정수진 자동차부품연구원 센터장
이명박 대통령은 건국 60주년을 맞이한 2008년 8·15 경축사에서 '저탄소 녹색성장전략'을 국가발전 비전의 축으로 제시했다. 이날 이 대통령은 녹색성장은 녹색기술과 청정에너지로 신성장동력과 일자리를 창출하는 신 국가발전의 패러다임임을 힘주어 강조했다. 이 중 2020년 ‘세계 4대 그린카 강국’ 등의 구상이 포함되어 관심을 끌고 있다.
이러한 정부 비전이 제시된 가운데, 국내의 자동차회사들은 미래의 고부가가치산업인 친환경 차량개발에서 핵심원천기술과 부품개발에 초점을 맞추어 국가경제발전에 기여하도록 경영능력을 집중하고 있다.
그린카는 기존의 내연기관 대비 효율이 높고 연비가 좋으며 배출가스나 CO2 배출량이 적은 클린 디젤차, 하이브리드차, 전기자동차와 연료전지차 등의 친환경차를 의미한다. 현재 세계 자동차 시장은 계속되는 유가급등과 환경규제 강화로 인하여 고효율 그린차로 패러다임이 급속하게 전환 중이며, 고효율의 연비 좋은 친환경차에 대한 소비자 선호도 또한 상승하고 있는 실정이다.
그린카, 2035년 신규차량 전량 대체
세계 자동차시장 전망을 보면, 점차 강화되는 환경규제 강화로 그린카는 2010년 이후 내연기관 자동차를 대체하기 시작해 2035년경 신규차량 전량을 대체할 것으로 예상된다. 2007년 현재 생산된 자동차 7천300만대 중 하이브리드차는 0.55%(40만대) 정도를 점유하고 있지만, 2025년을 넘어서면 5천만대가 넘어설 것이라는 추산이다.
현재 세계 각 기업들은 클린 디젤차, 하이브리드차, 플러그인 하이브리드차, 연료전지차, 전기차 등 다양한 종류의 그린카를 앞다퉈 개발중이다. 예컨대, 하이브리드차의 경우 일본의 도요타가 시장을 주도하고 있다. 2006년 기준 전세계 하이브리드 차량 판매량 약 39만대 중 80% 이상인 31만대 이상을 판매하였으며, 향후 물량확대를 지속적으로 추진할 예정이다. 2012년에는 14개 차종으로 하이브리드 라인업을 확대할 계획이라고 한다.
하이브리드차 양산 시점이 반년정도 뒤진 혼다 역시 2008년 파리모터쇼에 신형 인사이트를 내 놓았다. 이 차는 도요타의 프리우스보다 100kg이상 가벼우며 1.3ℓ 가솔린 엔진을 주동력원으로 하고 전기모터를 자동변속기와 연결하여 추가 동력을 낸다. 실주행연비는 20km/l 이상이며 내년 3월부터 미국 유럽 일본에 연간 20만대이상을 판매할 예정이다. 반면 우리의 하이브리드차 기술수준은 경우 일본의 70%수준으로 알려져 있다. 특히 모터와 배터리등의 핵심기술은 매우 취약한 실정이다.
전기자동차의 경우, 르노-닛산자동차는 2010년까지 전기차를 출시할 계획이며 한번 충전에 160km까지 주행 할 수 있는 모델을 구상 중이다. 또 세계최대 자동차 메이커인 GM은 2003년 전기자동차 프로젝트를 포기했으나 지난해 다시 전기자동차 개발에 착수했다.
사회·경제적 파급효과 커… 체계적·장기적 기술 개발 필요
그린카는 경제·기술 그리고 사회적으로 큰 파급효과를 미친다. 우선 경제적 파급효과로 관련 부품산업 보호, 생산 및 고용 유지 그리고 외국 자동차 대량수입 방어효과 및 국내자동차 제조사의 가격경쟁력 확보 및 이미지 제고 등이 있을 수 있다.
친환경 자동차 기술은 엔진 이외에 전기 동력장치와 배터리, 연료전지로 이어지는 관련 기술이 일반차량에 비해 매우 복잡하므로 이에 관한 많은 연구 및 투자가 필요하다. 그린카는 기계, 화학공학, 전기전자 및 제어기술이 복합적으로 적용되는 융·복합산업이기 때문이다.
그러나 자동차 선진국들의 활발한 연구와 이를 통한 기술 축적에 비해 국내의 연구나 설계기술은 아직 미흡한 단계이며, 핵심기술과 제어기법에 관한 기초연구 결과의 이전과 습득이 매우 어려운 실정이다. 예컨대, 미국, 일본 등 주요국 정부는 친환경 자동차 개발에 연간 수천억원을 지원하고 있으나, 한국은 2004～2007년까지 지원총액이 931억원에 불과한 실정이다.
따라서 이러한 국제 기술력에 대비하기 위해서는 국내의 체계적이고 장기적인 설계기술 개발이 필수적이며, 국내의 독자 기술이 확립되면 자동차의 기술적 부가가치가 국내생산 전반에 엄청난 기술적 파급효과를 미칠 것이다.
그린카는 에너지 문제와 이산화탄소 등 자동차 배출가스로 야기되는 사회적 문제를 동시에 해결함으로써 지구 및 지역의 환경 수준을 개선할 것이다. 그린카를 통해 인류의 삶을 풍요롭게 하고 지속적인 성장을 가능케 할 파급효과를 기대한다.
그린카의 종류
◇ 하이브리드차 : 두 종류 이상의 동력원을 함께 이용하는 자동차를 말한다. 통상 휘발유(혹은 디젤) 엔진과 전기 모터를 함께 사용하는 차를 가리킨다. 연료가 많이 이용되는 순간 휘발유 엔진 대신 전기 모터를 작동시킴으로써 연료 사용을 줄이고, 배기가스 배출도 줄인다. 전기 모터 작동에 필요한 전기 에너지는 100% 엔진의 구동력을 통해 얻어진다.
◇ 플러그인 하이브리드차 : 가정용 전기를 배터리에 충전해서 쓸 수 있는 하이브리드차를 말한다. 하루 50～60km 이상을 달리지 않는다면 충전해 둔 전기만으로 주행이 가능하다. GM은 일본 하이브리드 메이커 대응을 위해 플러그인 하이브리드차를 개발 중이며, 2010년경에는 시보레 볼트모델을 시판할 예정이다. 국내에서는 현대차가 2013년 초에 플러그인 하이브리드차를 양산할 예정으로 있다.
◇ 연료전지 자동차 : 전기 자동차와 마찬가지로 100% 전기모터의 힘으로 작동되지만, 전기에너지를 연료전지로부터 얻는다는 점에서 기존 자동차와 구별된다. 연료전지란 수소와 산소를 반응시켜 전기에너지를 만들어내는 장치이다. 수소를 차 안에 저장해 놓았다가 필요할 때마다 전기를 만들고 이 에너지로 모터를 돌려 차를 움직이게 된다. 배기가스는 전혀 없고 물만 배출될 뿐이다. 그러나 실용화까지는 상당한 개발기간이 필요할 것으로 보인다. 수소의 대량생산 및 생산된 차량내 수소 저장 방식 등이 장애요인으로 남아있다.
◇ 전기 자동차 : 엔진이 없고 전기 모터만의 힘으로만 달리는 자동차를 말한다. 필요한 전기는 100% 충전을 통해서 얻는다. 대기오염을 일으키지 않고 소음도 거의 없다. 긴 거리를 주행하고 빠른 속도를 내기 위해서는 배터리에 저장해야 할 전기량이 아주 많아야 한다. 현재 기술로는 200～300km 정도의 거리를 주행하는 것이 한계이다. 향후 전기 충전시설이 확대되고 전기공급을 풍력이나 태양광등 신재생에너지화 한다면 명실상부한 그린카로 평가받을 수 있을 것이다.
◇ 클린 디젤차 : 현재 세계 자동차 메이커는 이산화탄소 규제에 대한 중기적 대안으로서 고도화된 디젤엔진 기술을 개발하고 있다. 이들 기술은 약 20~30% 이산화탄소 배출을 줄이고, 하이브리드나 연료전지에 비해 비용도 저렴한 것으로 알려져있다. 전략적으로 파급효과가 크고 중기적 경쟁력확보에 중요한 기술 요소로 각광받고 있다. 실례로 2008년 파리모터쇼에서 르노-닛산자동차는 신형 하이브리드 자동차를 내 놓았는데 이 차 역시 르노의 고효율 디젤엔진을 주요 무기로 삼은 것으로 알려져 있다.
