강력한 레이아웃을 갖췄다. 

업계에서는 내연기관의 종말이 미뤄질 가능성이 열렸다고 보고 있다. 전기차와 차별화된 주도권을 확보할 수 있어 내연 기관 생태계를 유지함과 동시에 탄소 감축 목표에도 경제적인 대안이 될 수 있다는 설명이다.

김필수 대림대 자동차과 교수는 "수소엔진차는 저순도 수소로도 구동 가능하다. 이산화탄소 농도가 고순도 수소 대비 높다는 측면이 있지만 부품수도 기존 수소연료전지차보다 적은데다 산업 생태계 변화에도 발 빠르게 적응할 수 있다는 점에서 긍정적"이라며 "에너지 다원화에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.