친환경 자동차에 대하여
전기차, 마일드 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 수소 연료전지
오랜만에 이것저것 구글링을 해보다가, 그동안 문득 궁금했으나 정확히 알지 못하고 어렴풋이 이해만 했던 친환경 차들에 대해서 간단히 내용을 정리해 보고자 합니다.
친환경차 구매를 고려하시는 분들은 어떤 차를 구매해야 하는지 어떤 차이가 있는지 한 번쯤은 찾아보셨을 거 같습니다.
저는 아직 내연 기관을 선호하지만 언젠가는 시대의 흐름에 따라 친환경 자동차로 넘어가지 않을까 싶습니다.
전 세계적인 트렌드 역시 친환경 방향으로 바뀌고 있습니다.
대표적으로 그간 석유와 가스 판매로 엄청난 돈을 벌여들인 Global Oil & Gas Major Company (ExxonMobil, Shell, Total, BP 등) 들 역시 생존을 위해서 Low Carbon Emission을 향한 Energy Transition을 기정 사실화하고 실제로 전략에 반영하고 있습니다.
특히 유럽계 회사들의 변화에 대한 적극적인 행보가 눈에 띄는데요, Total 같은 경우는 풍력과 태양광 발전을 그들의 자산 포트폴리오 내 비중을 높이겠다고 발표한 후 적극적으로 관련 기업들을 인수하고 있고, Shell도 마찬가지로 Net Zero Carbon 배출을 전제한 사업 전략을 제시하고 있으며, BP도 Net Zero Carbon Emission Business Development Roadmap을 수립하였습니다.
이런 전체적인 흐름을 보면 결국 내연 기관은 점차 역사의 뒤안길로 사라지게 될 것입니다. 지금 당장은 아닐지라도 2030년 이후가 되면 눈에 띄게 줄어들고, 2050년이 되면 박물관에서나 보게 되지 않을까 싶네요.
이런 맥락에서 현재 시장에 출시된 친환경 차들의 구동 방식에 대해 한 번 알아보도록 하겠습니다.
먼저 순수 전기차입니다.
우리가 알고 있는 현대자동차의 아이오닉, 테슬라의 모델3, 모델S 등이 이 범위에 속하는데요.
정확한 명칭은 BEV (Battery Electric Vehicle)입니다.
잘 아시겠지만 BEV는 배출 가스가 전혀 없습니다. 이유는 차량의 배터리에 충전된 전기를 활용해 전기 모터가 구동력을 발휘하기 때문입니다.
대신 주행 거리에 대한 이슈가 있습니다.
장거리 운행 시 충전에 대한 문제가 있기 때문에 미리 코스를 정해놓는다든지 중간중간 휴게소에서 충전을 해야 된다든지 하는 불편함이 있습니다.
다만, 앞으로 배터리 및 전기모터의 기술이 향상되면 이런 문제가 자연스럽게 사라질 수 있지 않을까 생각됩니다.
한편, 별도의 엔진을 달아서 오롯이 배터리 충전을 위해 사용하는 (구동력도 전달하게 되면 Hybrid가 됨) Range Extender 버전이 있긴 합니다만 뭔가 아쉽죠. 친환경이 아닌 느낌이 들어서요..
Range ***
Infrastructure ***
Sustainability *****
BMW 자체 평가에 따르면, 아직 주행 거리에 대한 불안들이 조금 있기 때문에 별 3개, 충전 인프라는 조금 더 시간이 필요학 때문에 별 3개, 성장성은 별 5개입니다.
다음은 마일드 하이브리드입니다.
그전에 하이브리드라고 하면 전기모터와 엔진이 달려있는 차입니다.
전기 모터와 엔진이 별도로 구동하기도 하고 함께 구동하기도 합니다. 대표적인 차는 요즘 인기 많은 그렌저 하이브리드, 소렌토 하이브리드 이런 것들이 있습니다.
회생제동 시스템을 이용하여 배터리를 충전하고 일정 수준 이상 충전이 되면 모터를 구동시켜서 엔진 개입을 늦추거나 아니면 위에 말씀드린 것처럼 모터로만 굴러가거나 아니면 모터와 엔진이 함께 돌면서 연비를 끌어올려준다거나 하는 시스템입니다.
사진은 마일드 하이브리드의 구조인데요, 전기 모터가 엔진 옆에 달려 있어서 엔진이 하는 일을 도아주는 역할을 합니다.
시동 시 많은 연료가 들어가는데 전기모터가 시동을 도와줘서 연료 소비를 줄여주고요, 가속 시 부스트 발생에 도움을 주어서 엔진 연료 소모를 감소시켜 줍니다.
이러한 메커니즘으로 인해서 100km당 약 0.4리터의 연료가 절약된다고 하는데요, 이렇게 봐서는 별거 아닌 거 같지만 주행거리가 많아지면 많아질수록 절약되는 연료의 양이 확연히 커지겠지요.
제 M3가 약 39,000km 주행했으니 마일드 하이브리드 시스템이 탑재되었다면 약 156리터의 연료를 절감했을 것입니다.
그럼에도 불구하고, 구동력은 오롯이 내연기관을 통해 발생하기 때문에 배출가스나 이런 부분이 환경 개선에 미치는 영향은 거의 없습니다.
Range *****
Infrastructure *****
Sustainability **
당연히 기름을 넣고 달리는 차이기 때문에 주행거리나 인프라 점수는 좋습니다. (별 5개)
그러나 성장성은 앞서 말씀드린 배출가스 측면에서 좋아질 거 같진 않습니다. (별 2개) 완전한 EV로 넘어가기 전의 Bridge 콘셉트이라고 봐야 할 거 같네요.
다음은 플러그인 하이브리드입니다. BMW 330e 모델이 딱 플러그인 하이브리드라 할 수 있겠습니다.
통상 일반 하이브리드 모델보다 조금 더 큰 배터리 용량을 가지고 있고, 별도의 충전 포트를 통해서 충전도 할 수 있습니다.
물론 주행 중에는 회생제동 시스템에 의해서 배터리 충전이 가능합니다.
마찬가지로 하이브리드 모델과 같이 전기로만, 엔진으로만 그리고 두 개의 조합으로 모두 주행이 가능합니다.
완전한 EV로 넘어가기에 앞서 주행 거리에 대한 고민이 있으신 분들에게 대안이 될만한 차라고 생각합니다.
물론, 배출가스는 일반 내연기관 차보다 적겠지만, 어쨌든 배출가스가 있기 때문에 그 미래가 엄청나게 밝진 않겠지만 한동안 많은 차량이 이런 컨셉으로 생산되고 판매될 거 같습니다. 다만, 배터리의 충전 속도나 효율성이 증가한다면 그만큼 빨리 BEV에 의해 대체되겠지요.
Range *****
Infrastructure *****
Sustainability ****
아무래도 일반 하이브리드 모델보다는 상대적으로 성장성이 좋을 거 같긴 합니다.
별도로 충전도 가능하고 배터리 용량 역시 크기 때문에 전기만으로 주행 거리 역시 길어질 거고, 복합 모드에서 주행 시 연비도 더 좋을 거 같습니다. 그런 측면에서는 성장성이 BEV 다음으로 좋아 보입니다. (배터리 기술의 발전이 이 녀석을 얼마나 더 오래 시장에서 활약하게 할 수 있을지 결정할 거 같습니다.)
마지막으로 수소 자동차입니다.
수소 자동차는 현대 자동차가 넥소를 앞세워 친환경 이미지를 제대로 만들어 가고 있는 차량입니다.
수소와 산소가 반응하면서 발생하는 전기 에너지가 연료 전지에 저장되고 그것을 이용하여 전기 모터를 굴리는 방식입니다.
전기가 생산되면서 발생하는 부수물은 "물"이기 때문에 배출가스 측면에서는 BEV와 같이 제로라고 보면 될 거 같습니다.
다만, 수소를 생산하기 위해서는 많은 양의 전기가 필요하고 그 전기를 생산하기 위해서 그만큼 발전을 해야 하고 그리하여 그만큼 이산화탄소 배출이 늘어납니다.
또한 수소를 운송하는 과정에 있어서 이산화탄소 배출이 필연적이기 때문에 완전한 친환경차로서의 역할은 BEV보다 떨어지는 게 사실입니다.
배터리 전기 자동차 역시 Battery를 만들 이 위해서 들어가는 전기 그리고 리튬 생산 시 배출되는 가스들을 고려하면 완전한 친환경이 아닌 긴 합니다만, 수소 생산 이 그보다 더 큰가 봅니다.
그리고 연료 전지의 촉매 역할에 백금이 무려 50g~70g이나 들어간다고 합니다. 이게 많이 비싸겠죠?
그래서 백금을 대체할 혁신적인 기술이 나와야 하고, 지금도 여러 기술들이 개발되고 있긴 합니다만 현시점에서 봤을 때 성장성이 그리 높지 않다는 게 업계의 전망인 거 같습니다.
게다가 수소 자체가 위험한 물질이다 보니 수소 충전 인프라 역시 다른 것 대비 확장하는데 시간이 많이 소요 도기도 하고 지금 설치된 충전소 수도 그리 많지 않다는 것도 해결해야 할 문제입니다. (서울 5개)
Range ****
Infrastructure *
Sustainability **
이상 요즘 뜨고 있는 그리고 앞으로 대세가 될 친환경 차에 대해 간단히 알아봤습니다.
조만간 전기차 시대의 도래는 기정 사실화되었으니 지금 가지고 있는 내연기관 잘 관리하시어 오래오래 소장하시면서 내연 기관의 감성을 끝까지 느껴 보시기 바랍니다.
끝.
