폭스바겐이 수소차를 포기한 이유 / 신차는 어떤 차로 사야할까? (전기차 / 수소차 / 하이브리드)

 

  ※ 이 글 또한 하나의 의견이고, 기술의 발전이나 여러 가지 환경에 따라 논란이 될 수 있으니 가볍게 봐주시면 감사하겠습니다.

 

 

자동차 동력원의 춘추 전국 시대

 

  먼저, 자동차에 대해 정말 아무것도 모르시는 분을 위해 간단하게 설명드립니다.

1. IC type (Internal Combustion, 내연기관)
   지금껏 휘발유, 경유, LPG 등의 연료로 엔진 내부에서의 실린더 폭발력으로 차가 굴러갈 수 있도록 하는 차량들을 내연기관 차라고 합니다. 가장 오래된 전통 타입의 차라고 생각하시면 됩니다.
   
   
2. HEV (Hybrid Electric Vehicle, 하이브리드)
   그러다가 등장한 하이브리드.. 생물학적 의미로 "잡종"이라는 사전적 의미가 있습니다. 당시에는 내연기관과 전기차를 합쳐서 나온 굉장히 특이한 차였으니 그런 이름을 붙인 게 아닐까 하는 생각이 듭니다. 2000년대 초기에 도요타에서 "프리우스"를 선보이면서 폭발적인 인기를 끌었죠. 차가 너무 인기여서 중고차가 신차보다 비싸게 팔리곤 했습니다. (미국에서..)
   MHEV(Mild Hybrid)와 FHEV(Full Hybrid)로 나누는데, MHEV는 모터의 비중이 좀 작은 편이라 기본 내연기관에서 생산된 전기힘으로 살짝 동력을 보태주는 역할만 하고, FHEV는 저속 때 모터로 구동하고 고속 때나 전력이 부족할 때는 내연기관으로 구동하는 방식입니다.
   
   
3. PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle, 플러그인 하이브리드)
   위에 HEV는 전기를 만드는데 오로지 내연기관에 의존한다면 PHEV는 별도의 전기 플러그를 이용해서 배터리를 주차중에 충전할 수 있고, 모터 및 배터리 용량이 HEV보다 훨씬 크게 설계되었습니다. 그러다 보니, 석유 연료를 덜 사용해서 연비를 훨씬 더 아낄 수 있는 개량형입니다. 
   약 8년전 관련 부분 공부할 때만 해도 이 타입이 굉장히 유망한 걸로 보았으나, 지금은 또 그렇지 않습니다.
   
   
4. BEV (Battery Electric Vehicle, 전기차)
   우리가 아는 일반적인 전기차가 이 타입입니다. 순수한 전기차의 시초는 생각보다 빠릅니다. 100년이 넘었지요. 지금까지 주도권을 잡지 못한 이유는 기술이 있다고 무조건 널리 보급되는 것이 아니라, 시장의 요구에 따라 치열하게 경쟁하면서 자리 잡는 게 순리입니다.
   구조도 굉장히 간단합니다. 기본적으로 배터리와 제어기, 모터 정도만 있으면 굴러 가는 자동차는 만들어집니다. 그에 비해 내연기관 차량은 엔진도 복잡하지만, 토크 컨버터와 미션, 액슬 등등의 동력 전달 과정이 필요하죠. 전기차는 모터까지 전력케이블로 에너지를 전달하면 모터가 속도, 토크를 다 컨트롤 가능하기에 미션도 필요 없고 아무튼 간단합니다.
     그럼... 왜?? 지금까지 내연기관에 밀렸을까요? 제가 볼때는 배터리 용량 기술, 모터 기술, 전력 인프라... 등이라고 봅니다. 
5. FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle, 수소전기차)
   영어 그대로 번역하면 연료전지차입니다. BEV는 배터리가 소모되면 충전소에서 별도로 전기를 충전해야 되지만, FCEV는 수소를 연료전지 내에서 외부 공기와 수소를 결합하여 전기 + 순수한 물을 만들어서 생산된 전기로 모터에 전기를 공급하여 구동되는 시스템입니다. 연료전지와 수소 탱크가 핵심 기술입니다. 

미래의 자동차 타입별 시장 점유율 예상

 

https://www.marklines.com/en/forecast/index

Market Forecasts - MarkLines Automotive Industry Portal

 

  그래프를 첨부하고 싶었으나, 저작권 지침상 페이지 링크만 걸었습니다.

  6개월 단위로 예상 점유율 추정치를 그래프로 게시한다고 합니다.

  일단, 2033년 기준으로 예상 점유율 순위는

 

   BEV > HEV > IC type >>>>>>>>> FCEV입니다...

 

  예상 점유율은 학계에서 많은 부분을 검토해서 추정치로 나오는 건데, 단순한 수요와 공급 기술 이런 것만 고려하는 것이 아니라, 자원과 환경까지도 고려해서 나온 결과입니다.

  8년 전 학계의 추정치는 FCEV가 상당 비율이 있었으나, 현재는 이렇게 나와 있습니다.

  수소차에 대한 얘기는 밑에 다시 하겠습니다.

 

  그래프가 왜 이렇게 흘러가는지 예전 기억과 나름 생각을 적어보겠습니다. (환경과 비용을 계산하는 부분이 사실 엄청 복잡합니다.)

 

 IC Type의 비중 약화

출처: Flickr

   IC Type은 뭐, 이제는 점점 비중이 줄어가는 게 정상입니다. 아무리 연비를 개선하고, 특히 디젤 (경유)의 경우는 심각한 매연 발생을 막기 위해 복잡한 후처리 시스템을 장착하고서도 결국 퇴출되는 분위기입니다.

   다만, 트럭과 같은 큰 동력이 필요한 차는 디젤 엔진의 효용성이 있긴 한데, 환경적인 측면에서 여러모로 계산되어 허용/금지 여부가 결정될 듯합니다. 그리고, 뒤에 또 언급하겠지만, 수소연료전지차가 이런 트럭에 적합하다는 견해가 많습니다.

   그럼, 왜 10년 뒤에도 상당한 비중으로 남아 있는 걸까요? 여러 가지 이유가 있겠지만..

   일단, 신뢰도가 높습니다. 오랜 시간 시장에서 내구성이 검증된 시스템입니다. 그리고, 전 세계 석유 매장량이 어마어마합니다. 옛날 우리 어릴 때 석유가 고갈된다고 난리 쳤었는데.. 아닙니다.. 기술의 발전으로 셰일가스며, 해저 유전이며 이곳저곳 발굴하다 보니 매장량이 걱정할 만한 수준이 아니라고 알고 있습니다. 그 말은 휘발유 등의 수요가 줄어들면, 가격이 떨어질 텐데, 전기는 수요가 늘어나면 발전기술의 엄청 높아지지 않는 이상 전기 생산단가 고려해서 전기값도 올라가겠죠. 그리고, 정치적인 면도 상당할 겁니다. 그래서 바로 없어지진 않을 거라 봅니다.

  그리고, 내구 성외에도 인프라도 이미 완벽하죠. 전기차도 그렇고 수소차도... 이 부분이 아직 매우 취약하기 때문에 단기간에 역전되긴 어렵다고 봅니다.

 

HEV 비중 약 강세

출처: Wikimedia Commons

 

  개인적으로는 앞으로 한 10년 조금 넘게 탈거라 생각한다면, 하이브리드가 답이지 않을까 생각합니다.

  인프라 걱정도 없고, 내연기관의 신뢰성을 어느 정도 가지고 있으면서 연비는 탁월하고..

  기술적인 면에서도 나름 시간이 어느정도 흘러서 안정되었다고 생각됩니다.

  IC Type의 이유와 비슷한 이유로 상당기간 유지될 것으로 봅니다.

 

 

BEV의 약진

출처: Pixabay

 

  BEV의 전망이 매우 밝아지고 있는 거 같습니다.

  전기차는 과거 배터리 기술 문제로 주행거리가 문제가 컸고, 충전시간이 상당한 터여서 가뜩이나 부족했던 전기차 충전소에다 장시간 차를 세워두고 충전해야 하는 불편함이 있었습니다.

  그러나, 점점 배터리 용량과 전력 소모율 개선이 커져서 주행거리의 단점을 줄이고, 급속 충전 기술을 통한 충전시간을 줄이면서 전기차 충전 인프라가 확대되고 있어서 전망이 매우 밝아지고 있습니다.

  아직 검증된 것은 아니지만, 그래핀 기술이 잘 적용된다면 배터리도 한층 더 발전할 테고요. 현재 배터리 폭발 문제 등의 안전상 문제도 100% 해결된 것은 아니라서 과제가 좀 있긴 합니다만 전망은 밝습니다.

  전기 생산에 관련하여 어느 정도 환경적인 문제가 관련되어 있지만, 수소차처럼 일단 구동 시에는 배출가스는 없으니, 친환경차 조건에도 매우 부합합니다.

 

 

  이런 연유로 현재로서는 하이브리드가 그나마 안정적으로 오래 탈 수 있는 차라고 생각됩니다. (IC type도 뭐..) 뭐, 2년 정도만 타고 계속 바꿔 타시는 분들은 아무거나 타셔도 될 듯하고요. 전기차는 좋긴 한데 아마 기술이 계속 급속도로 발달하지 않을까 하는 생각이 드네요. 엄청난 배터리 값은 덤이죠.

 

 

 

 

수소차의 향후 전망과 극복 과제

 

출처: Wikimedia Commons

  얼마 전 현대자동차에서 제네시스 수소차 연구를 중단한다는 소식이 있었죠. 

  조직변경이 있었는데, 수소연료전지 사업부가 확대 전문화되었다고 합니다.

  그리고, 개발 로드맵이 다소 바뀌었고 인프라 대비해서도 그렇고 뭔가 문제가 생긴 듯 한 생각이 듭니다. 내부자가 아니라서 상세한 내용은 모르겠지만..

  

  그리고, 작년 3월 폭스바겐 CEO가 수소 전기차를 개발하지 않겠다고 공언했죠. GM과 벤츠 등도 일찌감치 수소차를 포기했습니다.

 

수소차의 단점 (과제)

1.  높은 기술을 요구함에 비해 전기차 대비 (전력) 효율면에서 불리하다.
    수소라는 에너지원 자체가 출력이 높아서 사실 승용과 같은 가벼운 차량보다는 트럭이나 열차, 중장비 등에 더 적합하다고 합니다. 승용차에는 그냥 전기차가 효율이 더 낫다는 말이죠. 그래서 제네시스 수소차 부문을 재검토한 게 아닐까 합니다.
2.  친환경 차지만, 친환경이 아니다?
    수소차 자체에서 나오는 배출물은 물밖에 없으니, 친환경차가 맞습니다만.. 수소를 생산하는데.. 탄소 배출량이 어마어마하죠...
    전기 분해하면 만들 수 있는 거 아니냐??? 이렇게 생각하시겠지만.. 그 전기는 또 어디서 만드는 걸까요? 그리고, 전기차와 달리 채산성을 고려하면 전기로 생산하게 되면 굉장히 비효율적입니다. 에너지가 전환되는 과정에는 반드시 손실이 생기는데, 전기 -> 수소 -> 전기로 이렇게 갈 바에는 그냥 전기를 그냥 쓰는 게 낫겠죠?
    물론 풍력이나 태양광 등의 에너지로 만들어서 수소를 생산하면 전 과정이 친환경이 맞긴 합니다.
    그래서 약 4% 정도 외에는 대부분이 천연가스나 석유 정제 과정, 석탄 등으로부터 만들어집니다. 이 과정에서 탄소가스 배출은 필연적이고요.
    즉.. 생산과정이 친환경이 아닙니다.
   
   
3.  안전문제....
    수소가 누기가 되면 공기 중으로 급속히 확산되어 폭발할 일은 없다고들 합니다. 그리고, 수소탱크 기술이 안전면에서 3중 안전장치로 만들었기에 문제가 없다고는 하나... 터질 수 있다고 봅니다. 가능성이 없는 게 아니죠..
    그리고, 한번 터지면 그야말로 폭탄입니다.
   
   
4. 인프라
    인프라가 없는 건 전기차도 마찬가지 아니냐고 하실 수 있으나... IC Type과는 비교도 할 수 없고, 전기차 충전 시설은 수소 충전소보다 만들기도 쉽고, 이미 전기란 것은 시설 곳곳에 통해 있기 때문에 조금만 더 보충하면 얼마든지 구축할 수 있습니다. 반면, 수소 충전시설은 안전상으로 고려해야 할 것도 많고, 전기차 충전소 보다도 현재로서도 숫자가 훨씬 적습니다.
    이런 상황이면 수소차가 전기차보다 확연한 장점이 있어야 하는데...
    과거 큰 장점이 수소 충전 시간이 빠른 거였는데, 전기차의 급속 충전 기술이 발전하면서 이마저도 무색해지고 있습니다.

 

  현대자동차가 수소차 부분에서 기술면에서 세계적으로 앞서 있다고는 하나, 위의 단점을 극복하지 않고서는 많이 어려워 보입니다. 하이브리드에서 도요타나 일본 업체들이 워낙 독보적으로 앞서가고 있었기에 하이브리드에도 적극적으로 가질 못하고 수소차로 집중한 것으로 생각되는데... 조금 걱정이 됩니다. 한 분야에서 독보적으로 잘 자리 잡았으면 좋겠습니다만. 중국은 이미 애초부터 전기차에 올인하고 있어서 가격 면이나 기술면에서도 가까운 미래에 현대차를 매우 위협할 것으로 생각됩니다.

  그리고, 전기차가 내연기관차보다 기계적인 측면에서의 기술을 덜 요구하기 때문에 테슬러와 같은 기업부터 전기차 관련 유수의 회사들이 기존 자동차 업체들에게 강하게 도전할 거 같네요.

 

  수소차 시장(?)도 국내가 좀 큰 편이고, 해외에서는 큰 수요가 없는 편입니다. 우리나라도 사실 정부에서 많이 홍보하고 밀어준 면이 크지 않나 생각합니다. 그리고, 수소경제에 올인할 것처럼 하는데... 디테일을 꼭 살펴보고 정책을 시행했으면 합니다. 세금이.. 크게 들어갈 텐데..

 

  물론, 또 이런 우려스러운 부분들이 기술적으로 충분히 극복될 수도 있습니다. 불과 10년 전만 해도 수소차에 대한 비전이 매우 좋았던 것처럼 또 뒤바뀔 수 있겠죠. 수소가 정말 대단한 에너지원인 것은 틀림없습니다.  언젠가는 수소로 모든 것을 할 수 있는 시대가 올 수도 있겠죠.

 

 

  각설하고... 신차를 고를 때

 1. 기름값 상관없고, 보장된 안전과 내구성으로 차를 (적당히 싼 유지비로) 오래 타겠다.=> 기존 휘발유 차 사시고..

 2. 부품값은 조금 비쌀 수 있고 유지비는 나갈 수 있지만, 기름값 크게 아끼고 친환경에 이바지하겠다

   → 하이브리드 추천

 3. 인프라가 좀 불편하지만, 친환경에 이바지하고 아직까지는 싼 전기세로 기름값도 아끼겠다. 대신 배터리 교체 때 큰돈 쓰는 건 감수할 수 있다. 배터리 용량이나 충전 기술 발전되는 거 보고 안 부러워할 수 있다

   → 전기차 추천

  

 정도 되지 않을까 하고 생각해 봅니다.

 자동차 전문가는 아닌데 개인적인 생각을 적어봤습니다.