우리나라 전기차 정책과 산업, 기술 동향을 일람하는 자리가 마련됐다. 에너지경제신문사가 23일 나주혁신도시 한전KPS에서 개최한 ‘전력그룹사와 연계한 전남 전기자동차 산업 육성 방안 워크숍"은 전기차 업계 관계자들의 관심 속에 성황리에 개최됐다. 이 자리엔 전기차 산업 육성의 필요성과 최신 기술 동향, 정책적 지원책이 다각적으로 논의됐다. 다음은 이날 제시된 전문가 4인의 주제발표 내용을 요약 정리했다.
◇ "전남만의 색깔을 갖춰라"
김필수 대림대 교수…개인, 지역 맞춤형 전기차 운용 설계 강조
전남이 전기자동차 활성화를 위해 팔을 걷어붙였다. 지방자치단체와 전력그룹사, 전문가가 머리를 맞대고 전기차 상륙 모범 모델로 거듭나기 위한 작업에 박차를 가한다. 이를 위해선 무엇보다 전남만의 색깔을 갖추는 것이 중요하다는 제언이다.
김필수 대림대(자동차학과 교수는 "마이크로 모빌리티에 대한 기준과 흐름을 나름대로 설계하라"라고 운을 뗐다. 이어 "이를 통해 지역이 전기차 관련 얼리어댑터의 기준을 제시하는 특화 단지로 거듭날 수 있다"고 덧붙였다. 특히 그는 "르노 트위지와 같은 마이크로 모빌리티를 활용해 전기차를 생활화해야 한다"고 밝혔다. 지역이 고령화가 상당히 진척된 점을 감안하면 기존 전기차와 함께 초소형 전기차 등 다양한 종류의 전기차를 보급해 전 연령을 아우를 수 있는 전기차 도시를 설계해야 한다는 주장이다.
올해 정부는 전국에 전기차 8000대를 보급할 것을 약속했다. 내년엔 수만대까지 치솟을 예정이다. 전기차 확산에 속도가 붙을 전망이다. 현대자동차와 르노삼성자동차 등 자동차 제조기업 역시 새로운 모델의 전기차를 출시하며 지원사격에 나설 것을 공언했다.
김필수 교수는 "전기차 확산 위해선 무엇보다 지자체의 노력이 중요하다"고 강조했다. 올해 전국 지자체가 공모할 전기차는 총 5692대로, 전남(여수, 순천, 광양, 영광) 지역은 156대를 보급할 예정이다. 국내 전체 전기차 보급 비중 중 2.74%에 불과하다. 특히 광양의 경우 지자체 보조금이 전무해 공모대수도 적은 편이다. 보조금은 전기차 구매에 있어 가장 중요한 요인 중 하나로 꼽힌다.
올해 전기차 공모대수가 놓고 볼 때 현재로선 서울이 가장 적극적이다. 해당 지역은 올해만 510대를 공모한다는 계획이다. 경기도(232대), 경남(220대), 대구(199대), 전남(156대)가 뒤를 잇는다. 전기차 공모 역시 수도권이 강세를 띄고 있는 가운데 경상권 지역이 적극적이다. 눈에 띄는 점은 전남이 서울을 비롯한 13개 광역시와 도 가운데 5위를 기록했다는 점이다.
김 교수는 "광주는 100만대를 생산할 수 있는 능력이 있어 전남이 친환경차 범주를 늘리기에 최적화된 도시"라고 말했다. 특히 전남에는 한전KPS 등이 위치해 있어 전기차 활성화의 표본으로 거듭나기에 적합하다는 평가를 받고 있다.
이밖에 그는 "전남의 관내 전기차 관련 기업과의 연계망을 구축하고, 산학연간 시너지 극대화가 필요하다"며 "지속성과 긍정적인 홍보 역시 뒷받침되어야 한다"고 제언했다.
◇ "전기차산업 발전 발맞춘 육성전략 필요"
이항구 산업연구원 선임연구위원…전기차 성공 위해 시의적절한 정책 강조
"최근 하이브리드차 수요는 둔화됐으나 프러그 인 하이브리드차(PHEV)와 주행거리 확장(RV)형 전기차의 수요가 증가세를 주도하는 등 친환경차산업 패러다임 변화가 가속화 중이다."
이항구 산업연구원 선임연구위원은 전기차산업의 변화에 발맞춰 시의적절한 육성전략이 필요하다고 강조했다.
최근 세계적으로 전기차 정책에 변화가 눈에 띈다. 독일은 전기차산업 육성을 위해 20억유로(2조6000억원)를 지원할 계획을 세웠다. 영국은 전기동력 자동차를 재도약의 기회로 삼아 자국 자동차산업 부활을 모색하고 있다. 자동차산업 후발 주자격인 중국은 전기자동차를 기반삼아 자동차강국으로 도약하기 위해 나섰다.
전기차에 대한 관심과 수요가 늘어나며 볼보, 포르쉐 등 소형 고급차 업체들도 경쟁적으로 전기차 모델을 개발, 상용화에 들어가는 추세다.
변화에 둔감하다는 평을 듣는 한국도 하이브리드차에 집중하며 플러그 인 하이브리드차와 순수 전기차로 생산을 확대하고 있다. 현대·기아차도 고유 모델을 속속 출시해 친환경차 내수가 본격적인 증가세를 보이기 시작했다.
전기차 등 친환경차에 대한 관심이 높아진 요인으로 지난해 폭스바겐의 ‘디젤게이트‘에 이어 올해 미쓰비시, 스즈키가 연비 조작을 인정 등이 꼽힌다.
ABI 리서치는 2021년 세계 전기차 매출액이 2015년 대비 5배 증가한 580억달러(66조8000억원)로 전망했다.
이항구 선임연구위원은 전기차분야 육성을 위해 △제품 다양화 △중소형 전기자동차산업의 육성 △부품산업 육성 △폐전지 재활용 산업 육성 등이 필요하다고 제시했다.
이 위원은 "전기차와 함께 전기자전거나 스쿠터도 개발하는 등 전기차뿐만 아니라 다양하고 세분화된 시장 발굴이 필요하다"며 "미국의 컨티넨탈 등 전기차용 전지 공급업체들도 소형 개인 이동수단 전용 부품 개발에 나섰고, 도요타는 세그웨이와 협업하고 있다"고 설명했다. 세그웨이는 두바퀴 1인 전기차로 유명하다. 그는 "수요부족과 모델제약, 양산 설비 구축, 자금난 등 중소형 전기자동차업체가 겪는 애로사항의 경우 해외 생산을 모색하는 것도 방안"이라고 덧붙였다.
또 그는 "2012년형 쉐보레의 경우 30만마일(48만2800km) 주행 뒤 배터리 성능이 70% 정도 유지된다"며 "이를 가정용 및 산업용 빌딩 전력 공급원으로 활용하면 폐전지를 활용한 새로운 수익모델이 될 것"이라고 말했다.
완성차업체의 수평적 분업 활성화를 통한 전기동력 생태계 조성을 통해 공동기술개발, 생산, 마케팅 등의 전략적 협업의 필요성도 강조했다.
이 위원은 "환경과 연비 규제를 강화하는 정부의 정책은 세계적 추세와 맞물려 환경적 측면에서도 매우 바람직하다"며 "전기차를 개발보급하려면 지원금을 지원하는 정책에서 한발자욱 더 나아가 사람들이 전기차를 꺼려하는 이유를 파악하고, 충전시설 확충 등 사람들이 전기차를 자유롭고 편리하게 이용할 수 있는 기반조성에 힘써야 한다"고 역설했다.
◇ "전기차로 TV보고 세탁기 돌리는 시대 온다"
차현록 생산기술연구원 수석연구원… 마우이 V2H 실증 소개
누구나 전기를 사고 파는 에너지 프로슈머 시대가 열린 가운데 V2H(Vehicle to Home) 기술 경쟁이 일고 있다. V2H는 전기차에 저장된 전기에너지를 가정용 전기로 활용하는 기술이다. 것으로 스마트그리드의 핵심 솔루션 중 하나로 간주되고 있다.
국내엔 전기차에 저장된 전기에너지를 가정용 전기로 활용하는 V2H 기술 서비스가 개발단계이지만 해외엔 이미 실증단계로 접어들었다.
차현록 생산기술연구원 수석연구원에 따르면 V2H 기능을 활용한 대표적인 실증사업은 히타치 제작소, 닛산자동차, 미쓰비시 전기 등에서 추진 중이며 가시적인 성과가 나오고 있다.
히타치 제작소의 경우 일본 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 지원아래 V2H 실증 사업이 미국령 하와이 마우이섬에서 진행되고 있다.
하와이는 오는 2030년까지 국가 전체 전력 수요의 40%를 자연에너지로 조달하겠다는 목표를 설정한 바 있다. 마우이섬은 2013년부터 전체 필요 에너지의 30%를 재생에너지로 충당하고 있다. 도입 목표를 앞당겨 내외의 주목을 받았다.
이 사업엔 미국과 일본의 여러 관련 기업들이 협력사로 참여해 200대 이상의 전기차와를 보급하고 V2H 실증사업을 마우이 섬 키헤이 지역에서 진행하고 있다. 이 사업은 향후 마우이섬 전체로 확대될 예정이며 현재 섬 전체에 걸쳐 일반 충전기 200대, 급속충전기 20대를 포함해 계통 축전지 2대, 서버룸 등 다양한 실증 설비가 설치돼 있다.
히타치 제작소는 V2H 기술을 활용한 가상발전소(VPP)를 세우는 것이 목표다. VPP는 EV나 축전지 집 측의 에너지와 같은 분산 전원을 모아 기저부하의 역할을 수행한다.
닛산자동차는 일본 요코하마시에서 V2H 실증 실험을 진행 중이다. 요코하마 스마트 시티 프로젝트(YSCP)로 진행되는 실증 실험은 EV를 축전지로 에너지 관리에 활용한 경우의 환경성 수용, 경제성 검증·평가를 실시하게 된다.
이를 통해 충 방전 대응 시스템에서 가정과 전기차에서 이산화탄소의 배출량을 20% 이상 줄이고 지역에너지관리 시스템(CEMS)과 연계한 수요관리(DR) 실증 시험과 전기차 전력 수요 조정에 대한 유효성을 검증한다.
시험 결과 태양광발전(PV)가 있는 주택의 경우 V2H를 이용해 PV 자가 이용률이 25% 증가했다. 이를 CO2삭감량으로 환산하면 25%의 저감효과가 있었다.
미쓰비시는 지난 2012년부터 전기 자동차의 신규 용도 개척을 목적으로 스마트 그리드 시험 장치인 ‘M-tech Labo "(V2B)를 이용한 실증 시험을 실시했다. V2B(Vehicle to Building) 시스템은 전력수요가 적은 시간대에 전기자동차의 축전지를 충전해 전력수요가 많은 피크시간대에 축전지 전력을 빌딩에 공급하는 방식이다.
이를 통해 야외에서 캠핑을 하거나 비상시에 사용하는 전원공급 장치인 V2L(Vehicle to load)를 개발했으며 EV에서 가정에 전원 공급을 가능하게 하는 장비 ’니치‘, 전기 자동차 용 파워 컨디셔너 등을 개발, 판매 등을 하고 있다.
특히 이러한 시스템은 지진 재해 직후에는 빛을 발하는 것으로 확인됐다. 지난 2011년 일본 센다이시에서 발생한 지진재난 현장에서 미쓰비시가 복구 지원을 위해 피해 지역에 제공한 전기자동차 i-MiEV(약 90 대)가 의료인의 이동과 피난처 간의 연락, 구호 물자의 운반 등에 사용돼 크게 도움이 된 바 있다.
◇ "LG전자, 전기차 쉐보레 볼트 핵심부품 공급"
임준영 LG전자 연구위원…고성능 파워트레인과 HVAC 개발에 총력
"LG전자는 전기차 쉐보레 볼트에 파워트레인과 HVAC를 공급할 계획이다."
임준영 LG전자 연구위원은 테슬라 모델X의 대항마인 쉐보레 볼트가 ‘영혼은 국산’임을 강조했다. LG전자가 주요 전장 부품을 공급하기 때문이다. 파워트레인은 모터와 트렌스미션이 하나의 모듈을 구성한 부품이다. 사람으로 치면 심장과 대동맥, 신경다발에 해당한다. HVAC(heating, ventilating, and air conditioning)는 난방과 냉공조 기기다.
임 연구위원이 파워트레인과 HVAC이 ‘영혼’이라고 말한 이유는 가장 전력을 많이 소모하기 때문이다.
현재까지 개발된 전기차 주행거리는 200km 전후다. 그나마 겨울철 난방, 여름철 냉방을 하면 확연히 줄어든다. 내연기관차의 경우 난방을 엔진에서 발생하는 열을 이용하지만 전기차는 고스란히 전지에 저장된 전기를 써야 한다. 이는 전기차가 내연기관차보다 경쟁력이 떨어지는 요인이 되고 있다.
임 연구위원은 실제로 현재의 전기차가 내연기관차에 비해 성능이 떨어진다고 밝혔다. 전기차의 주행거리는 200km 정도에 머물고 있다. 600km를 달리는 내연기관차의 30~50%에 불과하다. 가격은 3만6000달러(4000만원)로 1만8000달러(2000만원)하는 내연기관차의 두배다. 충전시간은 30분~8시간으로 5분만에 주유가 끝나는 전기차와 비교할 수 없다.
결국 전기차가 내연기관차의 대항마가 되려면 파워트레인과 HVAC의 성능을 높일 수 밖에 없다.
그렇다면 세계 굴지의 자동차 제조사인 GM이 LG전자를 택한 이유는 무얼까?
LG전자는 백색 가전과 스마트폰으로 유명하다. 백색 가전엔 수많은 모터가 장착되고 스마트폰엔 각종 제어기기와 소프트웨어가 심어져 있다.
LG전자는 1960년대에 모터를 처음 생산해 지금까지 업력을 이어왔다. 2011년엔 에너지 부품 사업부를 설립해 본격적으로 전기차 사업에 뛰어들었다.
LG전자는 백색 가전과 스마트폰에서 쌓은 모터 제작과 노하우를 고스란히 전기차에 적용했다. 자동차가 진화하며 기계적 특성을 벗어버리고 전자기기가 되는 현실도 LG전자가 전기차 부품 시장에 뛰어드는데 한 몫했다.
전기차의 순간 토크나 힘이 내연기관차와 다른 논리를 지닌 사실도 LG전자가 전기차 사업에 진출할 수 있는 주요 동기가 됐다. 내연기관차와 전기차는 ‘탈 것(車)라는 공통점만 있을 뿐 완전히 다르다. 내연기관차는 기계인데 반해 전기차는 전자기기다.
"전기차 부품은 크기가 작으면서도 가볍고 생산비용이 저렴해야 한다는 삼박자가 맞아야 한다."
그래서 LG전자는 파워트레인과 HVAC를 제작할 때 가벼우면서도 강철보다 단단하며 성형이 손쉬운 엔지니어링 플라스틱을 사용한다.
특히 파워트레인의 경우 하나의 보드에서 동작이 가능하도록 구조를 단순화할 계획이다. 파워트레인은 현재 에너지 밀도가 kg당 100Wh 수준이지만 2020년까지 130~150Wh으로 높아질 예정이다. 주행거리도 321km로 높아지게 된다. 2020년 이후엔 3세대 파워트레인이 등장한다. 에너지밀도가 170Wh로 높아져 483km 주행이 가능하다.
HVAC는 내연기관차에선 엔진에서 벨트로 동력을 전달받아 구동한다. 전기차에선 스스로 작동해야 한다. 자동차 실내의 냉난방과 공조를 담당하는 만큼 전력을 많이 소비한다. 현재 120km를 주행하는 전기차는 겨울철 난방을 하면 주행거리가 80km로 떨어진다. LG전자는 히트펌프 기술을 적용해 전기차의 냉난방을 해결할 계획이다.
임 연구위원은 "전기차는 내연기관차와 완전히 다르다"며 "각종 시스템을 하나로 통합해 효율을 높이고 최신 기술을 융합해 새로운 부품을 제작하고 있다"고 말했다. "LG전자는 전기차 부품 기술 개발을 통해 새로운 탈 것을 만들어 갈 것"이라고 말했다.
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