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FCEV 부품센터, 수소전기차 부품산업 경쟁력 키운다

충남TP 자동차센터 내에 ‘FCEV 부품시험평가센터’ 둥지
수소전기차 부품 기술개발 및 시험평가 지원
올 상반기부터 단계적으로 시험평가 설비 구축
수소전기차 부품가격 경쟁력 확보 및 비용부담 완화 기대


[월간수소경제 이종수 기자] 전 세계 자동차 시장이 전기차와 수소전기차를 중심으로 한 미래차로의 전환을 가속화 하고 있다.


수소전기차는 우리나라가 주도하고 있다. 현대자동차가 세계 최초로 양산한 수소전기차는 세계적인 기술 수준을 자랑한다. 지난 2013년 1세대 모델 ‘투싼ix’에 이어 지난 2018년 3월 출시된 차세대 수소전기차 ‘넥쏘’는 혁신기술을 통해 모든 면에서 1세대 모델보다 뛰어난 성능을 나타낸다.     


수소전기차 ‘넥쏘’의 파워트레인은 미국의 자동차 전문 미디어 ‘워즈오토(WardsAuto)’가 선정하는 ‘2019 세계 10대 엔진(2019 Wards 10 Best Engines)’에 선정돼 친환경성과 기술력을 인정받은 바 있다.


특히 국내 순수기술로 수소전기차를 개발했다는 점에서 의미가 크다. 현재 수소전기차 넥쏘의 국산화율이 98%에 달할 만큼 수소전기차는 국내 중소·중견 자동차 부품업체들의 새로운 미래먹거리가 될 전망이다.


더욱이 현대차가 지난해 폭스바겐 그룹의 아우디와 수소전기차 기술 특허 및 주요 부품을 공유하기로 한 만큼 중소 부품 협력사의 수소전기차 관련 부품 수출 증가로 이어질 것으로 기대된다.    


정부도 국내 자동차 산업을 미래차로 전환하기 위한 다양한 정책 지원을 추진 중이다. 지난해 수소전기차와 연료전지를 양대 축으로 한 ‘수소경제 활성화 로드맵’과 ‘2030 미래차 산업 발전전략’을 발표하고 수소전기차 육성에 적극 나서고 있다.


이러한 흐름 속에서 수소전기차 부품 기술개발 및 시험평가를 지원하는 ‘FCEV 부품시험평가센터’가 충남테크노파크 자동차센터 내에 준공돼 수소전기차 부품산업의 경쟁력 확보에 본격적으로 팔을 걷어 붙일 수 있게 됐다.  
 
세계 자동차 시장, 미래차 전환 가속화
정부와 자동차 산업계에 따르면 세계 자동차 시장은 당분간 1% 내외의 저장성이 전망되는 가운데 4차 산업혁명 및 환경규제 강화 등으로 촉발된 친환경화·지능화·서비스화 등의 혁신적인 변화가 가속화되고 있다. 이러한 흐름 속에서 2030년 미래차 시장은 전기차 및 수소전기차, 자율주행차, 이동서비스 산업이 주도할 것으로 전망되고 있다.


이미 세계 주요 국가들의 미래차 전환은 예상보다 빠르게 진행 중이다. GM, 폭스바겐, 도요타 등 세계 완성차 회사들은 구조조정과 함께 미래차 관련 대규모 투자를 추진하고 있다. 각국 정부도 미래차의 개발과 도로운행 등을 위한 인프라(통신·충전소 등) 구축, 대규모 실증단지 마련 등을 추진 중이다.


국내 자동차 시장은 지난 2015년부터 자동차 생산이 급감(2015년 456만대, 2016년 423만대, 2017년 411만대, 2018년 403만대)하고, 부품기업들의 경영 위기가 지속되었다. 이러한 어려움을 타개하기 위해 정부가 지난 2018년 12월 ‘자동차 부품산업 활력 제고 방안’을 발표한 이후 국내 자동차 생산이 반등(2019년 1~8월, 생산 1.1% ↑, 수출 1.9% ↑)하고, 부품기업들의 경영실적도 다소 개선(1차 협력기업 83개 상장사, 2019년 상반기 매출 7%, 영업이익 26% 증가)되기는 했지만 지속 성장을 담보하기 위해서는 미래차 기술개발 혁신이 필요한 상황이다. 



다행히도 친환경차(전기차, 수소전기차) 보급 확대 정책에 힘입어 전기차는 지난해 8월 기준(누적)으로 2016년 대비 약 7배 증가했다. 수소전기차는 무려 약 34배나 증가했다. 이러한 친환경차의 성장세가 국내 자동차 산업의 새로운 활력이 되고 있다는 점은 분명하다.


친환경차 성장세는 앞으로도 지속될 전망이다.  


정부는 지난 1월 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 통해 수소전기차 세계시장 점유율 1위 달성을 목표로 수출을 포함해 오는 2022년까지(누적 기준) 수소전기차(승용차·택시·버스·트럭) 8만1,000대, 2040년까지는 620만대를 보급한다는 계획을 밝혔다.


또한 정부는 지난해 10월 15일 현대자동차 남양연구소에서 ‘미래자동차 국가비전 선포식’을 개최하고, 2030년 미래차 세계 선도국가로 도약하겠다는 의지와 전략을 담은 ‘2030 미래차 산업 발전전략’과 지원방안을 발표한 바 있다. 2030년 전기·수소차 국내 신차 판매 비중 33%, 세계시장 점유율 10%를 달성하겠다는 목표를 제시했다.


생산 부문에서는 2030년까지 전기차는 고급세단, 소형 SUV, 소형 트럭(5톤 미만) 등, 수소전기차는 SUV, 버스, 중대형 트럭(5톤 이상) 등을 중심으로 모든 차종의 친환경차 라인업을 확충한다는 계획이다.


특히 수소전기차는 내구성을 16만km에서 50만km로 강화하고, 부품 국산화율 100% 달성 및 차량 가격 인하(7,000만 원대 → 4,000만 원대)를 추진해 수소전기차 대중화를 이룬다는 목표다. 이는 완성차 회사와 부품기업 공동의 노력 없이는 불가능한 일이다. 무엇보다 부품기업이 미래차 부품 기술개발에 적극 나설 수 있도록 지원할 필요가 있다.  


국내 자동차 부품산업은 전체 제조업에서 차지하는 생산(6.5%)이나 고용(8.5%) 측면에서 중요도가 높은 산업이다. 자동차 부품 매출액은 완성차 회사에 대한 OEM 납품, 보수용(A/S) 및 수출로 구성되는데 이 중 OEM 납품의 비중이 절대적이므로 국내 완성차 회사들의 실적에 따라 협력 부품회사의 영업이익이 동반 상승 및 하락의 상관관계를 갖는다.


국내 자동차 부품산업은 전방산업인 완성차 산업의 성장에 힘입어 지난 2014년까지 꾸준한 성장세를 지속해 왔지만 2015년 이후부터는 침체기를 면치 못하고 있다. 세계시장에서의 경쟁력도 선진 유수의 부품업체와 비교할 때 일정 부분 격차가 있는 것으로 평가된다.


정부는 ‘2030 미래차 산업 발전전략’에서 부품기업의 미래차 생태계 조기 조성을 위해 부품기업을 지원하는 방안을 밝혔다.


‘2030년 부품기업 중 전장부품 기업 비중 20%’를 목표로 △2조 원 이상 자금(설비투자, 유동성 추가지원) 공급 △연구·현장인력 2,000명 양성 △해외 완성차와 공동기술개발 등을 통해 부품기업의 미래차 전환을 지원키로 했다.


현대차가 생산 중인 수소연료전지시스템을 중소·중견 전기버스 제작사에 공급해 수소전기버스 생산을 확대하는 등의 개방형 협력생태계도 구축한다.


아울러 단기 국산화 품목은 수요연계형 기술개발, 신뢰성 시험 등을 지원하고, 중장기 개발 품목은 해외 M&A·투자자금 지원, 소재·부품 전용 펀드(2022년까지 3,000억 원) 지원 등을 추진해 미래차 분야 핵심소재·부품의 자립도를 50%에서 80%로 제고한다는 계획이다.


산업통상자원부의 한 관계자는 “우리나라는 세계 자동차 생산 7위(2018년 403만 대)이자 자동차 산업이 국가 경제의 큰 축을 차지하고 있어 미래차 전환에 충분히 대비하지 못할 경우 국가 경제의 성장동력 약화가 우려되는 상황”이라며 “이와 동시에 세계 미래차 시장은 기존 자동차 시장과 달리 아직은 확실한 강자가 없는 가운데 우리 자동차 산업이 크게 도약할 기회이기도 하다”고 밝혔다.
 
수소전기차 부품 기술개발
이렇듯 정부가 ‘수소경제 활성화 로드맵’ 및 ‘2030 미래차 산업 발전전략’을 발표함에 따라 자동차 부품업체들이 앞으로 수소전기차 부품개발에 적극 뛰어들 것으로 전망된다.


일진복합소재, 세종공업, 유한정밀, 뉴로스 등의 국내 자동차 부품·소재 업체들은 이미 미래 자동차 시장이 수소전기차 중심으로 흘러갈 것으로 내다보고 이전부터 현대차와 수소전기차 부품 기술개발에 힘써온 결과 수소전기차 ‘넥쏘’를 탄생시킬 수 있었다.





그러나 아직은 미흡한 점도 있다. 정부가 지난해 10월 31일 발표한 ‘수소 기술개발 로드맵’에 따르면 수소전기차의 부품기술은 해외 대비 동등 또는 이상이지만 소재기술은 미흡한 수준이다.


수소전기차의 핵심부품은 연료전지시스템(스택+수소공급장치+공기공급장치+열관리장치), 수소저장장치, 전장장치로 구성된다. 이 중 수소전기차의 심장인 연료전지 스택의 요소 부품인 막전극접합체(MEA)와 기체확산층, 수소저장장치의 요소 부품인 고압용기의 기술 수준은 경쟁국 대비 미흡한 것으로 평가된다. 이들 요소 부품의 경우 국내 기술을 확보해 국산화에 성공했으나 핵심소재는 아직 수입에 의존하고 있는 상황이다.    


현대차는 승용차 부문에 이어 버스, 트럭 등 상용 부문 수소전기차 개발로 확대하고 있다. 수소 승용차는 차량 가격 인하 및 내구성 향상에 중점을 두고 기술개발을 계속 진행 중이다.


특히 수소전기차의 원가와 성능 결정에 가장 큰 비중을 차지하는 3대 핵심부품은 연료전지, 운전장치, 수소탱크로, 원가의 40% 이상을 차지하고, 차량 판매가를 높게 형성하고 있어 해당 부품들에 대한 큰 폭의 원가 절감 달성이 수소전기차 대중화에 직결되는 부분이다.


또한 현대차, 일본 도요타 및 혼다에 이어 메르세데스-벤츠, GM 등이 수소 승용차 부문에서 기술개발 및 출시를 진행 중이고, 수소상용차 부문에서도 현대차 이외에 니콜라 등 유수의 자동차 회사들이 기술개발에 열을 올리고 있다. 덴소, 보쉬, 델파이, 콘티넨탈 등 세계적인 부품업체들도 친환경차 부품 기술개발을 가속화 하고 있다.


이에 따라 국내 자동차 부품업체들의 친환경차 부품 기술개발과 함께 기술경쟁력 확보가 필요한 상황이다. 그러나 아직은 국내 자동차 부품업체들의 친환경차 관련 부품개발 기반이 매우 취약한 상황이다. 개발부품의 내구성 및 신뢰성 등을 확보하기 위해선 시험평가가 필요하다.


중소 부품·소재 업체들이 어느 정도 자체적인 시험설비를 갖추고는 있지만 중소기업으로서 설비투자에 한계가 많고 보다 다양하고 전문성과 신뢰성 있는 시험평가를 위해선 외부 전문 시험평가기관을 활용할 수밖에 없다.




그동안 국내에는 수소전기차 관련 부품의 기술개발 및 시험장비, 성능분석이 가능한 시설을 갖춘 기관은 전무한 상황이었다. 이제 앞으로 국내 전문기관에서 수소전기차 부품 기술개발과 개발부품의 시험평가가 가능해졌다. ‘FCEV 부품 실용화 및 산업기반 육성 사업’을 통해 지난해 충남테크노파크 자동차센터 내에 ‘수소연료전지차(FCEV) 부품시험평가센터(이하 ’FCEV 부품센터’)가 둥지를 틀었기 때문이다.


FCEV 부품시험평가센터 준공
지난 2016년 8월 기획재정부의 예타 사업으로 최종 확정된 ‘FCEV 부품 실용화 및 산업기반 육성 사업’은 지난 2017년부터 오는 2021년까지 5년간 총사업비 708억 원(국비 349억 원, 도비 212억 원, 민자 147억 원 / 기술개발 441억 원, 기반구축 267억 원)을 투입하는 사업으로, 충남테크노파크가 주관하고 한국자동차연구원이 참여하고 있다.


스택(4개), 운전장치(10개), 전장부품(1개), 수소저장장치(3개) 등 18개의 부품 기술개발 과제 수행과 FCEV 부품시험평가센터 1개소 건립, 연구·평가 장비 14종 구축, 시제품 제작 지원 및 전문인력양성이 사업내용이다.


충남테크노파크는 지난해 12월 19일 FCEV 부품센터 준공식을 개최하고, 올 상반기부터 단계적으로 시험평가 설비를 구축하는 한편 올 하반기부터 시험평가 서비스를 개시할 예정이다.


충남 예산읍 충남TP 자동차센터 내에 자리 잡은 FCEV 부품센터는 총사업비 261억 원을 들여 예산군으로부터 2만1,719㎡를 무상으로 임대받아 연 면적 2,968㎡ 규모(지하·지상 1층)로 조성됐다.  




FCEV 부품센터에는 수소공급 장치와 함께 연료전지 부품시험평가 장비실, 시료 보관 및 시험 준비실, 방폭설비 시험실, 수소가스 관리실 등이 들어서며, 시험평가 관련 연구 장비 20여 대가 구축될 예정이다. 


이광현 충남테크노파크 수소차산업육성팀장은 “FCEV 부품센터의 핵심목표는 관련된 기술개발지원과 개발부품의 시험·평가 등을 위한 인프라를 구축하는 것”이라며 “무엇보다 수소전기차 부품가격 경쟁력을 확보하고, 비용부담을 줄여 수소전기차 활성화를 앞당기는데 기여할 것”이라고 말했다. 


FCEV 부품센터는 향후 스택(Stack), 운전·저장장치 등 수소전기차 핵심부품에 대한 성능·내구성 시험을 통해 수소전기차 핵심기술을 검증하고, 관련 기업에 부품평가 환경을 제공할 계획이다.


FCEV 부품센터는 중소 부품기업의 기술 역량을 강화하고, 수출·내수 감소로 어려움을 겪는 부품업체의 새로운 먹거리를 창출할 것으로 기대를 모으고 있다.


양승조 충남도지사는 “도는 미래형 자동차부품산업의 환경변화에 선제적으로 대응하고, 수소전기차  산업기반을 잘 구축하도록 더 많이 지원하고 협력해 나가겠다”며 “새로운 수소시대 또한 우리 충남이 앞장서서 만들어 갈 것”이라고 강조했다.


한편 충남 지역에는 현대파워텍, 현대다이모스, 대원강업 등 1,000여 개의 자동차 부품업체가 입지해 있고, 인접 거리에 철강·화학·IT 등 자동차 전후방산업이 두루 발달해 있어 이번에 준공한 FCEV 부품센터 운영의 시너지효과가 기대된다.   





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