전기차 너를 알고 싶다
내연기관의 종말… 전기차가 대체 그다음은?
그야말로 전기차의 시대이다. 코로나 19에 대한 보복 소비로 자동차를 바꾸는 시민들이 늘어나고 있는 상황에서 많은 소비자들이 전기차에 대한 관심을 보이고 있다. 그렇지만 전기차, 하이브리드 플러그인 하이브리드 그리고 수소 전기차가 무엇인지 알고 있는 소비자는 많지 않다.
전기차는 무엇인가?
전기차는 고전압의 배터리에 저장된 전기 에너지를 모터에 공급해 구동력을 발생하는 자동차로 기존의 화석연료인 휘발유 또는 경유 등의 개스를 태워 만들어내는 폭발 행정을 통한 자동차와 차이를 둔다.
결국 내연 기관이 필요 없는 구조이기 때문에 오염물질을 발생하지 않는다는 특징을 가지고 있다.
동시에 배터리를 포함해야 한다는 점 때문에 무겁거나 주행거리에 차이가 생긴다.
이중 가장 먼저 전기차라는 이름으로 사용된 하이브리드 자동차는 기존의 내연 기관을 주 엔진으로 사용하면서 주행 중 발생하는 에너지 손실을 전기 배터리에 저장하는 방식으로 사용하는 자동차를 말한다.
초기에는 실제 운행에 전기를 사용 가이보다는 자동차 내부에서 사용하게 되는 전기 장치에 보조 수단으로 사용하면서 연비를 늘리려는 목적을 가지고 있었다.
대표적으로 도요타의 프리우스가 하이브리드 자동차인데 브레이크 과정에서 발생하는 에너지 손실을 회생제동으로 충전해 이를 사용하는 방식으로 개발되었다.
이후 배터리의 발전으로 회생 에너지를 직접 구동 계통에 활용하는 방식으로 발전하면서 연비의 대 혁명을 가져오기도 했다.
그렇지만, 매끄럽지 못한 주행 감각과 강력한 회생제동으로 인한 드라이빙 능력 저하가 문제가 되었다. 여기에 더불어 배터리 효율 역시 낮고 회생 에너지를 저장하는 공간 부족 등의 문제로 지금은 대부분의 자동차 메이커들이 생산하지 않고 있다.
바로 여기서 발전한 모델이 바로 플러그인 하이브리드인데 기존 엔진과 모터 능력을 조합해 차량을 구동하는 방식이면서 외부의 전원을 공급해 전기 에너지원을 충전할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다. 이 때문에 시내구간을 운행한다거나 단순 반복 구간에서는 기존의 내연기관을 아예 사용하지 않고도 운행이 가능했다.
대표적인 차량으로 BMW의 소형 전기차인 i3를 꼽을 수 있다.
BMW는 스포츠형 전기차인 i8의 후속 모델로 i3라는 소형 해치백 스타일을 내놓으면서 60와트 대형 배터리를 장착해 90마일까지 운행이 가능한 자동차를 선보였다.
여기에 모터사이클용 소형 내연기관 엔진을 장착해 만일 전기 공급이 부족할 경우 임시로 전력을 생산해 운행할 수 있도록 했다.
사실 플러그인 하이브리드 자동차는 현재 많은 자동차 메이커에서 주력 전기자동차로 공급하고 있는 차량이라고 할 수 있다.
전기 배터리 용량을 늘려 기존 내연 기관의 개입 없이도 100마일 가까이를 주행하도록 하면서 각광받고 있다.
여기에 연방 정부의 전기차 보조금을 부분적으로 받을 수 있다는 장점까지 알려지면서 수요 역시 빠르게 늘어나고 있다.
전기차의 시대는 도래했는가?
결과적으로 전기차의 시대가 시작된 것은 부인할 수 없다.
이미 테슬라가 단일 자동차 메이커로서는 최초로 연간 50만 대 가까운 전기차 생산고를 보이고 있는 것부터 얼마나 많은 전기차 수요가 있는지를 보여주는 단적인 예다.
여기에 GM, 포드, 현대 등 대중적인 브랜드 역시 매력적인 전기차를 만들어 내고 있는 것도 고무적인 일이다.
포드는 머스탱을 마하 3이라는 소형 전기 SUV 모델을 통해 전기차 시장에 본격적인 출사표를 던졌다. 240마일 가까운 주행거리와 고급스러운 마감, 그리고 머스탱이라는 브랜드 이미지까지 겹치면서 빠르게 전기차 시장을 잠식하고 있다.
여기에 현대는 아이오닉 5를 출시하면서 현대만의 전기차 아이덴티티를 구축하고 있다. 각진 이미지와 외부 전원 공급이라는 새로운 기술을 선보이면서 테슬라를 위협할 가장 경쟁력 있는 회사라는 이미지도 얻고 있다.
하지만 이러한 장밋빛 전망만 있는 것은 아니다.
각국에서 탄소 배출을 줄이기 위한 방법으로 지원했던 전기자 보조금 역시 줄어들고 있는 추세라는 점은 전기차 사업자들의 수익률을 낮추는 중요한 요인으로 자리 잡았다.
여기에 중국과 미국의 분쟁이 이어지면서 희토류를 비롯한 전기차에 필요한 여러 원료가 기술이 문제가 되고 있다.
결국 전기차 시장이 대세로 자리 잡았으나 배터리 생산 능력이 제한될 수밖에 없다는 점 때문에 다음 세대의 전기차를 노리는 기업도 늘어나고 있다.
그중 하나가 바로 수소 전기 자동차이다.
수소 전기자동차는 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜서 발생하는 전기를 연료전지에 충전해 사용하는 방식으로 부산물로 물 이외에 다른 부산물이 생기지 않는다는 장점을 가지고 있다. 즉 가장 친환경적인 자동차라는 점이다.
여기에 연료를 수소로 하고 있기 때문에 배터리 용량이 클 필요도 없다.
수소연료전지 자동차 분야에서는 한국의 현대와 일본의 도요타가 각축을 벌이고 있는데 양사 모두 차세대 자동차로 사활을 걸고 있다.
이와 더불어 수소 전기차는 수소와 산소의 혼합을 위해서는 순수한 산소가 필요한데 이 때문에 정화 장치 역시 강력한 성능을 보인다. 결국 자동차가 대기 중의 공기를 정화하는 방식으로 운용되기 때문에 더 이상 자동차가 매연을 뿜는 것이 아니라 대기 중의 공기를 정화하는 상황이 발생하게 되는 것이다.
반면 가장 큰 단점으로 인프라와 가격을 꼽을 수 있다. 수소 충전소를 건립해야 하며 폭발에 민감한 수소를 안전하게 저장하고 운용할 수 있는 기술이 무엇보다 중요하다.
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