전기 자동차 시대는 과연 가능할까?

최근 자동차 시장에서 하이브리드카 바람이 거세다.
친환경 이미지와 함께 실제로 연비 개선에 아주 큰 도움을 주기 때문이다.
하이브리드카는 일반 자동차와는 달리 자동차에 전기모터와 밧데리를 함께 넣어 화석연료 엔진과 함께 운행 되는 차를 말한다.

하지만 이미 외국에선 순수 100% 전기로 가는 차량 개발이 한창이다.
과연 전기 자동차 시대는 도래할까?


- 문제는 밧데리

티코 정도 크기의 4인승 전기 자동차 가격이 4천만원을 넘는다. 또 어느 외국 택시회사에서는 경제성이 있다고 보고 이 전기 자동차를 구입해 운행하겠다고 나섰다. 과연 정말로 전기 자동차는 경제적일까?

가장 큰 문제는 바로 이 자동차에 들어가는 밧데리다.
아직까지 가장 일반적인 밧데리 방식은 리튬이온밧데리. 이것은 우리가 흔히 사용하는 휴대폰 밧데리이기도 하다.
이 리튬이온 밧데리는 가격도 매우 비싼데, 용량이 큰 경우 자동차 가격의 절반이 밧데리 가격일 정도다.

문제는, 이 밧데리를 한 10년 정도 마르고 닳도록 사용할 수 있으면 다행인데 그게 그렇지 않다.
휴대폰을 사용하다보면 처음엔 한 번 충전으로 일주일 이상 가지만 시간이 지날수록 충전간격은 줄어들게 된다. 1년 정도 사용하다보면 3일을 채 버티지 못하며, 2년이 되기 전에 하루 버티기도 힘들어지는 것이다.

이런 이유는 바로 리튬이온 밧데리의 특성 때문이다.
리튬이온 밧데리는 1회 10% 정도까지 방전시킬 때마다 밧데리 능력이 1%씩 줄어든다. 하지만 우리는 그 전에 충전을 하므로 0.x%씩 충전 능력을 상실하게 되며, 1년 정도 지나면 충전능력이 50%에 도달하게 되는 것이다.





결국 전기 자동차도 마찬가지다.
출퇴근용으로 사용한다고 했을 경우, 편도 20키로미터를 주행한 후에 도착지에서 다시 충전을 해준다고 해도 하루 약 0.4키로미터씩 밧데리 능력은 사라지게 된다.
100일 운행하면 40키로주행능력을 상실하게 되고, 200일 즉 약 1년 정도 운행을 하면 80키로미터의 주행능력을 상실하게 되는 것이다. 이번에 외국에서 개발된 전기자동차의 주행능력이 160키로라고 했으니 딱 절반이 된다.
결국 이 자동차는 2년 정도 출퇴근에 사용하면 밧데리를 교체해주어야한다. 휴대폰과 같은 것이다.

문제는 밧데리 가격이다. 이번에 4천만원이 넘는 가격에 판매되는 전기자동차의 경우 이 자동차 안에 들어가는 밧데리 가격은 약 1~2천만원에 육박할 것으로 보인다.

일반 휘발유차의 경우 연비가 좋은 경차는 5만원 정도의 주유로 400키로를 주행한다. 즉, 왕복 40키로 거리를 열흘 운행할 수 있는 것이다. 하지만 이정도면 정말 연비가 좋은 편, 보통 일반 승용차들은 이정도의 연비를 보이지 못한다. 위 연비대로라면 1년에 연료비는 1백만원에 불과하지만 실제로 일반승용차들은 3~4백만원 이상을 쓰게 된다.

어쨌든 2년 휘발유 비용이라고 해봐야 원유가격이 상승한다고 해도 1천만원을 넘지 않는다. 하지만 밧데리를 사용하는 전기차는 충전비용까지 합하면 2년에 2천만원 이상을 지출해야할지도 모른다.
때문에 아직 전기차는 경제적이지 않다.
단지 이산화탄소를 배출하지 않는다는 것이 좋을 뿐이다.


결국 이 밧데리 제작 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 밧데리 기술 개발이 관건인 것이다. 고용량 밧데리 제작 비용을 수백만원 이내로 줄일 수 있어야하고, 또 밧데리 수명 또한 최소 5년 이상 사용할 수 있어야 어느정도 경제성이 맞아들어갈 수 있다.


- 태양광 전지 차는 어떨까?

요즘 또 활발하게 기술개발이 이루어지는 것이 바로 태양광 전지다.
지금도 새로운 기술 개발로 태양광 전지 제작비용을 획기적으로 낮추고, 전기전환 효율도 상업성이 있다는 7%에 거의 근접해있다. 앞으로 좀 더 기술개발을 하여 전기전환 효율을 높이고, 전지판 제작 비용을 더 낮춘다면 태양광 전지가 앞으로의 전력산업에 크게 이바지할 것으로 보인다.

물론 전기자동차도 마찬가지다.
만약 자동차에 태양광 전지판을 달고 해가 있는 동안 밧데리에 지속적으로 전기를 공급해준다면 밧데리 수명을 더 연장시킬 수 있다.

하지만 그렇다고 해도 자동차가 태양광전지만으로는 달릴 수는 없을 것이다.
밤이나 흐린 날도 계산해야하기 때문에 전기 자동차에서 밧데리는 필수다.














- 전기를 직접 공급받는 방법은?

방법은 크게 두가지다.
자동차 내부에 밧데리를 장착하는 것과 전철처럼 외부로부터 전기를 직접 공급받는 방식이다. 외부로부터 직접 실시간으로 전기를 공급받으면 자동차 내부에 고가의 대형 밧데리가 장착되지 않아도 된다.

문제는 어떻게 전기를 공급 받을 것이냐이다.
옛날 전동차처럼 전기줄로부터 직접 전기를 공급받아야할까?
하지만 이것은 그리 효율적이지 않다. 외관상의 문제와 각종 안전문제 등이 있다.

만약 자동차가 직접 전기를 공급받을 수 있게 된다면 전기자동차 시대의 획기적인 전환점이 될 수 있을 것이다.

그래서 이번에 카이스트에서 전자기장으로 달리는 하이브리드 버스를 개발했다. 만약 서울시내 모든 도로에 전자기장 전선이 깔리게 되면 하이브리드 자동차들은 간단한 충전장치 장착 만으로 밧데리에 크게 의존하지 않고 달릴 수 있게 된 것이다.

아직 밧데리만으로 달리는 것은 무리가 있다.

하지만 태양광 전지와 전자기장 충전 자동차 실현은 바로 코 앞에 와 있다.