일본 하이브리드카 세계시장 독주

[산업일보]
세계적으로 환경문제가 대두되고, 세계 원유의 수급불균형으로 인한 중장기적인 고유가 문제가 가시화되고 있는 가운데 세계 자동차 시장에 본격 출시되고 있는 하이브리드 자동차 공급 및 기술력이 향후 세계 자동차 시장의 경쟁력을 좌우할 요소로 등장하고 있다.

이에 따라 세계 선진 자동차업계는 오염배출 및 화석에너지 소비의 극소화를 실현하고, 더 나아가 에너지원을 전환하고자 하는 차세대 환경친화적 자동차 개발 및 조기 상용화를 둘러싸고 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 세계 각국 정부 역시 관련 연구개발에 대한 예산 지원을 대폭 강화하고 있다.

이 중 일본은 이산화탄소 감소를 달성하는 차세대 핵심기술의 하나로 ‘연료전지 자동차’ 및 ‘하이브리드 자동차’를 개발하는 데에 전력을 기울이고 있다. 현재 세계 하이브리드 자동차 시장 구도는 일본의 발빠른 시장 선점과 미국, 유럽의 하이브리드 자동차 조기 상용화로의 전환으로 요약될 수 있다. 실제로 일본의 도요타가 세계 하이브리드 자동차 시장에 80%를 점유하고 있으며, 다음으로 혼다 18%, 포드 2% 순이다.

연료전지 하이브리드 개발로 압축

시장조사 전문기업인 프리도니아 그룹(Freedonia Group)은 세계 하이브리드 자동차 시장의 수요가 급성장 하고 있으며, 2013년에 약 450만대가 판매될 것이라고 전망했다.

업계 전문가들은 최근 고유가 행진에 따른 세계 전반적인 에너지 가격 인상이 불가피 하기 때문에 소비자들 사이에서 자동차 연비가 차량 구입에 중요한 요인으로 자리잡고 있다고 분석했다.

또한, 세계 각 국이 자동차 배기가스에 대한 규정을 강화함에 따라 자동차 제조업체들은 하이브리드 자동차 개발에 집중적으로 투자하는 추세로, 향후 이 시장이 급격히 성장할 것으로 전망되고 있다.

하이브리드 자동차 분야에서 경쟁 우위를 선점한 일본의 경우, 도요타가 지난 1997년 ‘Toyota Hybrid System’을 최초로 채택해 하이브리드 자동차 기술 개발 및 상용화에 적극 나서고 있으며, 이미 2003년 경차에서 트럭까지 폭넓은 라인업을 형성하기 시작했다. 업계 전문가들은 향후 2010년까지의 하이브리드 자동차 시장은 도요타를 위시한 일본이 계속해서 주도할 것으로 내다보고 있다.

특히, 일본에서는 연료전지차 및 전기자동차 등의 저공해차 실용화는 많은 시간이 필요할 것으로 보이지만, 이미 양산 단계에 있는 가솔린 하이브리드차에 대한 기대치가 높다. 이와 관련, 일본의 노무라총합연구소에 따르면, 2004년 하이브리드 자동차의 전세계 판매대수는 16만8천대로 전년대비 115% 증가했으며, 1998년부터 2003년까지 성장률이 35%인 것을 감안하면 대폭 확대된 것이다. 이렇듯 매년 성장속도의 신장이 예상되고 있어 2004년부터 2010년까지 연평균 성장률이 44%에 이를 전망이다.

2010년경 연료전지車 상용화

자동차를 둘러싼 환경·에너지적 차원의 절박한 요구는 종래의 자동차 기술에 대한 획기적인 변화를 압박하고 있어, 그 대안도 다양하게 도출되고 있다. 그 중 주목받고 있는 것이 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicl:HEV) 및 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicl:FCEV)다.

하이브리드 자동차는 내연기관과 전기자동차의 특성을 상호보완함으로써 주행거리의 제한조건을 없애고, 순수 전기자동차에 비해 가속능력과 최고속도 등의 성능을 향상시킴과 동시에 배출가스 저감과 연비 개선이 가능하다. 일본의 도요타의 프리우스Ⅰ&Ⅱ(Prius Ⅰ&Ⅱ)는 최초로 하이드리드 자동차 상품화에 성공한 사례로 유명하다.

한편, 연료전지 자동차는 기술적인 측면에서도 해결이 필요한 문제가 산재해 있을 뿐만 아니라 비용 및 인프라 측면에서도 당분간 실용화되기 어려운 실정이다. 따라서 미국 및 유럽은 연료전지 자동차의 초기 상용화 진입 시기를 대개 2015년경에 설정하는 반면, 일본은 이보다 5년 앞선 2010년을 목표로 개발에 주력하고 있다.

전문가들은 현재 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차의 비중이 절대적이지만 향후 하이브리드 및 연료전지 자동차의 비중 및 중요성이 급속히 증대될 것으로 예상하고 있다. 물론 기술 등 불확실한 측면이 많지만 최근 개발동향을 살펴보면 하이브리드 자동차는 현재의 내연기관 차량과 순수 전기자동차의 단점들을 모두 보완할 수 있는 가장 현실적인 대안으로 부각되고 있다.

한편, 세계 주요 완성차 업체의 연료전지 자동차 개발과 관련, 최근 주목받는 사례는 도요타와 제너럴모터스(GM)가 연료전지 시스템을 개발하기 위해 합작공장을 설립했다는 사실이다. GM와의 합작공장인 ‘NUMMI(New United Motor Manufacturing, Inc.)’는 도요타가 미국 사회에 침투하게 된 상징적인 장소로도 유명하다. 또한, 도요타는 미국내 판매·영업 본부 및 중요한 연구개발 조직 중 하나를 캘리포니아에 두고 있으며, 실험용 연료전지 자동차를 이곳에서 운영하고 있다.

2003년 프리우스 Ⅱ, 저비용 실현

하이브리드 자동차 분야에서 경쟁 우위를 선점한 일본 도요타의 프리우스 Ⅰ은 연비 측면에서는 일반 가솔린자동차보다 환경적 성능이 높아졌음에도 불구하고, 고비용일 뿐만 아니라 차체가 작고 가속 및 관련 장비 등에서 가솔린자동차에 비에 뒤떨어져 있어 일본 내에서도 환경의식이 높은 수요자에 국한돼 있었다. 그러나 지난 2003년 출시된 프리우스 Ⅱ는 모터 및 배터리 등에서 저비용을 실현해 수요자 층이 급속히 확장하고 있다. 프리우스 Ⅱ는 현재 미국 및 유럽에서도 판매가 급증하고 있다.

일본 정부는 고이즈미 총리 시기부터 차세대 환경친화적 자동차 개발과 산업화 정책을 추진하고 있다.

일본은 지난 1997년 양산형 하이브리드 승용차가 발매되고 나서 2003년까지는 침체했지만, 2004년에 판매 대수가 급속하게 확대해 2005년에는 25만대에 이르고 있다. 특히, 미국에 있어서의 하이브리드차종 가운데 모델별 점유율(2005년)은 프리우스 51%, 해리어/크루가 15%, 시빅 14% , Escape(Ford) 8%로, 도요타의 하이브리드차가 약 70%를 차지해 압도적인 시장점유율을 기록하고 있다.

일본의 자동차 업체별로 하이브리드 자동차 생산 및 기술개발 상황을 살펴보면, 우선 도요타는 2003년 프리우스를 풀 모델 체인지 한 이후, 모터의 고출력화, 2차 전지 등의 대전력 공급 가능화, 하이브리드 디바이스의 소형화, 동력 성능이 우수한 제품을 개발했다.

또한, 프리우스의 상품 개량에 머무르지 않고, Minivan, SUV, 고급차까지 다양한 상품을 개발하고 있으며, 2007년 이후 렉서스 LS600 시리즈 등의 고급차량도 하이브리드 방식으로 투입하기 시작했다.

도요타는 2012년까지 하이브리드의 세계 판매 대수를 현재의 4배인 100만대(신차대수의 10%)로 늘릴 계획을 발표했으며, 현재의 7개 차종에서 14개 차종으로 확대해 소형차로부터 고급차까지 모든 분야에 걸쳐 다양한 하이브리드 자동차를 상품화하고 저가격화 한다는 방침이다.

일본시장에 있어서는 하이브리드 차량 중 90% 이상을 판매하고 있는 도요타는 환경 및 고유가 등의 외부환경 변화를 적절히 예측하고 막대한 자금력을 바탕으로 한 내부역량을 하이브리드 기술 개발에 집중 투자하는 전략을 통해 경쟁사들보다 먼저 시장을 선점, 하이브리드 자동차 시장에서 선두의 위치를 차지하고 있다.

상용차 개발 및 부품산업 활성화

혼다 또한, 2009년경 신형 하이브리드 자동차를 연 20만대의 세계 판매를 목표로 하고 있으며, 가솔린차와의 가격차를 축소시키고 저가격 보급을 계획하고 있다. 2010년도에는 하이브리드 자동차의 세계판매수를 연간 40만~50만 대까지 확대하는 것을 목표로 하고 있다.

또한, 현재 소형 차량인 ‘시빅’보다도 소형의 하이브리드 전용차를 개발한다는 복안을 세우고 있으며, 2009년 이후로는 일본, 미국, 유럽 및 중국까지 세계시장을 대상으로 판매한다는 방침이다.

이밖에 닛산은 후발주자로서 2010년까지는 독자 개발 하이브리드 자동차를 시장에 투입한다는 계획이다. 특히 도요타와는 다른 독자 시스템으로 Compact 승용차, SUV 등의 세그먼트로 하이브리드 자동차를 투입할 예정이다.

이렇듯 향후 세계적인 하이브리드 자동차의 비율이 확대되고 있는 가운데, 일본의 자동차 업계는 관련 상품 개발 및 개술개발에 주력하고 있다.

한편, 일본 경제산업성 지난 2001년도에 이미 ‘연료전지 실용화 전략연구회’를 구성했으며, 각종 연구를 통해 2002년부터 연료전지 본체 및 인프라 등을 포함해 연구를 지원하고 있다. 또한, 연료전지 자동차 관련 연구개발에 대한 지원을 목적으로 2003년에 193억엔, 2004년에 188억엔을 지원했으며, 직접 관련돼 있지 않으나 연구 성과가 자동차에 적용될 가능성이 있는 경우의 지원까지 포함하면 2003년 603억엔, 2004년 653억엔 규모에 달한다.

일본의 상용차분야에서는 공공 교통수단으로서 저공해 버스의 요구가 높고, 일찍부터 하이브리드 버스의 개발에 착수해 왔다. 일본의 하이브리드 버스의 개발은 1980년대까지 거슬러 올라가 현재는 ‘히노’의 하이브리드 버스를 중심으로서 도시, 관광버스 회사에서 사용되고 있다.

특히 1980년대부터 하이브리드 상용차를 다루고 있는 히노는, 도요타 프리우스에 탑재된 니켈수소전지를 채용, 실용성을 높인 제 4세대째의 하이브리드 상용차를 투입했으며, 이 중 하이브리드 트럭을 연간 4대에서 1000대로 비약적으로 판매를 늘리고 있다

2030년경 자동차시장 50% 하이브리드카 점유

하이브리드 자동차 개발은 부품산업에도 막대한 파급력을 지니고 있다. 하이브리드 자동차는 베이스차에 모터 및 발전기, 2차 전지, 파워 컨트롤 유니트(인버터), 하이브리드 전자 제어 등의 하이브리드 전용 콤포넌트를 더한 차다. 하이브리드 자동차 성능향상을 위해 Ni-MH 전지의 고출력·고밀도화, 소형화, 저비용화는 필수적이다. 따라서 하이브리드차의 2차 전지에 대한 요구 조건은 점점 더 높아지고 있으며, 2차 전지 제조사들은 차세대의 2차 전지로서 리튬 이온 배터리의 실용 개발에 치열한 경쟁을 펼치고 있다.

현재 듀폰테이진, 신일본석유, 산요전지 등 일본 주요 부품기업이 하이브리드 차량용 부품을 개발, 실용화를 모색하고 있다.

듀폰테이진은 하이브리드 차량에 탑재하는 보조전원용 캐파시터를 개발, 2007년부터 실용화했으며, 전기 축적용량을 50% 높이고, 기존의 2/3사이즈로 소형화에 성공했다.

신일본석유는 하이브리드 자동차용 배터리의 신소재를 개발, 배터리 내 전기를 축적하는 전극에 사용할 예정이다. 이는 신소재보다 축적용량이 약 20% 향상, 내구성도 최대 5배 증가시킨다. 산요정기는 하이브리드 자동차용 리튬전지의 실용화를 모색, 2007년부터 대량생산을 시작한 바 있다.

선진국의 자동차 관련 환경규제 강화 추세에 따라 2030년경에는 하이브리드 자동차가 다른 종류의 자동차보다 높은 시장점유율을 차지할 것으로 예상된다. 그 중 일본의 도요타와 혼다의 차종이 확대되고 닛산 및 후지중공업이 시장에 새로이 진입하고 있다.

또한 미국에서는 포드와 GM의 신규 진입이 이뤄질 것으로 보인다. 이에 따라 일본과 미국을 중심으로 수요가 확대돼 2010년 하이브리드 자동차 생산대수는 75만~100만대의 시장이 될 것으로 미국 에너지부 교통기술국은 예측하고 있다.

보다 장기적으로 2030년에는 순수 내연기관 자동차는 생산이 급격히 감소할 것으로 예측되고 있고, 하이브리드 자동차는 2010년 24% 수준에서 시장점유율에서 2030년에는 소형차의 경우 거의 50%를 점유할 것으로 전망된다.

미래 자동차산업 존립의 성패

자동차산업은 국민경제 비중이 매우 큰 국가 기간산업이다. 고용, 투자, 수출과 연관 산업에 막대한 파급효과를 갖고 있는 자동차산업이 차세대 환경친화적 자동차를 둘러싼 경쟁에서 낙오될 경우, 국내 자동차산업은 경쟁 우위는 커녕 존립의 위기를 맞게될 우려도 있다. 따라서 한국도 차세대 환경친화적 자동차와 관련한 국내 기술개발을 위해 대폭적인 투자는 물론 업계 및 정부 차원의 지원이 절실하다.