전기차는 정말 내연기관보다 뛰어난가요?
LCA(전 과정 평가)와 PCF(제품 탄소 발자국)를 통한 비교
친환경 차량(Eco-Friendly Vehicles)은 환경에 미치는 영향을 최소화하고 온실가스 배출을 줄이기 위한 대안으로 전 세계적인 트렌드입니다. 전기차를 통해 탄소 배출을 감소시킴으로써 지구 온난화와 기후 변화 문제에 대응한다 하지만 과연 그럴까요?
전기차가 진정한 친환경적인지에 대해서는 여전히 논쟁의 여지가 있지만, 내연기관 차량보다는 환경에 긍정적인 영향을 미친다는 것은 어느 정도 연구결과로 증면된 사실입니다.
사실 까놓고 말하면 "자동차를 아예 없애는 것이 현실적으로 불가능하므로, 가능한 한 탄소 배출량을 줄이려는 방향으로 나아가야 한다." 생각하시면 조금 이해가 쉽죠
뭐 조금 고급스럽게 말해보면 2000년대 전 세계적으로 환경 문제가 대두되면서 탈탄소화가 주요 사회적 이슈로 자리 잡았고, 파리 기우협약 이후 이에 따라 각국은 차량의 탄소 배출을 제한하는 법안을 발표하고 환경을 지키기 위해 노력하고 있다. 정도로 표현할 수 있겠네요
물론 미국에서는 이를 탈퇴하고 뒤에 많은 이야기가 있지만 이건 다음에 다루도록 하고
사실상 자동차 회사들은 이러한 규제에 부응하기 위해 효율성은 높이고, 탄소 배출을 줄이며, 전기나 대체 연료를 사용하는 다양한 형태의 차량을 개발하는 데 주력하는 것이 현 상황입니다.
전가차는 진짜 내연기관보다 좋은가요?
맨 처음 이 논제에 대해 질문받으면 대다수의 사람들은 전기차가 효율이 더 좋아라고 답변합니다. 사실 그 이는 매우 단편적인 장점이고 이점이 아주 많지만 말이죠, 이는 주제별로 따로 다루겠지만 우선은 큰 그림을 봐보죠
사실 전기공학 전공자인 제게 맨 처음 든 생각은, "내연기관의 효율성을 높이는 것으로 문제를 해결할 수 있지 않을까?"라는 질문입니다. 슬픈 이야기지만 내연기관자는 태생적으로 카르노 사이클 이론에 의해 효율의 한계가 정해져 있으며, 가속과 감속 시 효율이 급격히 떨어지는데 이를 대체할 횟수하기는 불가능하죠, 사실상 폭발을 사용한 공정을 이용한다면 한계가 명백하다 보시면 되겠네요
반면 전기차와 같은 친환경 차량은 단일 차량으로만 보았을 때 내연기관 차량보다 훨씬 높은 효율을 자랑합니다. 감속 시 회생제동으로 인한 연비증가 및 전기차의 전체 시스템 효율의 향상으로 내연기관보다 높다 정도로 이해하시면 됩니다만 실수 치는 얼마나 차이 날까요?
전체시스템 효율로 따져보면 내연기관은 15~40%대 전기차는 최소 50%부터 출발한다고 생각하시면 편 합니다 다만 이러한 효율 비교가 과연 정당한가에 대한 논의를 해야겠죠? 단순 효율만으로는 비교하면 안 되잖아요?
공정한 비교를 어떤 방식으로 하나요?
공학자들은 정확한 수치나 비교에 미친 사람들이라 이러한 지표 비교를 위해 LCA(전 과정 평가)와 PCF(제품 탄소 발자국)와 같은 평가 방식이 도입했습니다. 이 평가들은 차량의 생산, 사용, 폐기까지 모든 단계를 포함해 전체적인 탄소 배출량을 측정하는 방식으로 여러 산업분야에 쓰이고 있죠
실제로 IEA(International Energy Agency)에 들어가 보면
일별 주행거리와 년도에 따라 전 과정 평가를 분석해놓은 차트가 있습니다, 내연기관 차량은 전기차에 비해 많게는 두 배에서 최소 30% 이상 더 많은 탄소를 배출하는 것으로 나타나고, 이는 단순히 연비나 사용 중 배출량만이 아니라, 생산부터 폐기까지의 모든 과정을 고려한 결과로 사실상 전기차를 개발해서 탄소배출량을 저감 하는 것이 압도적으로 싸다는 거는 결론이 도출되는 거죠
결론적으로 말씀드리면 강화되는 탄소 배출 규제를 내연기관 차량만으로 감당하는 것은 불가능에 가깝습니다. 이로 인해 자동차 제조사들은 내연기관에서 전기차로의 전환을 추진하고 있으며 이 앞에 BYD와 테슬라가 있다 정도로 이해하시면 편할 겁니다.
다만 그럼 자연스럽게 의문이 따라옵니다 요즘말로 어떻게 칼 들고 협박하길래 내연기관을 버리고 전기차로 가는 걸까요? 이는 국가별 제한법규에 대해서 한번 세세하게 다뤄보죠
