수소 자동차가 전기차를 따라잡을 수 있을까?

수소 자동차가 전기차를 따라잡을 수 있을까?

엔진 대체 동력원에 관한 한 연료전지 배터리는 현재 뒤처져 있다. 하지만 전문가들은 수소 연료 전지 자동차가 미래에 따라잡을 것이라고 믿고 있다. 하지만 기술은 어떻게 작동할까요? 장점과 단점은 무엇입니까? 모든 주요 질문에 대한 답변을 계속 읽어보십시오. 오염 물질 감소, 소음 감소 - 전기 동력 차량에 대한 여러 가지 선호 사항 중 하나입니다. 전기 이동성에 관한 한, 대부분의 사람들은 배터리가 큰 차량을 벽면 콘센트에서 충전하는 것으로 생각한다. 다만 교통전문가들이 기대하는 추진기술은 또 있지만 충전시간이 길다는 대안도 있다. 문제의 기술은 연료전지 전기차라고도 알려진 수소엔진이다. 수소연료전지 자동차의 장점과 단점과 관련된 비용과 위험에 대해 논의하기 전에 먼저 이 기술이 어떻게 작동하는지 간략하게 설명해보자. 수소연료전지차는 전기모터에 의해 구동되기 때문에 전기자동차로 분류된다. 일반적인 약어는 FCEV로, BEV와 "배터리 전기 자동차"가 아닌 "연료 전지 전기 자동차"를 의미한다. 수소 연료 전지 차량과 전기 차량 사이에는 한 가지 중요한 차이가 있습니다. 수소 차량은 스스로 전기를 생산합니다. 따라서 완전 전기 또는 플러그인 하이브리드 차량과 달리 차량은 외부 전원에서 충전할 수 있는 내부 배터리로부터 전원을 공급받지 못합니다. 연료전지 기술은 수소가 연료전지 내의 산소와 반응하는 역해라고 불리는 과정을 유발한다. 수소는 FCEV에 내장된 하나 이상의 탱크에서 나오는 반면, 산소는 주변 공기에서 나오는 것이다. 이 반응의 유일한 결과는 증기, 전기 에너지, 열 및 배기가스를 통해 방출되는 물이다. 따라서 수소-전기 차량은 1분 이내에 현지에서 배기가스 배출이 발생하지 않습니다. 수소엔진 연료전지로 발생하는 전기는 특정 이동 상황의 수요에 따라 2개 노선을 선택할 수 있다. 이 시스템은 전기 모터로 흘러 들어가 FCEV에 직접 전원을 공급하거나 배터리가 필요해질 때까지 에너지를 저장합니다. 피크 전력 배터리로 알려진 배터리는 연료 전지에 의해 지속적으로 충전되기 때문에 완전 전기차 배터리보다 훨씬 작고 가볍습니다. 다른 차량과 마찬가지로 수소차도 제동 에너지를 회수하거나 '재순환'할 수 있다. 전기 모터는 자동차의 운동 에너지를 다시 전기 에너지로 변환하여 예비 배터리에 공급합니다. 특수 추진 기술의 장점과 단점은 사용자 및 환경이라는 두 가지 주요 관점에서 볼 수 있다. 연소 엔진에 대한 대안으로 성공하기 위해서는 사용자 친화적이고 오염 물질 배출을 크게 줄여야 한다. 우선 BMW그룹의 수소연료전지 프로그램 매니저인 액셀 뤼커의 도움을 받아 수소연료전지차 소유주들의 주요 장단점을 살펴보고자 한다. 수소연료전지차의 추진력은 전기적이다. 그것은 평범한 전기 자동차를 운전하는 것과 비슷합니다. 그게 무슨 의미죠? 전기모터는 저속에서도 최대 토크를 제공하기 때문에 엔진 소음이 거의 없고 시동이 둔하다. 충전 시간이 빠르다는 점도 장점이다. 충전소와 배터리 용량에 따라 현재 충전 시간은 30분에서 몇 시간이 걸립니다. 한편, 연료전지 자동차의 수소탱크는 완전히 적재되어 5분 이내에 작동할 수 있다. 사용자의 경우, 이는 차량의 가용성과 유연성을 기존 차량의 유연성과 일치시킨다. 당분간 수소차는 순수 전기차보다 사거리가 여전히 길다. 수소가 가득 찬 탱크는 약 300마일을 갈 것이다. 배터리로 구동되는 자동차는 매우 큰 배터리와 일치하며, 이것은 다시 자동차 무게와 충전 시간의 증가로 이어진다. 연료전지 차량의 범위는 외부에 따라 달라지지 않는다. 추운 날씨에도 더 나빠지지 않습니다. 박형 주유소 네트워크 외에도 수소연료전지차 수요가 여전히 적은 이유는 상대적으로 구입비가 비싸기 때문이다. 이미 시판되고 있는 연료전지 자동차의 일부 모델은 중급 또는 중급 차량의 경우 약 8만 달러의 비용이 든다. 이것은 같은 등급의 완전 전기 자동차나 하이브리드 자동차보다 두 배나 더 많다. 수소연료전지차가 여전히 비싼 이유는 여러 가지가 있다. 소량뿐 아니라 개발 과정에서 귀금속 백금이 촉매 역할을 해야 한다는 의문이 제기돼 생산을 산업화해야 한다는 얘기다. 차량 연료전지에 필요한 백금의 양은 이미 크게 줄었다. 루커는 "일반적인 목표는 수소전기차의 가격을 다른 전기차와 비슷한 수준으로 낮추는 것"이라고 말했다. 수소탱크가 많은 공간을 차지하고 수소연료전지차가 상당히 크기 때문이기도 하다. 반면 소형차에는 배터리로 움직이는 전기차의 주행장치도 부착돼 있다. 그러므로, 고전적인 전기 자동차는 이제 모든 차량 등급에서 발견될 수 있다. 구매 비용 외에도, 운영 비용은 추진 기술의 비용 효과와 수용에 중요한 역할을 한다. 수소연료전지차의 경우 연료가격에 영향을 받지 않는다. 현재 미국에서는 수소 1lb(0.45㎏)가 14달러 수준으로 독일(4.80달러)보다 높다(H2 모빌리티 파트너가 합의한 가격). FCEV는 수소 1lb(0.45km)에서 약 28마일(45km)을 주행할 수 있다. 따라서, 수소차를 운전하는 데 드는 마일당 비용은 오늘날의 가정에서 배터리로 움직이는 자동차보다 거의 두 배나 높습니다. 루커는 수소 수요가 늘어나면 2030년까지 운영비가 2.50lb(5.60kg)로 줄어들 것으로 기대하고 있다. 재생 에너지만 사용하고 유해한 배출물을 배출하지 않는 차량은 환경적 관점에서 이상적일 것이다. 다른 종류의 추진력에 비해 연료전지 자동차가 이 목표에 얼마나 가까운지 보자. 대체 추진 시스템은 기후 변화로 인한 오염 물질, 특히 CO2 배출을 줄이기 위해 설계되었으며 아산화질소와 같은 다른 유해 가스도 줄일 수 있다. 수소 엔진의 배기가스는 순수한 증기로 구성되어 있다. 따라서 수소연료전지 기술은 국소적으로 배출량이 제로다. 이것은 도시의 공기가 깨끗하다는 것을 의미하지만, 그것은 또한 기후를 보호합니까? 연료전지 차량에서 수소가 생산된 조건에 따라 다르다. 수소의 생산은 전기 에너지를 필요로 한다. 이 전기 에너지는 전해질 분해 과정을 통해 물을 수소와 산소 성분으로 분해하는 데 사용된다. 재생 가능한 에너지원으로 전기를 생산하면 수소 생산은 탄소 발자국을 중립으로 한다. 반면 화석연료를 사용한다면 이는 궁극적으로 수소를 사용하는 연료전지 자동차의 탄소발자국에도 연쇄적인 영향을 미칠 것이다. 이 효과는 사용되는 에너지 혼합물에 따라 달라집니다. 이런 점에서 수소연료전지차는 다른 전기차들과 다를 바 없다. 그러나 수소를 생산하는 한 가지 단점은 전기분해 중의 손실이다. 따라서 "차량 구동 전력" 에너지 체인의 전체적인 효율은 BEV의 절반에 불과합니다. 다만 현재 생산되는 풍력이나 태양에너지를 사용하지 않는 재생에너지에서 전기를 공급하는 상황에서는 수소를 생산할 수 있다. 이것의 잠재력은 굉장하다. 수소가 통제되지 않은 반응으로 산소와 반응할 때 어떤 일이 일어날까요? 많은 사람들이 학교 화학 시간에 이것을 기억할 것이다. 여러분이 얻는 것은 산소 수소 가스 반응이라고 알려진 폭발적 반응입니다. 수소는 이것이 보여주는 것처럼 가연성이지만, FCEV의 작동에서 수소와 산소의 통제되지 않은 반응은 사실상 불가능하다. 수소연료전지차에서 수소는 특히 안전한 두꺼운 벽면 탱크에 액체 형태로 저장되기 때문이다. Rücker가 강조하듯이, 수 많은 충돌 실험은 수소차가 어떻게 설계되는지에 대한 안전성을 확인시켜 주었다: 탱크는 손상되지 않은 상태로 테스트에서 나왔고 수소는 누출되지 않았다. 수소 기술이 새로운 것이 아니라 다양한 분야에서 시도되고 시험된다는 사실도 잊어서는 안 된다. 예를 들어, 오늘날 정유회사들은 원유를 처리하는 과정에서 많은 양의 수소를 공정가스로 사용한다. 파이프라인과 수소 저장장치도 수십 년 동안 가동되어 왔다. BMW는 필요한 수소 인프라가 갖춰져 있고 수소에 좋은 가격을 제공하고 차량 가격이 떨어진다면 수소가 향후 BEV와 함께 지속 가능한 이동성에 중요한 기여를 할 수 있다고 확신하고 있다. 이런 상황에서 수소연료전지차는 사용자가 익숙한 유연한 운전습관을 유지할 수 있는 배기가스 제로 기술이 될 수 있다. 에너지·운송·산업 선도기업의 글로벌 이니셔티브인 수소위원회도 이를 확신하고 있다. 위원회는 수소를 연료전지 자동차의 지속 가능한 미래 추진 수단일 뿐만 아니라 난방, 전기, 산업의 청정 에너지원으로 보고 있다. 이동성에 관한 한 각 운전자는 서로 다른 욕구와 요구를 가지고 있습니다. BMW AG의 CEO인 Oliver Zipse는 다음과 같이 말합니다. "우리의 주요 질문은 다음과 같습니다. 고객이 미래에 어떤 종류의 추진력과 기술을 원할까요? 그리고 우리는 어떻게 최대한의 기후 보호를 통해 그들의 선호도를 실현할 수 있을까요?" 그렇기 때문에 BMW는 다양한 추진 개념 즉, 고전적인 연소 엔진, 완전 전기 자동차와 플러그인 하이브리드, 그리고 수소 연료 전지 자동차에 대한 더 많은 연구에 계속 초점을 맞출 것이다. 수소는 또한 많은 산업 공정의 부산물로, 너무 자주 더 이상 사용되지 않는 폐기물로 처리된다. 연료 전지 배터리는 먼저 청소해야 하지만 이 수소를 재활용할 수 있는 방법을 제공한다. 수소연료전지차 에너지 대차대조표에도 수소의 수송과 저장 등이 포함되어야 한다. 사용되는 운송 기술(액체 또는 기체)에 따라 압축, 냉각, 운송 및 보관 비용이 달라집니다. 이동성과 저장성이 좋아 액체수소로 가는 추세다. 그럼에도 불구하고, 수소의 운송과 저장은 이 단계에서 가솔린이나 디젤보다 훨씬 복잡하고 에너지 집약적입니다. 화석 연료와는 대조적으로, 수소는 전기와 물에 접근할 수 있는 모든 곳에서 생산될 수 있으며, 이론적으로는 연료 전지 자동차의 실제 충전소에서도 생산될 수 있다. 따라서 더 고도로 개발된 기반시설은 향후 운송 거리를 크게 단축할 수 있다. 결론적으로, 수소 연료 전지 기술은 생태학적으로 지속 가능한 이동성을 가능하게 할 잠재력을 가지고 있다. 그러나 BMW의 전문가인 Axel Rücker에 따르면, 이것은 무엇보다도 교통 거리를 단축하기 위해 사용되는 수소를 생산할 때 재생 에너지원을 사용하고 기술 인프라의 확장을 필요로 할 것이다.