수소차 보급 걸림돌 '스택'..얼마나 비싸길래?

도요타 "2020년까지 스택 가격 50% 이상 절감 목표"

친환경차에 대한 사회적 관심이 높아지면서 수소연료전지자동차(수소차) 시장이 본격적으로 개화하고 있다. 다만 넘어야 할 산은 많다. 수소차의 높은 제조원가를 선결해야 시장이 본격적으로 확대될 수 있을 것이라는 분석이다.

18일 KTB투자증권이 발간한 자료에 따르면 최근에 출시된 수소차인 현대차 넥쏘(Nexo)와 순수전기차 테슬라(Tesla) 모델3의 가격(보조금 제외)은 각각 6890만원, 3만5000달러다. 국가보조금, 지자체보조금 등을 따져보면 가격은 내려가겠지만 수소차의 가격은 여전히 전기차 대비 높게 책정되고 있다.

수소차의 생산원가에서 가장 높은 비중을 차지하는 것은 연료전지 '스택(Stack)'이다. 스택은 공기 중의 산소와 수소를 결합해 전기를 만드는 수소차의 핵심 부품 가운데 하나다.

스택 중에서도 가장 높은 원가 비중을 차지하는 것은 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly)다. MEA의 전극에서는 촉매로 백금(Pt)이 사용돼 고가의 비용이 소요된다. 귀금속인 백금 촉매의 사용량을 줄여야 가격이 떨어질 수 있다는 의미다.

미국 시장조사기관 Strategic Analysis에 따르면 지난해 기준 연료전지 스택의 가격은 ㎾당 180달러로 추산된다. 이는 연간 스택 판매량이 1000개라고 가정했을 때의 가격이다. 현대차 넥쏘에 탑재되는 95㎾ 연료전지 가격이 대략 1만7100달러에 이를 것이라는 계산이 나온다.

연간 1000개 생산기준 스택 가격은 연료전지 시스템 원가의 약 66%로 추정된다. 전체 연료전지 시스템의 원가가 약 2만5909달러가 된다는 얘기다. 여기에 연료전지 시스템의 원가가 수소차 원가에서 약 40%를 차지하므로 이를 역산하면 수소차 95㎾ 수소차의 제조원가는 약 6만4773달러가 된다.

다만 시장이 점차 확대돼 규모의 경제를 이루면 원가가 크게 떨어질 수 있다. 스택 생산량을 연간 50만개로 가정할 경우 스택 가격은 ㎾당 45달러까지 낮아진다. 이 경우 95㎾ 스택 가격은 4275달러까지 하락하며 50만개 생산 시점에서는 스택이 연료전지 시스템에서 차지하는 비중은 43% 수준일 것으로 보기 때문에 연료전지 가격은 9942달러까지 저렴해진다. 역시 40% 비중을 적용하면 수소차 1대의 제조원가는 약 2만4855가 될 것이다.

이한준 KTB투자증권 연구원은 "도요타는 2020년 이후부터는 최소한 연간 3만대 이상의 수소차가 판매될 것으로 전망하고 있다"면서 "연간 3만대 판매가 이뤄진다면 연료전지 가격은 현재의 절반 가까이 하락한다고 볼 수 있다"고 설명했다.

미국 에너지부 역시 추가적인 기술발전으로 2020년 ㎾당 40달러를 달성하는 것이 목표다. 목표치에는 미치지 못하겠으나 현 시점에서의 기술발전 속도를 따져보면 2025년이면 약 20% 원가 절감이 가능할 것으로 추정된다.

이 연구원은 "주로 출력밀도(Power Density) 개선과 백금촉매사용량 저감이 가격 하락에 기여하고 있다"면서 "국내의 경우에도 현재의 가격 대비 20% 절감을 목표로 하고 있으며 규모의 경제를 감안할 경우 가격하락폭이 더욱 클 것으로 전망된다"고 내다봤다.

[디지털뉴스국 김경택 기자]