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녹색 혁명 ‘그린카’는 달리고 싶다
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녹색 혁명 ‘그린카’는 달리고 싶다

기존 가솔린차 대비 1.5~2배 고효율

기사입력 2011-12-29 00:05:13
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녹색 혁명  ‘그린카’는 달리고 싶다

[산업일보]
바야흐로 녹색시대가 도래하고 있다. 원유가격 변동과 각국의 환경규제 강화로 인해 전 산업분야에 이른바 친환경 시장이 확대되는 추세다. 이에 따라 자동차시장에도 친환경 자동차인 ‘그린카’에 이목이 집중되기 시작했다. 각 자동차업체들은 물론 각 주요국의 정부에서도 지원의 규모가 점차 커지는 모습이다. 향후 몇 년 지나지 않아 자동차시장은 곧 녹색바람, 즉 그린카 시대의 바람이 불어올 조짐을 보이고 있다.

그린카에 시동을 걸다
세상이 친환경에 눈을 돌리기 시작한 것은 비단 최근의 일이 아니다. 시후변화, 에너지 문제, 고령화 등의 문제로 말미암아 이미 온실가스 감축 및 고유가에 대응하기 위한 움직임이 여러 산업분야에 걸쳐 일어나고 있으며, 이는 자동차시장에서도 예외가 아니다. 미래 자동차산업은 친환경, 지능형 자동차가 주류를 이룰 것으로 보인다.

최근 전 세계에 불어 닥친 경기침체에도 불구하고 각 주요국은 그린카를 개발하는 데 물심양면으로 적극 투자를 아끼지 않고 있다. 이는 환경 및 에너지 절약 차원에서도 간과할 수 없으며, 미래 경쟁력 확보에도 중요한 열쇠로 작용하기 때문인 것으로 보인다. 경기침체는 또한 세계 자동차시장의 중심축을 미국에서 유럽, 일본, 한국 등으로 그 축을 옮겨 다원화되는 추세를 보인다.

녹색 혁명  ‘그린카’는 달리고 싶다

그린카는 그린 동력시스템의 장착 또는 이에 준하는 개선으로, 기존 내연기관에 비해 연비가 높고 배출 가스나 이산화탄소의 배출이 적다. 2L로 100km를 주행하고, 2005년에 대비해 배기가스는 20%, 사망사고는 절반으로 감축되는 효과를 낳아 소비자와 정부 양측으로부터 환호를 받기에 이르렀다.

그린카의 종류는 주로 하이브리드(HEV), 클린디젤(CDV), 연료(수소)전지자동차(FCEV), 순수 전기차(EV) 등으로 꼽을 수 있다. 그 중에서도 대표적인 그린카인 하이브리드 자동차는 연료를 사용해 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동시키는 모터로 구성된 시스템을 자랑한다. 이 하이브리드차는 충전소가 불필요하고 희생제동 및 가속보조로 연비의 향상을 도와 그 편의성을 보장한다. 다만 대체에너지의 사용이 제한적이라는 데 그 한계가 있다.

클린디젤차는 가솔린 차량보다 효율이 높은 디젤 차량의 장점을 살려 기존에 자주 거론됐던 미세먼지나 질소산화물 등의 배출가스 문제를 현저하게 줄인 자동차다. 고연비의 장점에 최근 유럽과 미국의 환경규제에도 만족할 수준의 청정도를 더해 하이브리드차와 함께 현실적인 친환경차로 인정받고 있다.

수소전지자동차는 연료인 수소로부터 직접 전기를 생산해 차량을 구동하면서 배기가스가 아닌 수증기를 배출해 이 역시 무공해 차세대 자동차로 주목받고 있다. 엔진 대신 전기모터를 사용하고, 연료전지에서 생성된 전기를 동력원으로 삼는다. 이 수소전지자동차는 재생 가능 에너지원으로부터 수소 생산 기술 개발을 통해 ‘수소 경제’를 실현하는 데 주력하는 모습을 보이고 있다.

순수 전기차 역시 하이브리드차와 비슷한 맥락인데, 순수하게 배터리의 힘으로만 움직이는 자동차를 말한다. 전력 생산 시 대체에너지 사용의 확대가 가능하지만 충전소가 필요하고 고가의 고용량 배터리가 큰 걸림돌로 작용하고 있다.

이 친환경차들의 이산화탄소(CO₂)의 배출량은 디젤차, 하이브리드차, 연료전지자동차, 전기차 순(자료: Hishshi Ishitani, Well-to-Wheel Efficiency Analysis)이며, 연료효율은 하이브리드차가 가장 높고 전기자동차가 가장 낮은 것으로, 차량효율은 전기자동차가 가장 높고 하이브리드차가 가장 낮은 것(자료: A&D 컨설턴트, 2005)으로 나타났다. 구매비용에서는 클린디젤차가 우세하나 운영비용 및 CO₂ 배출량에서는 전기자동차, 하이브리드차, 클린디젤차 순으로 유리하다는 것이 전문가들의 분석이다.

자동차시장 속 그린카의 번식
미래 그린카 시장에 관심이 집중되는 데는 여러 가지 이유가 있다. 위에서 언급했듯 북미 및 유럽 시장의 까다로운 환경오염 규제가 그 첫 번째인데, 미국의 CAFE(Cooperate Average Fuel Economy)와 유럽의 자동차 배기가스 기출기준(European Emission Srandard) 등의 환경규제가 최근 더욱 강화될 예정이다. 실제로 자동차 운송 분야는 2005년 기준으로 전세계 이산화탄소 배출의 17%를 차지하고 있으며, 디젤차의 경우 가솔린차에 비해 CO₂ 배출량이 30% 정도 적고, 연비는 30% 이상 높아 과도기적 그린카 시장에서 매력을 불러일으킬 만하다.

환경문제에 이어 국가경쟁력에 있어서도 그린카는 눈여겨볼 만하다. 미래 자동차는 이산화탄소 배출이 적고 연료를 덜 소모하는 친환경 고효율의 그린카가 주류를 이룰 것이 불 보듯 빤한 일인데, 이것이 바로 정부의 지원을 촉진하는 것이다. 자동차 제조사들이 기존 자동차를 개발하는 데만 지나치게 몰두한다면 장기적으로 봤을 때 국가경쟁력의 막대한 손실을 불러올 여지는 충분하다. Global Insight의 분석 자료에 따르면 2025년에는 하이브리드차가 5천만 대를 판매해 58%를 점유하고, 2040년에는 연료전지차가 8천만 대를 판매해 90%를 점유할 것으로 전망된다.

그린카를 위해 나라가 움직인다
위와 같은 여세를 비롯한 여러 가지 이유로 각 제조사, 각 국가들은 그린카를 개발하는데 매진하기 시작했다. 특히 일본의 도요타, 미국의 GM, 유럽의 폭스바겐 등은 글로벌 자동차시장의 선두를 달리고 있는 모습이다. 이들 기업은 하이브리드에서 수소전지자동차까지 다양한 그린카 기술에 투자하고 있으나 각 업체 및 국가의 시장 및 특성에 따라 그 주력분야가 서로 조금씩 다르다.

먼저 다양한 차량개발을 시도하고 있는 미국은 수소전지차에 주력하는 모습이었으나 점차 하이브리드차로 방향을 틀고 있다. 가장 대표적 기업인 GM은 SUV나 픽업트럭에 탑재하는 2모드 하이브리드 시스템, 중출력형 BAS(Belt Alternator Starter)하이브리드 차, 다임러, BMW 공동개발 고출력 하이브리드 시스템 등 다양한 하이브리드 시스템 개발에 주력하고 있다. 7억 5천만 달러를 투자한 ‘볼트’는 오직 배터리에서 나오는 전기로만 구동을 하고 엔진은 배터리 충전에 사용된다는 점에서 전기자동차와 가까운 형태의 차별성을 자랑한다. 정부 또한 ‘그린뉴딜 정책’을 통해 2009년부터 2018년까지 그린카를 포함한 녹색분야에 총 150조 원을 투자하고 2015년까지 하이브리드차 및 바이오에탄올차에 백만 대를 보급할 예정으로 녹색정책에 박차를 기하고 있다.

일본 역시 하이브리드 자동차 개발에 주력하고 있는데 그중 도요타가 세계 하이브리드 시장의 80% 이상을 차지하고 있으며 일본 업체들이 총 시장의 90% 이상을 차지해 세계시장을 주도하고 있는 것으로 나타났다. 특히 도요타가 개발한 THS(도요타 하이브리드 시스템)Ⅱ는 연비는 높이고 주행성능은 향상시켜 대형 SUV, 렉서스 등에 탑재해 그 차종의 수를 점점 늘려가고 있다. 또한 혼다 역시 저가격 소형 하이브리드차 중심으로 전략을 틀어 총 4종의 하이브리드 라인업을 달성했으며, 전체판매의 지분을 하이브리드로 전환해나가고 있다. 일본 정부는 ‘차세대자동차전략’을 통해 2009년부터 2015년까지 전기차 등의 전력기반차에 사용되는 배터리 기술개발에 210억 엔을 지원할 계획이라고 밝힌 바 있다.

한편 유럽은 클린디젤 자동차 개발에 주력하고 있는 모습이다. 클린디젤차는 그린카 중 가장 높은 시장 점유율을 자랑하고 있으며 이 중 86%를 유럽이 주도하고 있는 실정이다. 폭스바겐의 ‘제타 2.0 TDI’가 2009년 올해의 그린카로 선정됐고 ‘Blue motion’ 기술로 CO₂ 99g/km를 달성하는 등 거의 대부분의 차량이 상당히 낮은 이산화탄소의 배출량을 자랑하고 있다. 또한 벤츠 역시 ‘BLUETEC’ 기술로 북미와 유럽의 환경규제 기준을 모두 만족시키고 있으며 아우디는 ‘A3 TDI’로 2010년 올해의 그린카를 수상했다. BMW의 친환경 자동차 로드맵은 클린디젤엔진에 주력하면서 수소엔진으로 전환하는 전략을 추진 중에 있으며, 볼보 역시 ‘S40’, ‘C30’ 등 美 연비우수자동차 톱10에 선정되는 등 유럽의 수많은 자동차기업이 선전을 이어가고 있다. 그중 독일 정부는 2011년까지 배터리 등의 기술개발에 5억 유로를 지원할 것을 약속했다.

그 밖에 중국은 전기차 개발에 주력 중이며, 세계적으로 주목받고 있는 기업인 비야디는 모델 ‘E6’을 통해 전세계시장을 발판으로 삼고 있고 또다른 기업 상하이차는 2012년 전기차 및 플러그인 하이브리드차 ‘Roewe 550’ 생산을 계획중에 있다.(자료: 지식경제부)

국내에서는 클린디젤차에 주력하던 그린카 시장을 전기차로 바꿔나가는 모습이다. 정부의 저탄소 녹색성장의 기조 하에 그린카 개발 및 보급 확대는 신 성장동력 및 그린에너지 발전전략 등에서 핵심적인 역할을 맡고 있다. 다만 경쟁국들에 비해 그린카 개발에 대한 지원이 턱없이 부족한 실정이서서 향후 그린카 분야에서 경쟁력을 상실할 수 있다는 우려의 목소리가 나오고 있다. 자동차 후발국인 중국도 정부의 적극적인 지원으로 전기차 분야에서 세계 선두권으로 도약하고 있는 마당에 지금과 같은 지원규모는 하루빨리 개선돼야 한다는 설명이다.

그린카는 달리고 싶다
전 세계 수많은 자동차 제조사들은 각기 다른 전략으로 개발을 추진하고 있다. 각 기업만의 기술적 강점을 극대화해 특허를 이용한 전략을 펼치거나 차별화된 신기술을 개발해 협업을 진행하기도 한다. 현재 미래자동차로 가장 가능성이 높은 전기자동차와 수소전지차의 핵심인 배터리와 연료전지는 엔진만큼 중요한 요소인데, 자동차 제조업체들은 두 부품에 대한 기본적인 연구개발도 놓치지 않고 있다. 특히 배터리의 경우 자동차 제조업체와 배터리 기업의 협력이 점차적으로 늘고 있다. 폭스바겐은 하이브리드차에 사용될 리튬이온 배터리를 산요와 공동개발 중에 있으며, 일본의 닛산과 NEC도 리튬이온 배터리 생산을 위해 2008년 AESC(Automotive Evergy Supply Corporation) 합작법인을 신설했다.

자동차 제조사들은 정부의 정책변화에도 기민하게 대응하고 있다. 전후방 연관효과가 큰 자동차 산업의 특성상 각국정부는 미래성장 동력으로써 그린카 개발에 대한 지원을 아끼지 않고 있다. 이런 기업과 정부의 노력에도 그린카 기술의 발전은 아직 예측불가능한 상태기 때문에 그린카시장의 입지는 아직 불투명한 실정이다. 특히 신산업분야가 대체로 그렇듯 가격과 성능의 문제에서 자동차 제조업체들은 끊임없이 고민하고 있다. 2015년 이후 상업화될 것으로 보이는 2세대 바이오연료도 효소, 촉매 등의 기술개발이 필요하며, 추가적인 인프라구축도 절실해 그린카시장은 아직 활발하게 확산하기 어려운 상태다.

이렇게 예측이 불가능한 자동차시장은 불확실한 경제상황까지 겹쳐 그 미래가 불투명하지만, 앞으로 5년~10년 이후 경제위기가 지나고 나면 그린카에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 보인다. 소비자들과 기업, 정부가 경제 불황 속에서도 그린카를 포기하지 않는 이유도 바로 그것이다. 소비자 구매력이 향상되고 원유가격이 회복되면 그린카에 대한 관심은 자연스럽게 고조될 전망이다. 또한 이산화탄소 배출을 감축할 대체연료로는 바이오연료가 촉망받고 있다.

미래자동차의 유망주인 수소전지차와 전기차는 특정구간에 한정적으로 사용될 것으로 보인다. 수소전지차의 경우 가격의 문제로 단기간에 일반 소비자가 구매하기는 힘들 것이라는 분석이다. 또한 수소내연기관의 경우 수소연료전지의 중간단계 성격이 강하고 연료전지에 비해 저효율이라 그린카의 큰 부분을 차지하기는 어려울 것으로 예상된다. 전기자동차의 경우는 배터리의 발전 속도에 따라 시장의 성장이 좌우될 수 있다. 가장 많이 지적되는 충전 시간과 용량 및 안정성 문제만 개선된다면 전기자동차가 수소전지자동차를 대체하면서 수소전지차는 가정용이나 발전용으로 제한될 것이라고 전문가들은 내다보고 있다.

그린카의 시나리오를 따라
그린카의 장기적 시나리오는 대부분 전문가들의 의견이 일치하는 편이다. 현재 판매되고 있는 하이브리드차와 클린디젤차가 플러그인 하이브리드 자동차로 발전해 2020년 이후 수소전지자동차와 전기자동차 형태로 진화할 것이라는 게 그 분석이다. 수소전지자동차와 전기자동차는 신재생에너지를 통해 생산한 수소 및 전기를 사용하기 때문에 궁극적으로 지속이 가능하고 이산화탄소 및 배기가스를 배출하지 않는 차량만 남게 된다는 것이다.

경제가 다시 회복될 날만을 기다리는 그린카 시장은, 꾸준한 개발과 투자를 멈추지 않는다면 그 성과를 톡톡히 거둘 수 있을 것으로 보인다. 경제가 회복될 즈음의 시점에는 하이브리드와 클린디젤 자동차를 중심으로 치열한 경쟁이 일 것으로 예상되지만 장기적인 관점에서는 수소전지차 및 전기자동차가 각광을 받을 전망이다. 특히 그린카의 핵심요소인 연료전지와 배터리의 기술이 그 중요성을 더해가면서 자동차 산업에서 화학 및 전기·전자산업이 차지하는 비중은 점점 더 커질 것으로 예상된다. 이와 같은 복합 산업화로 인해 자동차 산업은 전략적 제휴가 경쟁력 확보의 관건이 될 것이다.

국내 그린카 산업 육성을 위해서는 R&D 투자 확대, 보조금 및 조세지원으로 초기 시장 창출이 필요하다는 인식이 점점 확산되고 있다. 더구나 여타 그린카 주요국들에 비해 우리나라의 지원이 미미하다는 목소리가 커지는 가운데, 외국 제품에 시장을 선점당하지 않기 위해서는 단순 보급 지원보다는 단계별로 R&D 지원을 병행하는 등 체계적인 전략으로 국내 기술력을 확보해야 한다는 지적이다. 글로벌 녹색시대에 발맞춰나가기 위해 정부는 지원을 소홀히 하지 말아야 할 일이다. 국내 기업들 역시 꾸준한 개발을 이어가고 소비자들의 관심이 지속된다면 아직 갈 길이 먼 우리나라의 그린카시장에도 가능성은 충분하다. 전 세계적으로 명성을 떨치고 있는 우리나라의 자동차산업의 몰락을 막기 위해서 이는 필수불가결한 선택이며, 그 점을 놓치지 말아야 국가경쟁력도 확보하는 셈이라는 점을 명심해야 할 것이다.
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