전기이륜차 교환형 배터리 표준 마련을 위해 손을 잡았던 일본 이륜차 제조사 4사가 수소연소엔진 기술 개발에도 힘을 합치기로 하는 등 탄소중립 시대를 앞두고 활로를 모색하기 위한 대책 마련에 박차를 가하고 있다.

가와사키모터스, 스즈키, 혼다, 야마하 등 4개사는 지난 5월 17일 소형 모빌리티용 수소엔진 기초 연구를 목적으로 하는 수소 소형 모빌리티 엔진 기술연구조합(Hydrogen Small mobility & Engine technology, 이하 HySE)을 설립한다고 밝혔다. HySE는 오는 6월 설립 예정이다.

이날 HySE 설립 설명회에는 히다카 요시히로 야마하 사장, 이토 히로시 가와사키모터스 대표이사, 스즈키 토시히로 스즈키 사장, 츠가모토 히카루 혼다 이륜파워프로덕츠 개발생산 총괄부장 등이 각 회사의 대표로 참석해 HySE 설립 의지 등을 밝혔다.

수소를 차량 구동 수단으로 사용하는 방법은 크게 수소연료전지와 수소연소엔진 등 두 가지로 나뉜다. 

수소연료전지는 수소를 연료전지에 투입해 전기를 생산하고 생산한 전기를 이용해 모터를 구동하고 배터리를 충전하는 방식이다. 대기오염물질을 전혀 배출하지 않는다는 장점이 있지만 연료전지 가격이 비싸고 수명이 짧으며, 99.97% 이상의 고순도 수소를 사용해야 한다. 

수소연소엔진은 기존의 가솔린 엔진과 같은 방식으로 내연기관에서 수소를 연소해 동력을 얻는다. 수소연소엔진은 구성 부품이 기존 가솔린 내연기관과 유사해 기존 내연기관 기술을 활용할 수 있어 수소연료전지 차량보다 저렴하며, 97~98%로 상대적으로 낮은 순도의 수소를 연료로 사용할 수 있다. 그러나 수소는 가솔린과 비교해 연소속도가 8배나 빠르고 점화 영역이 넓어 연소가 불안정해지기 쉽다. 고온 고압에 대응하기 위한 열관리 기술이 필요해 기존 내연기관보다 가격이 높아진다. 미량의 윤활유가 수소와 함께 연소되기 때문에 미량의 이산화탄소가 배출되며, 질소산화물도 함께 배출되기 때문에 후처리 장치가 필요하다.

이날 설명회에서는 HySE의 이사장 후보인 야마하 집행임원 기술・연구본부장인 코마츠 켄지(小松賢二)가 HySE 설립 개요 등을 설명했다. 이륜차 제조사 4사가 협력해 HySE를 설립하는 것은 지금까지 각 사가 축적한 가솔린 엔진 지식과 기술을 바탕으로 소형 모빌리티용 수소 엔진의 기술적 과제를 해결하기 위한 것이다. HySE를 통해 이륜차 제조사 4사는 수소 엔진의 설계 지침을 포함한 기초 연구를 수행할 계획이다.

HySE는 정조합원인 일본 이륜차 제조사 4사뿐만 아니라 가와사키중공업과 도요타자동차가 특별조합원으로 참여한다. 가와사키중공업은 기술연구조합 이산화탄소프리수소서플라이체인추진기구(이하 HySTRA) 주간사이며, 도요타는 자동차용 수소파워트레인에 대한 실험 및 분석, 설계 등의 노하우를 갖췄다.

히타카 야마하 사장은 “탄소중립을 실현하기 위해 각 사에서는 지금 EV 개발에 박차를 가하고 있다. 그러나 탄소중립에 접근하기 위해서는 또 다른 대안도 필수적이다. 배터리 전기차를 축으로 하되, 다양한 기술을 활용할 수 있어야 한다. 수소는 그 중에서도 특히 주목해야 할 대안 중 하나다”라며 탄소중립 실현을 위해 수소를 활용하는 것이 중요한 선택치 중 하나라고 설명했다.

이어 “일본 이륜차 업체들은 경쟁과 도전을 거듭하며 기술을 축적해왔고, 세계 모터사이클 시장, 통근차 시장을 선도해 왔다. 이러한 성장 속에서 이륜차의 동력원의 주역은 언제나 내연기관이 맡아왔다. 수소는 선대들이 오랜 시간 동안 갈고 닦은 그 강점을 살릴 수 있는 연구 영역”이라며 그동안 쌓아온 내연기관 기술을 지켜가겠다는 의지를 강하게 피력했다.