수소 트럭 vs 배터리 전기 트럭 — 판단 변수는 주행거리가 아니라 정차 시간이다

결론부터 씁니다. 수소 트럭과 배터리 전기 트럭의 선택은 일 주행거리로 갈리지 않습니다. 갈리는 변수는 운행 중 확보되는 정차 시간 동안 충전기가 넣을 수 있는 에너지(kWh)가 하루 소요 에너지의 부족분을 덮는가입니다. 이 부족분을 덮을 수 있는 운행 패턴이면 배터리 트럭이 에너지 비용과 설비 단순성에서 앞서고, 정차 시간이 짧거나 불규칙해 부족분이 남는 패턴에서만 수소 트럭이 자리를 가집니다. 차량 성능 비교가 아니라 차고지 수전 설비와 운행 스케줄의 문제로 보는 것이 맞습니다.

유리한 자리 · 불리한 자리

현재 조건부터 정리합니다. 디젤 트럭은 주유 5~10분으로 하루 운행 에너지를 채우고, 운행 스케줄은 연료 보충을 거의 고려하지 않고 짜여 있습니다. 전동화 전환 논의가 흔히 “배터리냐 수소냐”라는 차량 사양 비교로 시작되는 이유도 여기에 있습니다. 디젤의 스케줄을 그대로 둔 채 동력원만 바꾸려 하기 때문입니다.

배터리 트럭을 적용하면 변화는 차량보다 차고지에서 먼저 나타납니다. 야간 차고지 충전으로 하루 에너지를 채울 수 있는 운행은 차량 대수만큼 충전기를 깔고 수전 용량을 올리면 끝납니다. 반면 하루 소요 에너지가 배터리 가용 용량을 넘는 운행은 주간에 추가 충전이 필요하고, 그 충전은 상하차·휴게 같은 기존 정차 시간 안에 들어가야 합니다. 들어가지 않으면 차량 가동률이 떨어집니다.

수소 트럭을 적용하면 충진 시간은 디젤과 비슷한 수준으로 돌아가므로 기존 스케줄을 거의 그대로 유지할 수 있습니다. 대신 연료 1 kWh를 바퀴까지 전달하는 과정에서 전기→수소→전기의 이중 변환 손실을 떠안고, 충전소 위치라는 새로운 제약이 생깁니다. 충전소가 운행 경로 위에 없으면 우회 주행 자체가 운행 시간을 잠식합니다.

연결 논리는 이렇습니다. 배터리 트럭의 약점은 “충전이 느리다”가 아니라 “정차 시간이 부족분을 덮지 못한다”이고, 수소 트럭의 강점은 “충진이 빠르다”가 아니라 “스케줄을 바꾸지 않아도 된다”입니다. 따라서 비교 대상은 차량 사양표가 아니라 운행 기록의 정차 시간 분포입니다.

정차 시간으로 부족분을 계산하는 법

수치 감각을 위해 가정값으로 계산해 봅니다. 가정: 대형 배터리 트럭 에너지 소비 1.3 kWh/km, 배터리 가용 용량(SOC 운용 창 적용 후) 450 kWh, 하루 주행 600 km. 하루 소요 에너지는 1.3 × 600 = 780 kWh이고, 차고지에서 가득 채워 출발해도 부족분은 780 − 450 = 330 kWh입니다.

이 330 kWh를 주간 정차 시간에 넣어야 합니다. 가정: 충전기 정격 350 kW, 평균 유효 충전 전력은 테이퍼링과 배터리 온도 제한을 감안해 정격의 70%인 245 kW. 필요 충전 시간은 330 ÷ 245 ≈ 1.35시간, 약 81분입니다. 법정 휴게 시간과 상하차 대기 중 충전기 앞에 서 있는 시간이 합계 81분 이상이면 배터리 트럭으로 운행이 성립하고, 그 미만이면 운행 시간을 늘리거나 차량을 추가해야 합니다.

같은 운행을 수소 트럭으로 계산하면 다음과 같습니다. 가정: 수소 저위발열량 33.3 kWh/kg, 스택 시스템 효율 50%(보조기기 손실 포함), 구동계 효율은 배터리 트럭과 동일하다고 봅니다. 차량이 전기로 780 kWh를 써야 하므로 필요한 수소 에너지는 780 ÷ 0.5 = 1,560 kWh, 수소 질량으로 1,560 ÷ 33.3 ≈ 47 kg입니다. 충진 시간은 짧지만 그 47 kg을 만드는 데 들어간 전력은 수전해·압축 손실까지 더하면 배터리 트럭 780 kWh의 두 배를 훌쩍 넘습니다.

운행 패턴별 비교

표를 읽는 법은 하나입니다. 배터리 트럭이 불리해지는 행은 모두 정차 시간이 짧거나 차량을 쉬지 않고 돌려야 하는 패턴이며, 수소가 유리한 이유도 그 한 가지에서 나옵니다. 중량 제한 화물 행은 예외적으로 정차 시간과 무관한 변수이므로, 택배처럼 부피가 먼저 차는 화물에서는 이 행을 비교에서 빼야 합니다.

차고지 수전 설비에서 보이는 차이

전기 엔지니어 입장에서 이 비교의 숨은 변수는 차고지 수전 용량입니다. 배터리 트럭 20대를 교대 사이 짧은 시간에 동시 급속충전하려면 350 kW × 20 = 7,000 kW, 즉 7 MW급 동시 수요가 발생합니다. 이 규모면 수전 설비 증설과 계통 연계 검토가 필요하고, 그 리드타임이 차량 도입 일정보다 길어지는 경우가 흔합니다.

반대로 야간 8시간에 나눠 충전하면 같은 에너지를 훨씬 낮은 피크로 받을 수 있습니다. 가정: 차량당 450 kWh를 8시간에 균등 충전하면 대당 약 56 kW, 20대 합계 약 1.1 MW입니다. 같은 차량, 같은 에너지인데도 운행 스케줄 하나로 수전 피크가 여섯 배 이상 차이 납니다. 수소 트럭 논의가 차고지 수전 용량 부족에서 출발했다면, 먼저 충전 스케줄 분산과 차고지 ESS로 피크를 깎을 수 있는지부터 계산하는 것이 순서입니다.

이 표의 시사점은 두 방식의 제약이 서로 다른 층위에 있다는 것입니다. 배터리 트럭의 제약은 차고지 안의 kW 문제라 자체 설비 투자로 풀 수 있지만, 수소 트럭의 제약은 외부 공급망과 충전소 위치라 자체 투자만으로 풀리지 않는 경우가 많습니다.

판단 순서

1. 운행 기록(타코그래프·운행일지)에서 차량별 일 주행거리와 정차 구간의 시간·위치를 추출합니다.
2. 차량 에너지 소비율 가정값으로 일 소요 에너지를 구하고, 배터리 가용 용량과의 부족분을 계산합니다.
3. 부족분 ÷ 유효 충전 전력으로 필요 충전 시간을 구하고, 충전기를 둘 수 있는 위치의 정차 시간 합계와 비교합니다.
4. 차고지 동시 충전 피크(kW)를 구하고, 현재 수전 용량 대비 증설 필요 여부를 확인합니다.
5. 부족분이 정차 시간을 넘는 차량만 따로 모아 수소 트럭 후보로 분리하고, 그 차량의 경로 위 충전소 유무를 확인합니다.

확인 필요 항목: 차량 에너지 소비율과 스택 시스템 효율은 차종·적재 조건·기온에 따라 크게 달라지므로 본문 수치는 계산 방법을 보이기 위한 가정값입니다. 실제 판단에는 제조사 사양과 시범 운행 실측치를 넣어야 합니다.

경계 조건

배터리 트럭의 유리함은 세 조건에서 뒤집힙니다. 첫째, 정차 시간이 있어도 그 위치에 충전기를 둘 수 없는 경우입니다. 상하차 거점이 제3자 소유이거나 수전 여유가 없는 곳이면 정차 시간은 계산에서 빠집니다. 둘째, 차고지 수전 증설이 계통 여건상 수년 단위로 지연되는 경우입니다. 이때는 수전 제약이 차량 선택을 결정합니다. 셋째, 저온 지역 운행입니다. 배터리 온도 관리로 유효 충전 전력이 떨어지면 같은 정차 시간에 넣을 수 있는 kWh가 줄어듭니다. 저온 충전 특성은 차종별 실측이 요망됩니다.

반대로 수소 트럭의 유리함도 경로 위 충전소가 한 곳뿐이거나 공급 중단 이력이 있으면 사라집니다. 충전소 한 곳의 정지가 곧 차량 전체의 정지가 되기 때문입니다.

단일 선택 기준으로 마감합니다. 충전기를 둘 수 있는 위치의 정차 시간 × 유효 충전 전력이 일 소요 에너지의 부족분 이상이면 배터리 트럭, 미만이면서 경로 위 수소 충전소가 이중화돼 있을 때만 수소 트럭을 선택합니다.