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친환경차 시대로 본격 접어들고 있다

최근의 화두는 자동차이다. 지난 130여 년 동안 자동차는 단순한 이동 수단으로서의 역할을 하였으나 향후는 '움직이는 생활 공간', '움직이는 가전제품', '움직이는 컴퓨터', 최종적으로는 사물 인터넷 개념으로 발전하고 있기 때문이다. 그래서 대표되는 명칭이 바로 자율 주행차, 컨넥티드카, 스마트카 등이라고 할 수 있다. 모든 기술적인 과학적인 집합체가 자동차로 모이고 있고 먹을거리도 모두 모이는 만큼 세계적인 글로벌 기업들이 관심을 가지고 집중을 하는 이유일 것이다.

이 중에서도 가장 필수적인 요소가 바로 친환경 요소라고 할 수 있을 것이다. 세계 환경 규제가 강화되고 사람들의 건강에 대한 관심이 집중되면서 자연스럽게 가장 핵심적인 요소인 자동차로 움직이는 것은 당연한 흐름이라고 할 수 있다. 자동차는 활용에 따라 문명의 이기이기도 하지만 경우에 따라 애물단지로서의 두 가지 얼굴을 지닌 인류 최대 최고의 발명품이라고 할 수 있다.

최근 국내에서도 폭스바겐 디젤차의 배기가스 조작 문제가 대두되면서 미쓰비시자동차와 스즈키자동차의 연비조작 문제가 불거졌고 대부분의 디젤 차량이 실제 도로에서의 질소산화물 배출이 실내 인증 기준의 3~20배까지로 확인되면서 이슈가 되고 있는 실정이다. 그 만큼 친환경 요소가 큰 관심사가 되면서 과연 자동차의 친환경 요소가 얼마나 가미될 수 있을 것인가에 대한 관심사도 필수 요소로 떠오르고 있다.

기존 내연 기관차는 가솔린차와 디젤차가 대표적인 차종이라고 할 수 있다. 무궁무진한 석유 자원을 바탕으로 지난 130여 년을 지배하여 왔으나 역시 환경 문제가 크게 대두되면서 입지가 좁아지고 있는 상황이라고 할 수 있다. 물론 유로5나 유로6 등 환경 기준이 강화되면서 배출되는 유해 가스의 규제가 강화되고 있고 이를 만족시키기 위한 기술 개발과 제품 출시에 노력하고 있으나 한계가 점차 다가오고 있는 만큼 이를 대체할 친환경차로의 움직임은 더욱 커질 것이 확실 시되고 있다.

내연 기관차는 역시 아무리 노력하여도 결국 석유 자원의 연소로 배출되는 배출 가스는 완전히 없앨 수는 없어서 점차 강화되는 환경 조건에서 버티기가 쉽지 않은 상황으로 진행되고 있다. 향후에는 수출의 경우 자동차 총량제 개념으로 인하여 최소한의 친환경차가 포함되어야만 조건을 충족하는 만큼 우리가 언급하는 그린 카인 친환경차의 필요성이 커지고 있다는 것이다. 향후 이러한 흐름이 강화되면서 친환경차는 점유율 확대를 통한 본격적인 전쟁이 시작되고 있는 상황이다.

친환경차의 종류 및 가능성을 확인한다

기존 내연 기관차를 대신하는 친환경차는 많은 종류가 각 국가별로 조금씩은 차이가 있으나 대부분 플러그 인 하이브리드차를 포함한 하이브리드차와 전기차 그리고 수소 연료전지 자동차 3총사를 지칭한다고 할 수 있다.

우선 하이브리드차는 기존 내연 기관차의 엔진 특성과 배터리의 무공해성을 가미한 복합 차종이라고 할 수 있다. 내연 기관차는 엔진 시동과 가속 페달을 밟을 경우 유해 배출 가스가 많이 배출되는 만큼 이 경우에 주로 배터리의 전기 에너지를 이용한 모터를 활용하여 가장 효율적으로 활용되는 복합 기관이라고 할 수 있다. 물론 엔진이 가동될 경우 유해 배출 가스가 나오는 한계성은 있다고 할 수 있다. 이 경우도 크게 두 가지로 분류된다. 마일드 하이브리드 기술은 항상 엔진이 가동되고 있으나 가속 페달 등을 밟을 경우 모터를 이용하여 전기 에너지를 가미하여 엔진의 기동을 조금이나마 적게 하여 배출 가스를 줄이고 연비를 높이는 효과가 있는 기본적인 하이브리드라고 할 수 있다.

풀 하이브리드 기술은 신호등 앞에서 차량이 정지하고 있을 경우 아예 엔진이 자동 정지되고 에너지를 절약하고 골목길 등 저속 운행 시에는 몇 킬로미터 정도는 모터로 가동되어 엔진의 가동을 최대한 정지시켜 배출 가스 감소와 연비 상승에 활용되는 난이도가 높은 기술이라고 할 수 있다. 최근 출시되어 판매되고 있는 하이브리드 차량은 바로 이 기술이라고 할 수 있다. 하이브리드차가 출시된 지 약 20년이 되면서 최근의 하이브리드차는 서울부산을 왕복할 정도로 연비가 높아졌다고 할 수 있다. 즉 1000킬로미터 정도는 운행한다는 의미이다.

물론 이 기술의 최대 보유자는 일본 도요타라고 할 수 있으며, 1997년 출시된 '프리우스'는 가장 대표적인 차종이라고 할 수 있다. 현대차 그룹도 독자적인 원천 기술을 확보하면서 이에 육박하는 하이브리드차를 출시하면서 세계 시장에서 치열하게 경쟁하는 차종이다. 그러나 이 차종도 결국은 엔진을 사용하여 유해 배출 가스가 배출되는 만큼 완전한 무공해 자동차가 아닌 과도기형 자동차라고 할 수 있다.

두 번째가 바로 전기차이다. 오직 탑재된 배터리의 전기 에너지를 이용하여 모터를 가동시키고 이를 활용하여 이동하는 관계로 자동차 자체는 완전한 무공해 자동차라고 할 수 있다. 최근 다양한 차종이 출시되면서 세계 시장에서 의미를 부여하고 있고 최근의 관심사인 환경 문제가 더욱 대두되면서 지나가는 미풍이 아닌 자동차의 주류도 편입되고 있는 과정이라고 할 수 있다.

세 번째가 수소 연료전지차이다. 지구상에 기본 원소로 녹아있는 수소와 공기 중의 산소가 결합되면서 에너지를 만들고 찌꺼기는 물만 배출되는 이른바 완성도가 가장 높은 무공해 자동차이다. 전기차는 배터리에 충전되는 전기 에너지가 화력 발전소 등에서 생산될 경우 간접적인 오염원이 될 수 있는 단점이 있으나 수소 연료전지차는 처음부터 끝까지 완전한 무공해 과정이라고 할 수 있다. 그래서 연료전지차는 최종 단계의 궁극의 자동차라고 언급하기도 한다. 현재 현대차 그룹의 연료전지차가 세계 최초로 양산형 연료전지차를 출시하였고 도요타와 혼다가 가세하면서 치열한 전쟁이 시작되는 형국이다.

그러나 연료전지차는 아직 해결하여야 할 과제가 한둘이 아니다. 다른 친환경차 대비 단점이 누적되어 상당 기간을 필요로 한다고 할 수 있다. 가장 중요한 차량 가격도 워낙 고가지만 수소의 발생과 이동, 저장 등 하나하나가 모두 문제라고 할 수 있다. 역시 가장 중요한 수소의 발생이 어렵다고 할 수 있다. 현재 부생 수소라고 하여 석유 자원에서 뽑아내고 있어서 친환경의 의미가 희석되고 있는 만큼 완전한 자연에서 수소를 뽑아내야 하는 문제를 안고 있다. 물을 전기 분해하여 수소를 만들던지 해초에서 뽑아내는 기술 등 다양한 연구가 진행되고 있으나 아직은 기술적 완성도와 대량 생산은 물론 경제성 논리에서 매우 취약하다고 할 수 있다.

여기에 일반 주유소의 20배에 달하는 수소 충전소 건립도 그렇고 위험성에 대한 님비 현상, 모든 것이 해결 과제라고 할 수 있다. 국내에서도 원천 기술 확보와 미래의 먹을거리 차원에서 산학 연관이 노력하고 있으나 역시 확실한 경쟁성을 확보하고 진정한 수익 모델이 되기 위해서는 20년 이상은 족히 필요하다고 판단되고 있다. 의미 부여는 할 수 있으나 당장은 아니라는 것이다.

플러그인 하이브리드차가 주목받는 이유는?

친환경차 중 틈새 차종의 하나가 바로 플러그인 하이브리드차이다. 하이브리드차와 전기차를 틈새에 있는 차종이다. 지금까지 주목을 받지 못한 이유는 바로 기술적 완성도가 부족하고 양쪽이 대표적인 차종이었기 때문이다. 즉 내연 기관차의 안정성과 경제성을 기반으로 130여년을 지배하고 있는 차종과 완전한 무공해성을 무기로 등장한 전기차의 사이에 있다 보니 주목을 받지 못했다고 할 수 있다.

그러나 최근 기술적 완성도가 높아져 다양한 차종이 출시되고 있고 양쪽의 장점을 가미한 차종으로 당분간 세계를 지배한다는 논리가 설득력을 얻고 있다. 전기차는 기존 내연 기관차의 엔진과 변속기가 빠지고 배터리와 모터가 들어 가다보니 기존 자동차 메이커의 핵심 역량이 빠지면서 종축 구조 및 하청 구조를 무너뜨리는 특성으로, 기존 자동차 메이커가 탐탁치않게 생각하는 부분이 많은 것은 물론이고 기존 수익 모델의 구조를 무너뜨리는 새로운 패러다임 전환이라는 부작용을 고민한다고 할 수 있다.

여기에 기존 에너지 회사들도 가장 많은 수요처인 내연 기관차의 흐름을 무너뜨리는 구조로 인한 찜찜함도 발생시킨다고 할 수 있다. 정부에서는 가솔린이나 디젤 등 유류의 과반을 차지하는 세금의 세수 확보 차원에서, 엔진이나 변속기라는 노동 집약적인 고용 창출의 집약 특성을 무너지게 한다는 고민도 안고 있다고 할 수 있다. 아무리 새로운 개념이어도 기존의 구조를 탈피하는 패러다임의 전환은 누구나 고민되는 사항이기 때문이다.

바로 플러그인 하이브리드차는 바로 엔진과 변속기가 탑재된 하이브리드차에다가 별도의 배터리팩을 더 탑재하여 40~50킬로미터 정도는 일반 전기차로 운행되다가 장거리 운행 시에는 탑재된 엔진이 가동되면서 연료를 소모시키는 두 마리의 토끼를 만족시킨다고 할 수 있다. 즉 주중 일반 출퇴근용은 전기차로 운행되어 최고의 연비와 배출 가스 제로라는 특성을 만족시키고 주말 가족과 함께 장거리 여행 시에는 엔진이 가동되면서 일충전거리의 단점인 전기차의 단점도 희석시킬 수 있는 복합적인 장점을 지니고 있다고 할 수 있다.

따라서 플러그인 하이브리드차는 아직 미완성인 전기차의 무공해성과 연료 효율성을 극대화시키면서 기존 내연 기관차의 안정성과 상기한 걱정거리를 동시에 해결할 수 있는 완충 역할을 충실히 이행할 수 있는 틈새 차종으로 역할을 할 수 있다는 특성이 있다는 것이다.

최근 BMW에서도 당분간 차세대 친환경차의 대세로 플러그인 하이브리드차가 큰 역할을 한다고 결론짓고 주력 차종으로 선언한 이유라고 할 수 있다. 향후의 추이가 주목되는 이유이다.

전기차의 역할, 그리고 친환경차의 주력 차종이 될 것인가?

전기차의 역사는 180년이 넘는다고 할 수 있다. 내연 기관차보다 약 50년이 앞선 차종이었지만 당시 배터리의 한계성과 속도 등 다양성에서 문제가 큰 반면에 내연 기관차의 발명과 무궁무진한 석유 자원의 공급이 이루어지면서 자연스럽게 도태된 차종이라고 할 수 있다. 이 전기차가 10여 년 전부터 기술적 진보와 지구 환경이라는 필수 요소가 가미되면서 자연스럽게 재등장한 것이 바로 전기차이다. 현실적으로 자동차 자체가 완전한 무공해 자동차이기 때문이다. 특히 환경적인 부분은 온실 기체인 이산화탄소뿐만 아니라 도심지 인간에게 직접적인 영향을 주는 유해 가스로 인한 내연 기관차의 한계성까지 가미되면서 더욱 관심이 집중되고 있다.

물론 전기차는 아직 상당한 문제점을 안고 있다. 자동차의 특성은 완전한 경제성 논리가 작용하여 개인적으로 이점이 무엇인가에 따라 움직이는 가장 확실한 제품이라고 할 수 있다. 따라서 전기차가 기존 내연 기관차 대비 얼마나 장점이 부각되는 가가 관건이라고 할 수 있다. 아직 전기차는 내연 기관차 대비 가격이 약 2.5배 이상 높고 충전하는 시간도 길며, 한번 충전하여 갈 수 있는 일충전 거리도 약 200킬로미터 내로 한정되어 있다고 할 수 있다.

아직은 도심지를 중심으로 근교에서 이용되는 한정된 이동 수단이라는 것이다. 여기에 과반 비용을 차지하는 배터리의 내구성은 물론이고 중고 전기차에 대한 가격 하락 등 다양한 측면에서 우려되는 부분이 많다고 할 수 있다. 특히 앞서 언급한 에너지 회사와 기존 자동차 메이커의 탐탁치않은 움직임 등 여러 면에서 불리하다고 할 수 있다. 역시 가장 핵심적인 포인트는 배터리 회사의 '갑'으로서의 등장도 꺼려하는 항목이다. 기존 자동차 산업이 수직 구조에서 수평 구조로 탈바꿈하기 때문이다.

그러나 최근 환경 문제가 크게 대두되면서 가장 중요한 역할을 하는 자동차에의 친환경화는 거스를 수 없는 항목으로 떠오르고 있다. 하나의 대세가 되고 있다는 뜻이다. 특히 전기차의 등장이 지나가는 미세한 바람이라고 치부했던 의견이 최근에는 자동차의 주류 편입이라는 확실한 신호가 나오면서 기존 생각이 많이 바뀌고 있다는 것이다.

물론 다양한 친환경차의 종류가 치열하게 다툼을 하고 있는 과정에서 전기차는 완전한 무공해차로서 세컨드카, 도심지 단거리용, 완전한 무공해 지역 등 틈새 차종으로 가장 중요한 이동수단이 되고 있다고 할 수 있다. 최근에는 이륜차도 아니고 일반 자동차도 아닌 1~2인승 초소형 전기차인 '마이크로 모빌리티'의 시장이 본격 개방되면서 다양한 이동수단으로서의 역할도 기대되고 있다.

전기차의 다양성, 어디에서 찾을 것인가?

전기차는 환경론자들이 부정적으로 보던 시각 중의 하나가 바로 전기차에 충전시키는 전기 에너지가 화력 발전 등 간접적인 오염원을 더욱 유발시킨다고 주장한 부분이다. 여기에 매년 더운 여름 오후에 부족해질 수 있는 전기 공급 예비율 측면에서 전기차의 대량 공급이 이러한 전기 에너지 정전의 가능성을 높이는 것이 아닌가 하는 우려라고 할 수 있다.

그러나 이러한 우려는 대부분 사라지고 있다. 우선 전기차는 단순히 전기 에너지를 소모하는 소모처가 아니라 에너지를 이동하여 공급하는 이동용 전기 저장 장치(Mobile ESS)로 부각되기 때문이다. 전기가 공급되지 못하는 오지나 비상시에 전기차는 현지에서 반대로 전기 에너지를 공급할 수 있는 이동용 발전소 역할을 할 수 있다는 것이다. 다양성이 강조되면서 전기차가 다양한 활용 수단으로 부각되고 있다는 것이다. 여기에 스마트 그리드화된 전력 시스템이 활용되면서 전기 에너지 분산 시스템과 공급망의 다변화 등 다양성은 물론이고 남아있는 심야 전기를 활용하는 등 도리어 전기차가 틈새를 메워주는 역할을 한다고 할 수 있다.

기존의 단점도 점차 사라지고 있다. 예전에는 투자 대비 배터리 성능이 크게 개선되지 못하여 의미 부여를 하지 못하였지만 최근에는 향후 2년 이내에 지금보다 약 2배의 충전거리가 확보된다는 확실한 기술 개발이 이루어지고 있다는 것이다. 최근 미국 테슬라의 모델3의 내년 후반 등장과 함께 다양한 메이커의 전기차 예고는 기존 전기차와는 차원이 다른 전기차 시대를 예고하고 있다. 현재에는 높은 가격을 희석시키기 위한 보조금이나 세제 혜택이 주로 활용되고 있으나 더욱 큰 운행 상의 인센티브 정책이 가미되면서 기존 내연 기관차 구입 관행에서 점차 친환경차 구입 패턴으로 자리가 옮겨가고 있다고 할 수 있다.

현재 진행되는 패턴을 보면 전기차는 더딘 공급 시스템에서 내후년 정도인 2018년에는 전기차 빅뱅이 발생할 정도로 폭발적인 증가를 예상하는 평가도 줄을 잇고 있다. 분명한 것은 환경적인 측면에서 더욱 문제가 되고 있는 자동차에서 전기차는 이를 해결할 수 있는 완전한 무공해 자동차라는 특성은 어느 누구도 흉내 낼 수 없는 장점으로 부각되고 있다.

전기차, 친환경차의 대세로 떠오르고 있다

전기차는 아직은 기존 내연 기관차의 대체가 아닌 틈새 차종이다. 주변에서는 대두되는 차종이 있으면 대체라는 언급을 주로 하고 있지만 자동차는 단순히 갑작스럽게 대체되는 것이 아니라 오직 개인이 선택하는 확실한 경제성 논리에서 움직이는 제품이라는 것이다. 따라서 경쟁력을 얼마나 높이는가가 중요한 선택 포인트라고 할 수 있다. 상대 제품 대비 얼마나 경쟁력을 높이는 가에 따라 점유율을 높이면서 대세로 만든다는 것이다. 바로 전기차가 이러한 특성을 많이 내포하고 있다고 할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이 플러그인 하이브리드차가 아무리 경쟁력을 가지고 있어도 완전한 무공해성이 요구되는 지역은 바로 전기차만 이용할 수 있다는 것이다. 특히 초소형 이동 수단이 마이크로 모빌리티 개념은 무궁무진한 시장 수요를 가지고 있다고 할 수 있다. 단순히 짧은 이동 거리를 활용하는 것은 물론 등하교용, 시장용은 물론이고 우리가 주변에서 항상 활용하는 택배용은 당연하다고 할 수 있다. 비용도 저렴하면서 심야의 저렴한 전기를 활용하여 충전하면 가솔린 비용 대비 20~30%의 비용이면 충분하기 때문이다. 여기에 기존 충전 거리의 한계성을 뛰어넘는 배터리의 문제점이 단축될 가능성이 커지면서 더욱 관심의 대상이 되고 있다. 그래서 향후 대세는 전기차라는 언급도 많아지고 있다.

우리나라는 선진국 대비 전기차에 대한 시스템이 매우 미약하다고 할 수 있다. 지난 8년간 노력하였다고는 하지만 5000여 대 공급에 그친 반면 다른 선진국은 수십 배 공급으로 자국민들에게 인정을 받을 정도로 성장하고 있다. 여기에 공공 충전기의 공급은 우리나라는 작년 대비 330여기에 그쳤지만 이웃 일본은 급속 충전기 6000여기, 공공 완속 충전기 1만6000기에 이르러 우리와는 비교가 되지 않을 정도로 성장하였다. 심지어 유럽, 미국 및 일본뿐만 아니라 중국보다도 정책적으로는 이미 3~4년 뒤질 정도로 낙후되어 걱정이 앞선다고 할 수 있다.

우리가 가장 앞서 있다는 리튬 폴리머 배터리의 경우도 상당 부분이 따라오고 있고 정부의 컨트롤 타워의 부재와 산학 연관의 시너지 효과 부재 등 여러 면에서 개선하여할 부분이 한둘이 아니라는 것이다. 현재의 흐름이 조금만 진전되어도 우리는 중요한 기회를 놓친다고 할 수 있다. 심형을 기울여 노력하여야 하는 이유라고 할 수 있다.

올해 공급되는 전기차는 약 8000대이지만 과반을 차지하는 제주도의 경우도 현재 약 1500대 공급에 그치고 있다. 가장 앞서고 있는 제주도도 벌써부터 도민들의 피로 현상이 나타나고 있다는 것은 중요한 반증 요소라고 할 수 있다.

우리나라의 전기차 정책, 어떻게 할 것인가?

이미 우리는 주변 국가에 비하여 다양한 기회를 놓치고 있다. 전기차는 역시 가장 핵심적인 역량이 더욱 필요하다고 할 수 있다. 어떠한 방법이 있는가? 우선 1년 내내 보조금과 세제 혜택을 받으면서 전국에서 누구나 구입할 수 있는 구조가 이루어져야 한다. 현재 같이 단순히 몇 대를 시기적으로 조율하여 보급하는 구조는 지양되어야 한다는 것이다. 자동차는 쉽게 일반인이 구입할 수 없는 중요한 재산상의 물품이라는 것이다. 일생 동안 4~5대의 자동차를 구입하는 만큼 심사숙고하여 시기적으로 조율하는 제품이라는 것이다.

그래서 연간 수시 구입이 중요한 이유이다. 두 번째로 도심지에 거주하는 국민이 약 70%에 이를 정도로 아파트 문화가 보편화되어 있다. 전기차를 구입하면 당연히 포함되는 완속 충전기를 설치할 수 있는 공간이 없다는 것이다. 현재에는 아파트 동주민의 모든 허가를 받아야 하는 구조는 불가능하여 포기하는 사람이 한둘이 아니라는 것이다. 모바일 충전기와 아파트 입구 활용 등 다양한 정책적 도입으로 해결을 하여야 한다는 것이다.

세 번째가 가장 중요한 요소이다. 바로 전기차 보유자들의 강력한 운행상의 인센티브 정책이다. 당연히 전용 번호판 도입부터 도심지 버스 전용차로 비보호 진입 허용, 도심지 개구리 주차 허용 등 경차 이상의 혜택을 부여하여 실질적인 구입을 위한 유혹 요소가 필요하다고 할 수 있다. 현재 정부는 충전기 설치도 매우 부족하지만 단순히 보조금 이외에는 운행상의 혜택은 거의 없다는 것이 가장 큰 문제라 할 수 있다.

해외 선진국은 다양한 전기차 정책을 통하여 본격적인 전기차 시대로 접어들고 있다. 우리도 다양한 벤치마킹 사례를 통하여 한국형 선진 모델을 구축하여야 한다는 것이다.

가장 중요한 기회가 사라지고 있다. 이제부터라도 제대로 된 정책과 산학연관 노력을 통하여 우리의 미래 먹거리를 놓치지 않았으면 한다. 역시 자동차는 우리 경제의 기틀이라는 측면에서 더욱 심기일전하여야 한다는 것이다.