SEG, 48V 스타트-스톱이 최선의 솔루션

전기차, 대부분 국가서 최대 30% 더 CO₂ 배출

2019년 01월호 지면기사  /  글│윤범진 기자 _ bjyun@autoelectronics.co.kr



지난해 10월 SEG Automotive는 ‘파워트레인의 전환(Transformation of the powertrain, A balanced view of technologies)’이란 백서를 발표하며 그들의 비전과 가치를 말하고자 했다. 내연기관차에서 전기차로의 전환은 인위적으로 기후변화를 완화시키는 데 있어서 세계적으로 중요한 역할을 하지만 변화는 점진적으로 일어날 것이며, 특히 화석연료로 전기를 생산하는 국가에서 48V 하이브리드가 현재는 물론 장기적으로 가장 환경 친화적인 솔루션이 될 것이라고 했다.



전기이동성(e-mobility), 전자화에 대한 보쉬의 결단력은 중국기업으로의 스타터 모터 및 제너레이터 사업부 전격 매각으로 지난해 SEG Automotive를 탄생시켰다.

지난해 10월 SEG Automotive는 ‘파워트레인의 전환(Transformation of the powertrain, A balanced view of technologies)’이란 백서를 발표하며 그들의 비전과 가치를 말하고자 했다. 세계시장뿐만 아니라 중국, 미국과 같은 주요 지역의 e모빌리티 상황과 개발동향을 자세히 다루면서, 내연기관차에서 전기차로의 전환은 인위적으로 기후변화를 완화시키는 데 있어서 세계적으로 중요한 역할을 하지만, 변화는 점진적으로 일어날 것이라고 했다. 또 현재 중국, 인도, 미국, 독일 등을 포함한 대부분의 자동차 시장에서 전기차는 기후 환경에 반드시 도움이 된다고 할 수 없고 오히려 내연기관차보다 최대 30% 더 많은 CO₂를 배출한다고 지적했다.

전기이동성(e-mobility)은 얼마나 빨리 정착할 것이며, 어떤 요소가 그 확산 속도를 늦출 것인가? 현재의 전기차는 기존 엔진에 비해 얼마나 환경 친화적인가? 소비자 입장에서 볼 때 상황은 어떠한가? 전기이동성의 폭발적인 성장 이전에도 CO₂ 배출을 현저히 줄이는 데 사용 가능한 단기 솔루션은 존재할 것인가? 이것이 SEG의 질문이고 그들의 비즈니스에 대한 답이다.

요약하자면, ▶전기이동성은 전 세계적으로 기하급수적으로 증가(2017년 78% 이상)하고 있지만 시장 점유율은 여전히 1%에 머물고 있고, 따라서 2025년에도 신규 등록차량의 85%는 내연기관차가 될 전망 ▶전기차가 기후에 반드시 도움이 되는 것은 아니며 에너지 믹스(Energy mix)에 따라서 30%에서 65% 미만까지 더 많은 CO₂를 배출 ▶소비자 입장에서, 전기차는 총소유 비용이 상당히 비쌈(약 5센트/km) ▶배터리는 전기차 보급의 가장 큰 걸림돌(가격, 주행거리, 원료, 생산 중 CO₂ 배출량)이란 것이다.




CO₂ 중립: 전기차가 항상 환경 친화적이지 않은 이유


전기이동성 시장은 기하급수적으로 성장하고 있다. 백서에 따르면, 2017년 전기차 판매대수는 전년 대비 78% 증가한 66만 8,000대였다. 그럼에도 2017년 신규 등록된 자동차 중에 전기차의 시장 점유율은 0.8%에 그쳤다.

일부 국가의 경우, 전기차는 이미 환경보호에 크게 기여하고 있다. 화석연료를 사용하는 화력발전 의존도가 낮은 프랑스나 노르웨이 같은 국가의 경우에는 EV가 효율적인 내연기관차에 비해 전체 수명주기 동안 50% 이상의 CO₂ 배출을 저감한다. 미국, 인도, 중국 심지어 독일과 같은 주요 시장의 전력 생산은 순수 전기차 또는 PHEV가 제한된 범위에서만 가치가 있거나 심지어 효율적인 내연기관차에 비해 장기적으로 부정적인 영향을 미칠 정도로 훨씬 덜 깨끗하다. 2017년 전 세계 전력생산에서 재생에너지가 차지한 비중은 26%에 불과했다. 현재 예측에 따르면, 심지어 2040년에도 세계 전력 수요의 31% 만이 재생에너지로 공급될 전망이다.
SEG는 결과적으로 대부분의 배출가스가 엔진에서 화력발전소로 이동할 뿐이라고 했다.

소비자 관점: 전기차는 비싸다

높은 전기차 구매 가격은 제한된 범위에서만 상각된다. 궁극적으로 전기차는 운전자에게 불확실한 중고차 가격 외에도 그 수명주기 동안 km당 5센트의 추가 비용을 부과한다.

전기차와 내연기관차는 주행 제약과 관련해 다양한 문제에 직면해 있다. 주행거리 제약, 충전시간, 충전 인프라 문제는 많은 개인 소비자들의 전기차 구매를 주저하게 하는 걸림돌이 되고 있다. 반면, 내연기관차는 이미 도심 진입제한이나 등록제한을 받고 있다.

이러한 불안정한 선택 중에서도 많은 개인 소비자들은 내연기관차가 개인 이동성 요건에 가장 적합한 솔루션인 한 결국 내연기관차를 구매할 것이다. 현재 예측에 따르면, 2025년까지 승용차의 85%가 내연기관으로 생산될 전망이다. 이 차량의 CO₂ 배출량은 최대한 낮게 유지되어야 한다.

배터리는 전기차 확산의 병목점이다

SEG는 배터리가 다음과 같은 몇 가지 측면에서 전기차에 상당한 영향을 미치기 때문에 기술의 획기적인 발전이 필요하다고 했다.

•상당한 추가 제조비용(약 200달러/kWh)
•배터리 생산 시 높은 CO₂ 배출량(150~200 kg/kWh)
•희소성과 수급 불안정에 따른 희소금속의 가격 급등(예, 코발트)
•프로젝트를 지연시키는 배터리 공급 부족(예, 현대 아이오닉 일렉트릭)
•짧은 주행거리




현실적 대안으로서의 48V 하이브리드


SEG는 화석연료로 전기를 생산하는 국가는 48V 하이브리드가 현재는 물론 장기적으로 가장 환경 친화적인 솔루션이 될 것이라고 주장했다.

이를 위해 기존의 교류발전기는 48V 부스트 회생제동장치(Boost Recuperation Machine, BRM)로 대체됐다. 포뮬러 1(F1)에서 익숙한 제동력 복구기술(회생제동)을 적용하여 연료 소비를 최대 15% 절약하며, 이는 중장기적으로 CO₂ 배출량 목표를 달성하는 데 필수적이다. 또한 이 솔루션은 소비자에게도 유익하다는 점이 입증됐다. EV 및 PHEV와 달리, 48V의 추가 비용은 연료 절감을 통해 상각된다.

주요 시장: 중국, 전기차 주도

중국은 세계에서 가장 큰 자동차 시장으로 자리매김했다. 전기차 판매에서도, 중국은 선두를 달리고 있다. 베이징 정부는 보조금, 내연기관차에 대한 운행 금지, CO₂ 배출량 목표 등 포괄적인 조치를 통해 이러한 변화를 적극적으로 견인하고 있다. 그러나 중국에서는 전력의 70%가 석탄발전으로 생산되기 때문에, 전기차가 아직은 환경보호에 크게 기여하지 못하는 상황이다.

미국, 유럽, 인도 등 다른 주요 시장도 에너지 믹스 측면에서 어려움을 겪고 있다. EV로의 전환도 더디게 진행되고 있다. 특히 미국과 유럽은 자동차 산업에서 주도권을 넘겨줄 처지에 놓여 있다.

이 모든 지역에서 현재의 CO₂ 배출 목표는 연소 엔진의 배출량이 급격히 감소하는 경우에만 달성할 수 있다는 것이 명백해지고 있다. 특히 48V 및 스타트-스톱 기술은 이와 관련해 중요한 역할을 한다.
 

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