전기차 시대가 달려온다! (상)

전기차 시대가 달려온다! (상)

요즘 전기차에 대한 관심이 매우 커지고 있다.  지난 9월 22일 테슬라(Tesla)의 연례 주주총회 겸 배터리 데이 행사가 있었다.   행사는 소문난 집에 먹을 거 없다던 속담처럼 되었다고 한다.   행사가 끝난 후 세계 증권가에서는 전기차와 배터리 관련 산업 실망 매물이 시장에 나왔다. 시장 참가자들은 더 뛰어난 기술 발전을 기대했지만 속 빈 강정이었다는 것이다.

그러나 시장은 전기차의 시대가 저문다고 보지는 않는다.  오히려 전기차의 가파른 성장세에 대한 예상이 지배적이다. 속도의 문제이지 방향의 문제라고는 보지 않는다는 것이다.  이미 에너지 시장이 오일의 시대에서 전기의 시대로 바뀌어 나가고 있기 때문이다.

이 자리에서 테슬라 CEO 엘론 머스크(Elon Musk)는 반값 수준의 전기차를 내놓겠다고 발표했다.  그는 "현재 우리 차는 누구나 구매 가능한 적당한 가격대가 없으나 앞으로 나올 것이다.  그러기 위해선 배터리 가격을 낮춰야 한다"라고 밝혔다고 한다.  자체 배터리셀 양산 목표 시점을 선언했다.  새로운 원통형 배터리셀은 기존 에너지의 5배, 파워는 6배, 주행거리는 16% 늘어날 것이라 설명했다고 한다.

테슬라는 현재 전기차와 함께 자율주행차 개발에 집중하고 있다.  관련해서 머스크는 완전 자율주행 버전으로 업데이트된 차량을 공개했다.  약 3년 후에는 완전자율주행 전기차를 2만 5천 달러(약 2,900만 원대)에 구매할 수 있을 것이라고 덧붙였다는 것이다. (약 2,900만 원 대면 국산 소나타 수준 아닌가!)

한편 지난 5월 세계 경제전문지 블룸버그는 글로벌 신차 판매대수 중 전기차 비중이 올해 2.7%에서  2025년 10%,   2040년 58%까지 확대될 것으로 전망하기도 했다.  이같이 이제 내연기관차의 시대는 지나가고 있다.

전기차 시대가 이제 성큼 성큼 다가오고 있다.  전 세계적으로 내연기관차의 판매 금지(노르웨이, 네덜란드, 영국, 프랑스 등),   디젤차 운행 제한(독일 슈르트 가르트, 프랑스 파리),  친환경차 의무판매제(미국 캘리포니아주, 캐나다 퀘벡주 등) 정책이 시행되고 있거나 시행될 예정이다.

특히 영국 정부는 2035년부터 휘발유와 경유 차량은 물론 하이브리드 차량까지 판매를 금지키로 했다.  그때부터는 전기차와 수소차만 판매 가능하다.  애초 2040년 예정이었으나 5년을 앞당겼다.  가능하다면 2035년보다 더 앞당긴단다. 

영국은 주요 G7 중 가장 먼저 2050년 순탄소배출 제로를 선언한 국가다.  영국은 이 목표를 달성하려면 내연기관차 퇴출을 서둘러야 한다는 입장이다.  또한 전기차의 급속 성장 기조 속에서 글로벌 자동차 기업들도 발 빠르게 전기차 전환태세를 갖추기 시작했다.

독일의 폭스바겐은 2030년까지 전 세계 전기차 생산 투자금액의 44%에 달하는 400억 달러를 투입했다.  300종의 전기차를 개발할 계획이다.  스웨덴의 볼보 또한 2019년부터 내연기관차 생산을 중단하고 2025년까지 전기차 누적 100만 대 판매를 선언했다.

우리나라도 예외는 아니다.  아니, 전기차 개발·보급에 어느 나라 못지않게 적극 매진 중이다.  2019년 말 기준 전기차 8만 9천 대를 보급했으며,  2022년까지 35만 대를 목표로 전기차 보급 확산을 위해 노력하고 있다.  그리고 현대기아차도 2025년까지 전기차를 14종으로 확대 개발해 세계 전기차 시장 3위를 목표로 한 야심 찬 계획을 수립하고 적극 추진 중이라 한다. 

이 같은 전기차 보급 확대의 의미는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 효과적으로 환경 문제에 대응할 수 있다는 것, 그리고 차세대 혁신 성장동력으로 삼을 수 있다는 점이다.  그런데 전기차 보급 확대의 관건은 역시 배터리 기술 혁신과 가격 하락, 정부의 지원 정책에 의해 가속화될 것으로 전망된다.

첫째,  배터리 기술 혁신.  전기차 이용의 가장 큰 걸림돌은 역시 짧은 주행거리다.  주행거리의 결정은 엔진에 달려 있다. 기존의 자동차는 내연기관,  즉 ‘엔진’이 가장 중요하다.  엔진은 사람으로 치면 심장이라고 할 수 있다.  그런데 전기자동차는 바로 그 엔진이 필요 없다.  대신 배터리에 저장된 전기에너지가 모터를 돌려 동력을 얻는다.  핵심 부품이 ‘부릉부릉’ 굉음을 내는 엔진이 아니라 조용한 배터리와 모터가 된다.  최근 전기차 기술 향상으로 배터리 용량이 증대되는 추세다. 하지만 아직도 시판 중인 배터리는 차체에 비해 클 뿐만 아니라 충전 후 사용할 수 있는 시간도 비교적 짧은 편이다.

안정성도 문제다.  자동차는 습도나 온도를 달리하는 다양한 환경에 노출되고 끊임없이 충격을 받기 때문이다.  결국 차세대 전기자동차의 성패는 전기자동차 배터리에 달려 있다고 할 수 있다.  따라서 크기가 작으면서도 전기에너지 저장력이 뛰어나고, 다양한 주변 환경에도 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 배터리를 개발해야 한다.

이 일은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 많은 횟수로 충전을 해도 배터리의 기능이 떨어지지 않아야 한다. 한 번 충전으로 더욱 먼 거리를 주행할 수 있는 배터리의 구성 물질과 재료를 개발하는 일이다.  다른 하나는 배터리에 저장된 전기에너지가 모터에 안정적으로 공급될 수 있도록 관리하는 전력시스템을 개발하는 일이다.

실제로 우리나라 공공기관, 대기업 연구소 등에서는 차세대 배터리를 개발하기 위한 연구에 박차를 가하고 있다. 일부 대학교에서는 배터리 핵심소재·기술 개발과 인력 양성을 위해 나노신소재공학연구소를 특화해 지원하고 있다.

이러한 정부의 지원과 연구노력의 결과, 현재 1회 충전 시 주행거리 400㎞ 이상 돌파가 가능한 국산 전기차들이 판매되고 있다.  서울에서 부산까지가 456 ㎞라고 하니 한번 충전에 주행이 거의 가능하다는 얘기다. (참고로 세계 1회 충전 시 주행거리 탑 10을 보면 테슬 라사가 거의 독점하고 있는데, 550~600㎞대에 이르고 있다.)

이처럼 전 세계적으로 미국을 비롯해 EU, 일본, 중국 등 자동차시장을 선점하기 위해 경쟁을 펼치는 나라에서는 그 성공 열쇠를 배터리 개발에 두고 있다.  특히 겨울철 추워질 경우 1회 충전 시 주행거리가 급감하는데, 이를 극복하기 위한 기술의 진보가 전기차 발전의 관건이 될 듯하다. 아무튼 배터리가 그린카와 친환경에너지 산업의 성패를 좌우하는 산업으로 거듭나면서 전 세계적으로 배터리 황금시대가 도래하고 있다.

다음 전기차 시대가 달려온다(하)에서 이어집니다.