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연료 전지 버스

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목차

1. 개요

연료 전지 버스는 수소 연료 전지를 사용하여 운행되는 무공해 버스이다. 1980년대 후반부터 개발이 시작되어 여러 도시에서 시범 운행을 거쳤으며, 2000년대 초 유럽 연합의 CUTE 프로젝트를 통해 기술이 발전했다. 2010년대 후반부터 상용화가 확대되어 2020년 기준 전 세계적으로 5,648대가 운행 중이며, 특히 중국에서 많이 사용된다. 수소 연료 전지 버스는 배터리 전기 버스와 비교하여 긴 충전 시간, 긴 주행 거리, 온도 변화에 대한 안정성 등의 장점을 갖지만, 높은 연료 비용과 차량 가격이 단점으로 지적된다. 현재 다양한 제조사에서 생산하고 있으며, 기술 발전과 함께 비용 절감 노력이 이루어지고 있다.

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연료 전지 버스
수소 연료 전지 버스
런던의 수소 연료 전지 버스
런던의 수소 연료 전지 버스
개요
종류대체 연료 자동차, 제로-에미션 차량
연료수소
에너지 저장연료 전지
기술적 세부 사항
연료 전지 종류PEMFC (양성자 교환 막 연료 전지)
SOFC (고체 산화물 연료 전지)
배기가스물
장점
환경 친화성배출 가스 감소, 대기 오염 감소
소음낮은 소음
에너지 효율높은 에너지 효율
단점
높은 비용높은 초기 비용
인프라수소 충전소 부족
수소 생산수소 생산의 어려움
활용
대중교통버스
기타우편 차량, 트럭
제조사
주요 제조사현대자동차
도요타
볼보
Proterra
New Flyer
Van Hool
Ballard
Wrightbus
El Dorado National
추가 정보
관련 프로젝트HyFLEET:CUTE, CHIC (Clean Hydrogen in European Cities)

2. 역사

연료 전지 버스는 디젤 버스의 대안으로, 1980년대 후반부터 개발이 시작되었다. 초기에는 디젤 버스의 온실 가스 배출 및 미세 입자 오염 문제가 주요 동기였다. 1990년대 후반부터 수소 연료 기반 연료 전지 버스가 여러 도시에서 시험 운행되었다.

2000년대에는 도요타와 히노가 FCHV-BUS를 개발하고, 유럽 연합은 CUTE 프로젝트를 통해 유럽 9개 도시에서 연료 전지 버스 운행을 지원했다. 또한, 운송 사업자들은 하이브리드 전기 버스, 배터리 전기 버스 등 친환경 버스로 전환을 시도했으나, 배터리 전기 버스의 단점으로 인해 수소 연료 전지 버스가 대안으로 부상했다.

2006년 미국에서는 국립 연료 전지 버스 기술 개발 프로그램이 발표되었고, 2009년 브리티시컬럼비아주 휘슬러에서 수소 연료 전지 버스 운행이 시작되었으나, 높은 운영 비용으로 2015년 중단되었다.

2010년대에는 런던, 중국, 스코틀랜드 애버딘 등에서 수소 연료 전지 버스 운행이 확대되었다. 토요타는 토요타 FC 버스 시험 운행 후 토요타 소라 버스를 출시했고, 2022년 베이징 동계 올림픽을 위해 장자커우에서 수소 연료 전지 버스를 주문했다.

현대자동차 ElecCity영어는 2019년 대한민국에서 상업 운행을 시작했고, 솔라리스 버스 & 코치는 우르비노 12 수소 연료 전지 버스를 발표했다. 2021년에는 세계 최초의 수소 연료 전지 2층 버스(라이트 스트리트데크 하이드로라이너)가 런던에서 운행을 시작했다.

2022년에는 독일 쾰른에서 대규모 수소 연료 전지 버스 주문이 이루어졌고, 2023년에는 수소 비용 문제로 일부 주문이 취소되기도 했지만, 볼로냐, 서울, 샌프란시스코 베이에어리어 등에서는 주문이 계속되었다. 2024년에는 바르셀로나에서 수소 연료 전지 버스 주문이 이루어졌다.

2. 1. 초기 개발 및 시범 운행 (1980년대 후반 ~ 2000년대 초)

디젤 버스에서 발생하는 온실 가스 배출 및 미세 입자 오염으로 인해, 1980년대 후반부터 버스 동력원으로 연료 전지를 사용하는 실험이 이루어졌다.[9] 초기 개념 증명 작업에서는 연료 전지를 버스에 장착하여 성공적으로 작동시킬 수 있음을 입증했다.[9] 1994년과 1995년 사이, 조지타운 대학교와 미국 에너지부가 주도한 조지타운 연료 전지 버스 프로그램은 후지 전기(Fuji Electric)의 인산형 연료 전지로 구동되는 버스 3대를 시연했다.[10][11]

1990년대 후반부터 수소 연료 기반 연료 전지 버스가 여러 도시에서 시험 운행 및 실험되었다.[9] 1998년, 시카고와 밴쿠버는 뉴 플라이어 인더스트리 버스 차체와 발라드 파워 시스템스 수소 연료 전지를 사용하여 시험 운행을 시작했으며, 3년간의 시험 운행 동안 20만 명 이상의 승객을 수송하고 118000km 이상을 주행했다.[12]

2000년부터 히노와 도요타는 수소 연료 전지 버스인 FCHV-BUS 개발에 협력했다.[13] 2003년 도에이 버스에 의한 초기 시험 운행 이후, 8대의 FCHV-BUS 버스가 아이치현에서 열린 2005년 세계 박람회에 사용되었다.[14] 박람회 기간 동안 100만 명의 방문객을 수송했으며 약 130000km를 주행했고, 이후 이 버스들은 공항 셔틀 버스로 사용되었다.

미국에서는 미국 국립 재생 에너지 연구소(NERL)가 연방 대중교통청과 협력하여 2000년부터 수소 연료 전지 버스에 대한 연구를 수행해왔다.[9][15] 샌프란시스코 베이 에어리어의 AC Transit는 2002년에 수소 연료 전지 버스 시험 운행을 시작했다.[16]

2. 2. 유럽 연합 CUTE 프로젝트 (2001년 ~ 2007년)

2001년부터 유럽 연합은 유럽 청정 도시 교통(CUTE) 연구 프로젝트를 지원하여 런던, 마드리드, 함부르크를 포함한 9개의 유럽 도시에서 수소 연료 전지 버스 운행을 시작했다.[17] 이 프로젝트는 운송 사업자, 수소 인프라 및 연료 전지 개발업체, 대학교, 시 당국의 컨소시엄 지원을 받았다.[18] 레이캬비크, 베이징, 퍼스의 세 도시는 동일한 컨소시엄의 지원을 받아 유사한 시범 프로젝트에 참여했다.[19] 연료 전지 버스 클럽은 도시와 연구자 간의 경험과 정보를 공유하는 포럼이 되었다.[20]

이들 프로젝트는 모두 메르세데스-벤츠 시타로 버스를 사용했으며, 발라드 파워 시스템즈의 수소 연료 전지를 사용했다. 당시 이들은 세계 최대 규모의 연료 전지 버스 함대라고 주장했다. 버스 한 대당 예상 비용은 1200000USD였으며, 300km의 주행 거리를 가졌고 약 70명의 승객을 수송했다.[21]

2007년에 완료된 이 프로젝트는 연구자들에게 성공적인 것으로 평가되었다.[22][23] 그러나 일부 운영자들은 버스의 높은 운영 비용을 비판했으며, 마드리드는 연료 비용이 약 10배 더 많이 든다고 보고했다.[24] 전용 수소 충전소도 건설해야 했다.[24] 중국 최초의 연료 전지 버스인 베이징의 버스는 대기 오염으로 인해 연료 전지의 효율과 수명이 감소하여 1년 만에 철수되었다.[25][26]

2. 3. 기술 발전 및 추가 개발 (2006년 ~ 2010년대)

2000년대 초부터 운송 사업자들은 디젤 버스의 온실 가스 배출 및 미세 입자 오염 문제 때문에 하이브리드 전기 버스 및 배터리 전기 버스와 같이 더 친환경적인 버스로 전환해 왔다.[2] 그러나 배터리 전기 버스는 디젤 버스에 비해 주행 거리가 짧고 충전 시간이 길며, 추운 날씨에는 에너지 저장 능력이 감소하는 단점이 있었다.[3]

이러한 문제로 인해 운송 사업자들은 수소 연료 전지 버스와 같은 대안을 고려하게 되었다.[2] 수소 연료 전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생성하고, 부산물로 물을 배출한다. 이 전기는 버스 바퀴를 구동하는 전기 모터에 동력을 공급한다.[4] 일부 회사에서는 연료 전지를 주행 거리 연장 장치로 활용하여 더 큰 배터리 또는 슈퍼 커패시터와 결합하는 방식을 제안하기도 했다.[5] 수소는 리튬 배터리보다 에너지 밀도가 높아 버스나 트럭과 같은 대형 차량에 적합하다.[6]

수소 생산 방식은 다양한데, 녹색 수소 (재생 에너지로 생산)는 갈탄 또는 리그나이트를 연소하여 생산되는 갈색 수소나 천연 가스를 증기 가열하여 생산되는 회색 수소보다 훨씬 더 환경 친화적이다.[6][7][8]

2009년 브라질 상파울루의 수소 연료 전지 버스


2006년, 미국 연방 대중교통청은 국립 연료 전지 버스 기술 개발 프로그램을 발표하고, 대중교통 기관에 수소 연료 전지 버스 개발 및 테스트를 위한 4900만달러의 연방 보조금을 지원했다.[27][28] 2003년 AC 트랜짓은 Thor “ThunderPower” 버스를 시험 운행했고, 2006년에는 UTC 파워 연료 전지로 구동되는 5대의 반 훌 버스가 운행을 시작했다. 이 버스들은 2010년에 다른 반 훌 수소 연료 전지 버스로 교체되었다.[29]

2009년, BC 트랜짓은 2010년 동계 올림픽에 앞서 브리티시컬럼비아주 휘슬러에서 20대의 수소 연료 전지 버스 운행을 시작했다. 이는 당시 세계 최대 규모였으며, 약 9400만달러가 소요되었다.[30][31] 이전 프로젝트와 달리 사용된 수소는 수력 발전을 이용하여 에어 리퀴드가 퀘벡에서 생산한 블루 수소였다.[32] 그러나 높은 운영 비용으로 인해 2015년에 프로그램이 중단되었다.[33][31]

2009년에는 브라질 최초의 수소 연료 전지 버스 프로토타입이 상파울루에서 운행을 시작했다. 이 수소 버스는 Caxias do Sul에서 제조되었으며, "''Ônibus Brasileiro a Hidrogênio''" (브라질 수소 오토버스) 프로그램에는 3대의 버스가 추가로 포함되었다.[34]

2010년, 런던에서는 2000년대 중반에 사용된 연료 전지 버스보다 주행 거리가 훨씬 긴 8대의 수소 버스가 운행을 시작했다.[35][36] 이는 당시 유럽 최대 규모였다.[37] Transport for London은 버스 가격과 연료 충전 비용이 높다는 점을 인정하면서도, 상업화가 진행되면 "[비용이] 극적으로 감소할 것으로 예상"한다고 언급했다.[35]

중국에서는 2008년 하계 올림픽 (베이징), 2010년 상하이 엑스포, 2010년 아시안 게임 (광저우)에서 수소 연료 전지 버스가 사용되었다.[28] 이 버스는 하이거 버스에서 개발했으며, 베이징 2008에 3대, 상하이 엑스포 2010에 196대가 배치되었다.[38][39]

2015년 3월, 스코틀랜드 애버딘에서 유럽 최대 규모의 수소 연료 전지 버스 함대가 운행을 시작했다. 10대의 반 훌 버스가 5년간의 시험 운행에 사용되었다.[40]

2. 4. 상용화 확대 (2010년대 후반 ~ 현재)

2010년대 후반부터 디젤 버스의 대안으로 수소 연료 전지 버스가 주목받기 시작했다. 디젤 버스는 온실 가스와 미세 입자를 배출하여 환경 오염을 일으키는 주범으로 지목되어 왔다. 이에 따라, 각국에서는 하이브리드 전기 버스나 배터리 전기 버스와 같은 친환경 버스를 도입하기 시작했다.[2] 그러나 배터리 전기 버스는 주행 거리가 짧고 충전 시간이 길며, 추운 날씨에는 성능이 저하되는 단점이 있었다.[3]

이러한 상황에서 수소 연료 전지 버스는 새로운 대안으로 떠올랐다. 수소 연료 전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하고, 부산물로 물만 배출하는 친환경 기술이다. 이 전기는 버스 바퀴를 구동하는 모터에 동력을 공급한다.[4] 일부 회사에서는 연료 전지를 주행 거리 연장 장치로 활용하여 배터리나 슈퍼 커패시터와 결합하는 방식을 제안하기도 했다.[5] 수소는 리튬 배터리보다 에너지 밀도가 높아 버스와 같은 대형 차량에 적합하다는 장점이 있다.[6]

수소 생산 방식에는 여러 가지가 있는데, 녹색 수소는 재생 에너지를 사용하여 생산되므로 갈탄이나 리그나이트를 연소시켜 생산되는 갈색 수소나 천연 가스를 가열하여 생산되는 회색 수소보다 훨씬 친환경적이다.[6][7][8]

2010년, 런던에서는 8대의 수소 버스가 운행을 시작했는데, 이는 2000년대 중반에 사용된 연료 전지 버스보다 훨씬 더 넓은 범위를 가졌다.[35][36] 당시 유럽에서 가장 큰 수소 버스 함대였다.[37] Transport for London은 버스 가격과 연료 충전 비용이 높다는 점을 인정하면서도, 상업적으로 실행 가능해짐에 따라 "[비용이] 극적으로 감소할 것으로 예상"한다고 언급했다.[35]

중국에서는 2008년 하계 올림픽(베이징), 2010년 상하이 엑스포, 2010년 아시안 게임(광저우)에서 수소 연료 전지 버스가 사용되었다.[28] 이 버스는 하이거 버스에서 개발했으며, 베이징 올림픽에 3대, 상하이 엑스포에 196대가 배치되었다.[38][39]

2015년 3월, 유럽 최대 규모의 수소 연료 전지 버스 함대가 스코틀랜드 애버딘에서 운행을 시작했다. 10대의 반 훌 버스가 5년간의 시험 운행에 사용되었다.[40]

도에이 버스 토요타 소라 2023년


2015년, 토요타는 도쿄에서 토요타 FC 버스의 시험 운행을 시작했다. 히노 자동차와 공동 개발되었으며, 토요타 미라이 수소 연료 전지 자동차와 히노의 하이브리드 버스 기술을 활용했다. 2017년, 토요타는 토요타 소라 버스를 공개했으며,[42] 2018년 3월부터 생산을 시작했다.[43][44] 2020년까지 100대 이상의 토요타 소라 버스가 인도되어 도쿄 BRT, JR 버스 간토 및 도에이 버스에서 운행되었다.[45]

2018년, 토요타는 포르투갈 버스 제조 업체인 카에타노에 유럽에서 판매할 버스를 위해 수소 연료 전지 기술을 공급할 것이라고 발표했다.[46] 카에타노 H2.City 골드는 빌레펠트,[47] 코트부스,[48] 및 바르셀로나에서 많은 판매를 기록했다.[49] 카에타노는 이후 토요타가 최대 주주가 된 후 버스를 "토요타"로 브랜드화하기 시작했다.[50]

중국에서는 Feichi(Allenbus) 회사가 Ballard로부터 연료 전지 기술을 라이선스하여 윈푸에서 수소 연료 전지 버스를 제조하기 시작했다. 300대 이상의 Feichi 버스가 현재 중국 광둥성 포산시에서 운행 중이다.[51] 중통 버스는 2014년에 연구 개발 프로그램을 시작하여 2016년에 버스를 생산하기 시작했다.[52]

2018년, 장자커우는 2022년 베이징 동계 올림픽을 대비하여 74대의 수소 연료 전지 버스를 주문했다.[53] 올림픽 기간 동안, 푸톤, 위퉁, 지리 및 중통 버스 제조 업체에서 800대 이상의 수소 연료 전지 버스와 코치가 사용되었다.[54][55][56] 허베이성의 추운 날씨 때문에 배터리 전기 차량보다 수소 연료 전지 차량이 선택되었다.[54] 그러나, 중국 수소의 상당 부분이 석탄 연소로 생산되는 "블랙 수소"라는 점을 감안하여 대규모 수소 사용은 비판을 받았다.[57]

왼쪽


2017년에 출시된 현대 ElecCity영어는 2019년 12월 대한민국에서 상업 운행을 시작했다. 2021년 6월까지 대한민국 전역에서 108대의 버스가 운행되었다.[58] 부산과 울산시는 2022년에 2025년까지 620대 이상의 버스를 도입할 계획이라고 발표했다.[61]

2019년, 폴란드 버스 제조 업체인 솔라리스 버스 & 코치는 우르비노 12 플랫폼에서 수소 연료 전지 버스를 발표했다. 이 버스는 파리의 RATP를 포함한 다양한 주요 운영 업체에서 시험 운행을 거쳤으며,[62] 코넥시온,[63] ÖBB 포스트버스,[64] 및 MPK 포즈난을 포함한 유럽 버스 운영 업체에서 주문했다.[65] 2022년, 솔라리스는 이노트란스 2022에서 우르비노 18 굴절 버스의 수소 연료 전지 버전을 발표했다.[66]

라이트 스트리트데크 하이드로라이너 FCEV 버스 2022년 영국 런던


2021년 6월, 세계 최초의 수소 연료 전지 2층 버스(라이트 스트리트데크 하이드로라이너)가 노선 7에서 메트로라인과 함께 런던에서 운행을 시작했다.[70][4]

2022년 5월, 독일 쾰른의 대중 교통 운영 업체인 Regionalverkehr Kölnde는 솔라리스와 라이트버스에서 최대 100대의 수소 연료 전지 버스를 주문했다.[77] 메르세데스-벤츠는 eCitaro 버스를 토요타 수소 연료 전지를 사용하는 레인지 익스텐더와 함께 사용할 수 있게 될 것이라고 발표했다. 이렇게 하면 버스의 주행 거리가 400km로 증가한다.[79][80]

2022년 7월, 일드프랑스 모빌리테(IDFM)는 프랑스 그랑 파리 지역에 4,800만 유로에 47대의 연료 전지 버스를 주문했다. 녹색 수소가 사용될 것이며, 수소는 크레테일의 소각로에서 생산될 것이다.[81]

2023년, 전기 대비 수소 비용과 관련된 문제로 인해 여러 교통 기관에서 주문을 취소했다.[89][90] 그러나 다른 기관에서는 연료 전지 버스 주문을 계속 진행했으며, 볼로냐의 TPER는 솔라리스에서 130대의 버스를 주문했고,[91][92] 서울은 현대에서 1,300대의 버스를 주문했으며[93] SamTrans는 뉴 플라이어에서 108대의 버스를 주문했다.[94]

2024년 1월, 바르셀로나의 TMB는 솔라리스에서 38대의 수소 연료 전지 버스를 2340만유로에 주문했으며, 녹색 수소는 도시의 Zona Franca 지역에서 이베르드롤라에서 생산된다.[101]

3. 배터리 전기 버스와의 비교

디젤 버스에서 발생하는 온실 가스 배출 및 미세 입자 오염으로 인해 운송 사업자들은 2000년대 초부터 더 친환경적이고 깨끗한 버스(예: 하이브리드 전기 버스 및 배터리 전기 버스)로 전환해 왔다.[2] 그러나 배터리 전기 버스는 디젤 버스에 비해 주행 거리가 짧고 충전 시간이 오래 걸리며 추운 날씨에는 에너지 저장 능력이 감소한다.[3]

따라서 운송 사업자들은 수소 연료 전지 버스와 같은 대안을 평가해 왔다.[2] 수소 연료 전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생성하며, 부산물은 물이다. 이 전기는 버스 바퀴를 구동하는 전기 모터의 동력원으로 사용된다.[4] 수소는 리튬 배터리보다 에너지 밀도가 높아 버스 및 트럭과 같은 대형 차량에 적합하다.[6]

수소의 생산 과정은 다양하며, 녹색 수소 (재생 에너지로 생산)는 갈탄 또는 리그나이트를 연소하여 생산되는 갈색 수소 또는 천연 가스를 증기 가열하여 생산되는 회색 수소보다 훨씬 더 환경 친화적이다.[6][7][8]

수소 연료 전지 버스와 배터리 전기 버스의 공통점과 차이점은 다음과 같다.

배터리 전기 버스와의 비교
구분수소 연료 전지 버스배터리 전기 버스
공통점colspan="2" |
차이점


3. 1. 공통점

메르세데스-벤츠 eCitaro, 수소 연료 전지 범위 확장기가 장착된 배터리 전기 버스


수소 연료 전지 버스는 배터리 전기 버스와 몇 가지 공통점을 가진다.[122] 두 버스 모두 전동기로 추진되며, 다양한 버스 제조업체에서 생산된다.[122] 또한, 두 버스 모두 배출 가스가 없는 무공해 자동차이며, 수소 연료 전지 버스는 물을 배출한다. 초기 비용(예: 전기 충전기, 수소 충전소)이 발생한다는 점도 같다.[122]

3. 2. 차이점

배터리 전기 버스와 달리, 수소 연료 전지 버스는 약 10분 만에 재충전할 수 있다. 이는 전기 버스의 하룻밤 충전(또는 배터리의 에너지 집약적이고 고전류를 사용하는 급속 충전)과 비교된다.[90][103] 수소 연료 전지 버스는 배터리 전기 버스보다 더 긴 주행 거리와 더 긴 운행 시간을 가지며, 재충전 전에 약 450km의 주행 거리를 제공한다.[103][104] 반면 배터리 전기 버스는 충전 간 약 250km의 주행 거리를 가진다.[120][104] 또한 수소는 배터리보다 에너지 저장 밀도가 높다.[122] 배터리는 주행 거리를 늘리기 위해 더 커지면서 더 무거워져 에너지 효율을 감소시킨다.[122] 따라서 수소 연료 전지 버스는 배터리 전기 버스보다 최대 약 4989.51kg까지 가볍다.[103]

수소 연료 전지 버스는 온도에 덜 민감하여, 극심한 고온 또는 저온에서도 일정한 출력과 주행 거리를 유지한다.[3][122] 배터리 전기 버스 운전자들은 저온에서 주행 거리가 짧아진다고 보고했으며,[120] 베를리너 페어케어스베트리베 (BVG)는 추운 날씨(약 -10°C)에 30% 더 짧은 주행 거리를 보고했다.[105]

배터리 전기 버스는 수소 연료 전지의 상대적인 비효율성으로 인해 에너지 기준으로 수소 연료 전지 버스보다 더 효율적이다.[113]

수소 버스의 연료 충전 비용은 배터리 버스보다 높다.[6][113] 그러나 배터리 전기 버스와 수소 연료 전지 버스 모두 비용이 시간이 지남에 따라 감소했다.[68]

일부 제조업체는 배터리 전기 버스의 주행 거리 연장 장치로 수소 연료 전지를 사용하여 더 긴 주행 거리를 확보할 수 있도록 했다.[5] 예를 들어, 메르세데스-벤츠 eCitaro는 배터리 전기 모델로 280km의 주행 거리를 가지고 있으며, eCitaro 연료 전지 버스는 60 kW의 토요타 연료 전지를 사용하여 배터리를 재충전하여 400km의 주행 거리를 확보한다.[106]

4. 비용

2023년 현재 연구에 따르면 수소 연료 전지 버스는 차량 가격과 사용되는 수소 연료의 높은 비용, 배터리에 비해 수소 연료 전지의 비효율성 때문에 배터리 전기 버스보다 운영 비용이 더 많이 든다.[107] 연료 전지 버스의 비용은 "차량 가격", "연료 비용", "기타 비용"으로 나누어 볼 수 있으며, 하위 섹션에서 "차량 가격"과 "연료 비용"에 대해 다루고 있으므로, 여기서는 "기타 비용"을 중심으로 간략하게 서술한다.

디젤 버스의 온실가스 배출 및 미세 입자 오염 문제로 인해, 2000년대 초부터 대중교통 운영자들은 하이브리드 전기 버스 및 배터리 전기 버스와 같은 친환경 버스로 전환해 왔다.[2] 그러나 배터리 전기 버스는 주행 거리가 짧고 충전 시간이 길며, 추운 날씨에는 에너지 저장 능력이 감소하는 단점이 있다.[3]

이러한 문제로 인해 수소 연료 전지 버스와 같은 대안이 검토되었지만,[2] 수소 연료 전지 버스로 전환할 때는 수소 충전소 건설 및 새 버스 부품 구매 등 추가적인 초기 비용이 발생한다.[6] 배터리 전기 버스 또한 유사한 초기 비용이 발생하며, 다수의 전기 버스 충전을 처리하기 위해 전기 자동차 충전기 설치 및 전력망 업그레이드가 필요하다(종종 야간에).[122]

4. 1. 차량 가격

2007년, 국립 재생 에너지 연구소는 수소 연료 전지 버스의 구매 가격이 약 200만달러~300만달러이고, 일반 디젤 버스가 약 33만달러, 하이브리드 버스가 약 48만달러라고 밝혔다.[117][118] 쾰른의 Regionalverkehr Köln는 Phileas 버스를 2011년에 186만유로에 구매했으며, Van Hool A330은 2014년에 약 85만유로, 2020년에 59만유로에 구매했다고 보고했으며, 가격이 더 하락하여 2023년에는 새로운 수소 연료 전지 버스가 약 50만유로에 판매되었다.[108]

2022년, 파이낸셜 타임스는 일본 토요타 FC 소라의 6년 임대료가 1억 엔(71만유로)인 반면, 디젤 버스는 약 2400만 엔(17만유로)이라고 보도했다.[6] 지방 자치 단체는 버스를 운행하기 위해 비용을 보조했다.[6] 대한민국에서는 정부가 7억원(47만유로) 현대 일렉시티 버스 구매에 3억원(20만유로)을 보조하여 중국산 배터리 전기 버스로부터 국내 산업을 보호하고 있다.[119]

미국에서는 2022년에 수소 버스 구매 비용이 약 120만달러인 반면 배터리 전기 버스는 75만달러라고 보도되었다.[120] 글로브 앤 메일은 유럽에서 생산된 연료 전지 버스가 더 저렴한데, 이는 더 많은 양으로 생산되기 때문이라고 언급했다.[31]

H2Bus 컨소시엄과 같은 연구 그룹은 대량 주문과 대량 생산을 통해 제조업체가 규모의 경제를 활용할 수 있도록 수소 연료 전지 버스의 비용을 디젤 버스 수준으로 낮추기 위해 노력하고 있다.[121]

4. 2. 연료 비용

연료 전지 버스의 연료 공급 비용은 수소의 가격과 가용성에 따라 크게 달라진다. 일부 대중교통 운영업체는 산업 공정(예: 폴리염화 비닐 생산)에서 나오는 수소 부산물을 사용하여 비용을 절감할 수 있었다.[108] 다른 대중교통 운영업체는 천연 가스(브라운 수소)로부터 수소를 생산하기 위한 소규모 공장을 건설하거나,[109] 산업 생산자로부터 직접 수소를 구매했다.[35] 활동가들은 산업 공정으로 인해 발생하는 탄소 발자국을 고려하여 브라운 수소를 버스 연료로 사용하는 것을 비판했다.[6][7] 그린 수소 (재생 에너지로 생산된 수소)는 일반적으로 비용이 너무 비싼 것으로 여겨진다.[7][122]

2006년, 국립 재생 에너지 연구소는 수소 연료의 가격이 킬로그램당 약 9USD로, 디젤의 갤런당 약 2USD와 비교할 수 있다고 밝혔다. 또한 유지보수를 포함한 총 마일당 비용은 디젤의 경우 마일당 약 1USD, 수소의 경우 마일당 약 6.5달러라고 언급했다.[110] 유럽에서는 2000년대 초 유럽 청정 도시 교통 (CUTE) 프로젝트에서 연료 공급 비용이 디젤보다 약 10배 더 비싸다고 보고했다.[24]

2021년, 東急バス|도큐 버스일본어는 수소 연료 전지 버스 연료 공급 비용이 동급 디젤 버스보다 약 2.6배 더 높다고 보고했으며, 일본에서는 브라운 수소가 주로 사용되었다.[6] 2022년 1월, 프랑스 몽펠리에시는 운용 비용이 전기 버스보다 6배 더 비싸다는 것을 발견하고 수소 연료 전지로 구동되는 버스 51대를 조달하는 계약을 취소했다.[111][112][113] 시는 대신 배터리 전기 버스를 주문했다.[112]

2021년, Wuppertaler Stadtwerke|부퍼탈 시립 유틸리티de는 수소 연료 전지 버스 운용 비용이 디젤 버스와 거의 같다고 보고했다.[114] 런던은 2023년에 수소 가격이 킬로그램당 약 6파운드로 디젤 연료 가격과 거의 비슷하다고 보고했다.[115] 산타크루즈 메트로는 2023년에 수소 가격이 갤런당 약 9USD에서 13USD(디젤 연료의 경우 갤런당 약 6USD)라고 언급했지만, 연료 전지 버스는 "디젤 갤런당보다 수소 갤런당 등가물로 2배 이상 더 많은 마일리지를 얻는다"고 언급하여 두 연료 간의 직접적인 비교가 어렵다고 지적했다.[116]

수소 위원회의 예측에 따르면, 대규모로 생산된 재생 에너지 기반 수소는 킬로그램당 약 1.4USD에서 2.3USD가 될 수 있다.[1]

4. 3. 기타 비용

디젤 버스에서 발생하는 온실가스 배출 및 미세 입자 오염으로 인해, 2000년대 초부터 대중교통 운영자들은 하이브리드 전기 버스 및 배터리 전기 버스와 같은 더 친환경적인 버스로 전환해 왔다.[2] 그러나 배터리 전기 버스는 디젤 버스에 비해 주행 거리가 짧고 충전 시간이 길며, 추운 날씨에는 에너지 저장 능력이 감소한다.[3]

이러한 문제로 인해, 대중교통 운영자들은 수소 연료 전지 버스와 같은 대안을 평가해 왔다.[2] 수소 연료 전지 버스로 전환하는 경우, 수소 충전소 건설 및 새 버스 부품 구매 등 추가적인 초기 비용이 발생한다.[6] 배터리 전기 버스 또한 유사한 초기 비용이 발생하며, 다수의 전기 버스 충전을 처리하기 위해 전기 자동차 충전기 설치 및 전력망 업그레이드가 필요하다(종종 야간에).[122]

5. 주요 제조사 및 모델


  • 뉴 플라이어 엑셀시어 CHARGE FC[124]
  • 도요타 소라 FC[43]
  • 라이트 스트리트데크 하이드로라이너 FCEV[125]
  • 솔라리스 우르비노[64]
  • 현대 일렉시티[58]
  • 카에타노 H2.City Gold[50]
  • 포톤 AUV[83]
  • 위퉁 F12[54]
  • 반 훌 A330 FC[126]
  • 메르세데스-벤츠 eCitaro REX[79]
  • 중퉁 LCK6126FCEVG[127]
  • 난징 골든 드래곤 버스 Skywell NJ6106FCEV[128]
  • 엘도라도 액세스-FC[129]
  • Sunwin iFCV10

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