액화수소 연료전지 트럭: 개요
액화수소(LH2) 연료전지 트럭은 수소를 극저온(약 –253 °C)으로 액화해 고밀도로 저장하고, 연료전지에서 전기를 생산해 구동하는 상용차입니다. 액화수소는 기체 대비 부피가 크게 줄어(액→기체 부피비 약 1:848) 장거리 운송에 유리하며, 주행 중 배출가스는 물(H2O)뿐입니다.
H2Tools: Liquid Hydrogen Properties. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
작동 원리와 핵심 개념
연료전지 전기구동
연료전지는 수소의 화학에너지를 전기에너지로 변환합니다. 발생한 전력은 인버터를 통해 모터를 구동하고, 회생제동으로 보조 배터리를 충전합니다. U.S. DOE Fuel Cell Technologies. :contentReference[oaicite:1]{index=1}
액화수소 저장의 특징
액화수소의 밀도는 약 70.8 kg/m³로 고압기체 대비 높은 체적효율을 제공합니다. 반면, 극저온 유지(단열·진공 이중벽 탱크), 기화(boil-off) 관리가 필수입니다. H2Tools 데이터, HySafe LH2 Safety. :contentReference[oaicite:2]{index=2}
액화수소의 장점과 기술 과제
장점: 장거리·빠른 보급
- 체적효율: 70.8 kg/m³(20 K)로 700bar 기체 대비 유리. Hydrogen 700bar vs LH2 밀도. :contentReference[oaicite:3]{index=3}
- 보급 속도: 액체 연료 주입과 유사한 프로세스로 고중량·장거리 노선에 적합.
기술 과제: 액화에너지·보일오프·안전
액화에너지: 상업 설비는 통상 9~13 kWh/kg-H₂ 수준(설계·규모에 따라 10~20 kWh/kg 범위 보고). 액화 과정의 에너지·비용을 최소화하려면 대용량·고효율 공정과 재생전력 연계가 중요합니다.
NREL(2024) LCOD 보고서,
DOE Program Record. :contentReference[oaicite:4]{index=4}
보일오프·단열: 극저온 보관 중 기화 손실을 줄이기 위해 고성능 단열(MLI), 서브쿨드 LH2 등 기술이 연구·도입 중입니다. Linde sLH2.
핵심 수치 요약
- 액화수소 밀도: 약 70.8 kg/m³(20 K). NASA 자료. :contentReference[oaicite:6]{index=6}
- 액→기체 부피비: 약 1:848. H2Tools. :contentReference[oaicite:7]{index=7}
- 액화에너지: 통상 9~13 kWh/kg-H₂(규모·공정 의존). NREL 2024. :contentReference[oaicite:8]{index=8}
글로벌 개발 현황(제조사)
Daimler Truck · Mercedes-Benz GenH2 (LH2 지향)
다임러 트럭은 LH2 기반 장거리 FCEV인 GenH2 Truck을 개발 중이며, 2023년 서브쿨드 LH2(sLH2) 기술을 적용해 단일 충전 1,047 km 주행을 공개 시연했습니다.
Daimler Truck 보도,
1047 km 시연.
Volvo Trucks & cellcentric
볼보와 다임러의 합작사 cellcentric이 중대형 상용 연료전지 시스템을 공동 개발 중이며, 볼보는 수소 연료전지 트럭 상용화를 공식화했습니다.
Volvo Trucks 인사이트. :contentReference[oaicite:10]{index=10}
Hyundai XCIENT, Toyota·Kenworth 동향
현대 XCIENT Fuel Cell은 스위스·미국 등에서 운행 중(주로 고압기체 수소). Hyundai Motor 공식.
Toyota-Kenworth는 북미에서 FCEV 트랙터(T680 FCEV 등)를 전개했으며, 현 단계의 주연료는 고압기체 수소입니다. 다만 Toyota는 LH2 저장·공급 기술을 모터스포츠 등에서 실증하며 장거리 상용으로의 확장을 모색 중입니다.
Toyota-Kenworth,
Toyota Times(LH2 R&D).
충전(주입) 인프라와 정책
EU: AFIR(대체연료 인프라 규정)
EU는 AFIR 규정을 통해 2030년까지 TEN-T 핵심망을 따라 200 km 간격으로 최소 1 t/일의 수소충전소(700 bar 포함)를 배치하도록 의무화했습니다.
EUR-Lex 요약,
공식 규정문. :contentReference[oaicite:13]{index=13}
미국: 무배출 화물 회랑 전략
미국 DOE·DOT 합동의 National Zero-Emission Freight Corridor Strategy는 주요 화물 회랑에 ZEV(수소 포함) 인프라를 단계적으로 배치하는 로드맵을 제시합니다.
전략 문서(PDF).
대한민국: 수소경제법·로드맵
대한민국은 수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률로 산업·안전 기반을 정립하고, 로드맵·마스터플랜을 통해 충전 인프라 확대와 클러스터 조성을 추진 중입니다.
영문 법령,
OECD STIP 개요. :contentReference[oaicite:15]{index=15}
경제성(TCO)과 인센티브
초기비용·연료비 구조
연료전지 트럭의 초기구매가는 디젤 대비 높으나, 고이용률 노선·대량 보급·액화 효율 향상과 함께 TCO가 개선됩니다. 2030 전후 TCO는 BEV가 많은 구간에서 유리하다는 분석이 있으나, 장거리·고이용률 구간에서는 FCEV의 경쟁력이 확대될 수 있습니다.
IEA(2025) HDV 트렌드,
ICCT TCO(2023). :contentReference[oaicite:16]{index=16}
IRA 45V(미국 청정수소 생산 세액공제)
IRA의 45V 크레딧은 청정수소(전과정 배출 ≤4 kgCO₂e/kg-H₂)에 최대 3 $/kg 인센티브를 제공하며, 45VH2-GREET 모델로 배출을 산정합니다.
IRS 안내,
DOE 45V 리소스,
Treasury 최종 규정. :contentReference[oaicite:17]{index=17}
환경성과 지속가능성
WTW(Well-to-Wheel) 관점
수소차의 전체 환경성은 수소 생산 경로에 크게 좌우됩니다. EU JRC의 JEC WTW 연구와 Argonne의 GREET는 그린 수소 확대 시 WTW 배출이 크게 저감됨을 제시합니다.
EU JRC JEC WTW,
DOE/Argonne GREET(2025). :contentReference[oaicite:18]{index=18}
도입 체크리스트(물류사·차주 관점)
의사결정 단계
- 노선 분석: 1일 주행거리·정차 패턴·고정 거점.
- 연료 선택: LH2 vs 700bar(혼재 운영 가능성).
- 인프라: 회랑·거점형 주입소 구축/계약(도시·항만·물류허브). AFIR·국가전략과 정렬. :contentReference[oaicite:19]{index=19}
- 공급 계약: 45V 등 인센티브 반영한 장기 단가(US 기준). :contentReference[oaicite:20]{index=20}
- 차량·탱크 규격: 진공단열, 보일오프 관리, 차대 인터페이스.
- 안전·인허가: 국내 수소경제법, KGS 코드 반영. KGS 개정 동향. :contentReference[oaicite:21]{index=21}
- O&M 체계: 주입소 가동률·예비부품·원격모니터링.
- 데이터: 연료·주행·정비 실시간 수집(테레매틱스)→TCO·탄소회계.
- 파일럿→확대: 5~20대 파일럿→회랑 확대(6~12개월 성과검증).
- 리스크: 전력·수소 가격 변동, 액화 공급망 병목, 기술 표준 변화.
결론
액화수소 연료전지 트럭은 장거리·고이용률 화물 운송의 유력한 무배출 대안입니다. 핵심은 (1) 대용량 액화·주입 인프라의 선제 구축, (2) 액화 효율 개선 및 그린 수소 확대, (3) 정책 인센티브의 확실성입니다. AFIR·미국 회랑전략·국가 수소경제법 등 제도 기반이 빠르게 정비되는 만큼, 2025~2030년은 실증에서 초기 상용 확산으로 넘어가는 분기점이 될 것입니다. :contentReference[oaicite:22]{index=22}
참고: 핵심 근거 요약 리스트
- LH2 물성: 밀도 70.8 kg/m³(20 K), 액→기체 1:848. H2Tools, NASA. :contentReference[oaicite:23]{index=23}
- 액화에너지: 통상 9~13 kWh/kg-H₂(규모·공정 의존). NREL 2024, DOE Program Record. :contentReference[oaicite:24]{index=24}
- OEM 시연: Daimler GenH2, sLH2로 1,047 km 주행. Daimler Truck.
- EU 인프라: 2030년 TEN-T 200 km 간격·1 t/일. AFIR. :contentReference[oaicite:26]{index=26}
- 미국 회랑전략: ZEV 화물 회랑 단계 배치. DOE/DOT.
- 대한민국 법·정책: 수소경제법, 인프라 확대. 법제처. :contentReference[oaicite:28]{index=28}
- 환경성: 그린 수소 확대 시 WTW 배출 대폭 저감. JRC JEC, GREET. :contentReference[oaicite:29]{index=29}
- TCO·경쟁력: 장거리·고이용률 구간에서 FCEV 잠재. IEA, ICCT. :contentReference[oaicite:30]{index=30}
