<관심집중> 전기차의 모든 것

 

정부보조금도 들쑥날쑥 불공정

배터리와 특수 타이어가 관건

초고속 충전과 주행거리 과제

화재 위험과 자율주행 사고도

충전서비스 플랫폼 구축 관건

수소차, 태양광충전, 진화 지속

엔진차를 전기차로 개조, 진화

전기료에 충전료 인상은 악재

겨울 배터리 효율 낮아져 문제

주행거리 1000㎞는 기술 목표

아직 비싼 차 가격, 기술로 해결  

4년후 가격 역전 예상, 미래지향

7500불 공제혜택 제외 후폭풍

 

전기차가 대형화 되고 있다. 자동차 회사들이 경쟁적으로 대형 SUV를 전기차로 내놓고 있다. 크고 무거운 대형 SUV 전기차는 더 많은 연료를 소비한다. 효율과 친환경이 전기차의 1순위 가치였던 때가 지나가며 종류와 크기가 다양해지는 단계로 진입한 상황이다. 

전기차는 내연기관차보다 더 빨라졌고, 1회 충전 시 최대 주행 거리가 500㎞를 넘는 모델도 많아졌다. 전기차가 차의 기본 요건을 충족시키자, 내연차에서 유행하던 대형 SUV 모델이 전기차 시장에도 확산하는 모습이다.

전기차 확산 추세에 문제는, 1천키로 주행, 고속 주행, 대형화지만 문제도 많다. 화제 위험에 비싼 차가격, 지원금 불공정, 고가 전기료에 충전료 인상도 해결할 문제다.

2023년, 전기차의 현재와 미래를 보도한다.

강 산 <탐사보도팀>

 

‘인플레이션 감축법’(IRA) 시행 등을 통해 2030년이면 미국에서 판매되는 승용차의 절반 이상이 전기차가 될 것이라는 전망이 나왔다.

블룸버그NEF는 전체 미국 승용차 판매량에서 전기차의 비중이 지난해 5%를 기록했다. 2025년에는 23%, 2030년에는 52%로 올라갈 것 전망이다.

바이든 대통령은 2030년까지 전체 차량 판매량 가운데 절반을 배터리 기반 전기차(BEV) 등으로 채우겠다는 목표를 내놓은 바 있다. IRA 시행 등으로 전기차 판매 증가속도가 빨라지며 목표 달성이 가능해질 전망이라는 것이다.

IRA는 탈탄소와 풍력·태양광·배터리·그린수소(탄소 발생 없이 생산된 수소) 산업의 미국 내 생산 확대 등을 위해 3,740억 달러를 지원하는 내용을 담고 있다.

전기차의 경우 북미에서 차량을 조립하는 등 일정 요건을 갖추면 대당 최대 7,500달러의 세액 공제 혜택을 준다. 내년 1월부터는 미국 등지에서 생산된 배터리와 핵심 광물을 일정 비율 이상 사용해야 하는 조건도 추가된다.

이에 아이오닉5와 EV6 등 국산 전기차는 세액공제 혜택 대상에서 제외됐다.

블룸버그NEF는 테슬라·제너럴모터스(GM)·포드 등 미국 자동차 업체 3곳이 단기적으로 IRA의 최대 수혜자가 될 것으로 전망했다. 또 “내년 매출에 큰 차이가 없을 것”이라면서 계속 생산비용 하락될 것으로 말했다.

이처럼 IRA 영향으로 혜택에서 소외된 현대차와 기아의 미국 내 경쟁력 약화가 우려된다. 이에 현대차는 조지아주 전기차 전용공장의 착공 시점을 앞당겨 2024년 하반기부터 가동하는 방안 등을 검토 중이다.

지난해 판매된 전기차는 472만 대다. 전 세계에서 판매된 차의 5.8%다. 이제 각국은 전기차 시장이 본격적인 성장궤도에 올랐다고 보고 인위적 유인책인 보조금을 축소하고 있다. 영국은 올해 보조금을 완전 폐지했고, 독일도 내년부터 보조금을 단계적으로 축소한다. 한국도 비슷하다. 국고보조금 한도는 꾸준히 줄어 올해 기준 700만 원까지 내려왔다. 이마저도 차가격이 5500만 원 미만일 경우에만 100% 지급된다

중국은 자국산 배터리를 탑재해야만 보조금을 준다. 자국 시장을 보호정책이다. 조 바이든이 서명한 IRA 조건에는 북미 시장에서 전기차가 완성되어야 하고, 배터리 소재를 미국 또는 미국과 자유무역협정(FTA)을 맺은 국가에서 조달하도록 했다. 표면상으로는 전기차 보급을 늘려 기후변화를 막겠다는 것이지만, 실상은 전기차 보조금을 무기로 전기차 시장 패권을 장악하겠다는 의도를 담고 있다.

IRA에 여러 나라가 발끈하고 나섰다. 현대자동차그룹이 미국 전기차 시장에서 가파르게 점유율을 높여가고 있어서다. 올해 상반기(1~6월) 현대차‧기아‧제네시스 전기차는 3만3556대가 팔리며 점유율 9.1%를 기록했다. 1위 테슬라의 25만9790대(70.3%)와는 격차가 크지만, 경쟁 업체들과의 차이를 벌리기 시작했다. 현대 아이오닉 5, 기아 EV6 등 신형 전기차가 호평을 받으며 소비자들의 인정도 받고 있다.

 

한국 전기차 예약 30% 취소

전기차 판매량이 역대 최고치를 기록한 가운데 한국 전기차(EV)는 인플레이션 감축법(IRA) 영향으로 주춤하고 있는 것으로 나타났다.

 자동차전문매체가 발표한 3분기 판매실적 통계에 따르면 23개 브랜드 38개 전기차 모델이 총 20만5682대 판매돼 지난해 동기 12만2744대보다 68%가 급증했다.

 3분기 합산 올해 총판매량에서도 57만6408대로 33만9671대였던 지난해에 비해 69.7%의 신장률을 보였다.

 3분기 전기차가 차지하는 점유율도 지난해 3.6%에서 올해는 6%로 두배 가까운 급성장을 나타내고 있다. 2020년의 약 3배 수준이다.

테슬라가 13만1000여대를 판매해 63.7%의 점유율을 보였으나 올해 1분기 75% 이후 2분기 66% 등 감소세를 보이고 있다. 이는 전기차 후발 브랜드들이 약진하고 있기 때문으로 밝혀졌다.

 한국 3개 브랜드의 6개 모델은 총 1만2046대가 판매됐다. 아이오닉5(4800대), EV6(4996대), GV60(807대) 등이 호조를 보이며 전체 판매량은 전년 대비 103.5%가 급증했다. 하지만 지난달 판매량은 전달보다 13.3%, 3분기 판매량은 2분기보다 33.1% 각각 감소했다.

 올해 상반기 테슬라에 이어 9%대로 2위를 기록했던 한국차 EV 점유율도 5.9%로 감소하며 4위로 내려앉았다.

실제로 현대차 관계자는 “아이오닉5의 경우 IRA 시행 전에는 사전예약이 몰렸으나 7500달러 세금공제 혜택을 받지 못하자 예약 취소율이 30%에 달하고 있다”고 밝혔다.

 

전기차의 역사

전기차는 1890년, 즉 130년 전에 이미 출시된 바 있다. 그러나 획기적인 발전을 이루지 못한 채 20세기에 초중반 내연기관 자동차에 완전히 시장을 내주었다. 가장 큰 이유는 힘과 속도였다. 1970년대 이른바 ‘석유파동(oil shock)’를 계기로 반짝 재 각광을 받았으나 전기차는 속도가 40mph(약 65km/s)를 넘지 못해 사라졌다.

이후 1990년대 환경문제가 크게 대두되면서 업계는 다시 전기차를 진지하게 검토하기 시작했고 1997년 도요타가 주도한 하이브리드 자동차 시장 과도기가 시작됐다. 하이브리드와 재충전이 가능한 플러그인 하이브리드를 거쳐 완전 전기차의 상용화 시대가 열리게 된 것은 2010년대 이후다.

캘리포니아주와 뉴욕주도 2035년부터 휘발유 등 내연기관을 사용하는 신차 판매를 전면 금지하기로 했다. 캘리포니아주는 전기차(플러그인 하이브리드 포함) 신차 비율을 2026년 35%, 2030년 68%로 늘린 뒤 2035년에는 100%에 도달하겠다는 계획을 발표한 바 있다.

전기차의 가장 큰 공헌은 테슬라(Tesla)다. 그러나 폐 배터리의 처리 문제도 지적했다. 슬래시기어는 “자동차 산업은 현재 낡은 배터리를 어떻게 처리할지에 대한 구체적인 계획이 없으며 더 많은 EV가 수명을 다하게 됨에 따라 향후 10년 동안 문제가 급격히 심각해질 것”으로 예상했다.

슬래시기어는 “여러가지 당면한 문제에도 불구하고 기술발전 속도를 고려할 때 향후 10년 이내에 다수가 해결될 것”이라고 전망했다. 

주행거리를 늘리기 위해서는 당연히 배테리 용량을 키워야 한다. 여기에는 차 무게가 효율성을 떨어뜨리고 현 기술로는 창과 방패의 딜레마이기도 하다.

 1년 전까지만 해도 전기차의 주행거리는 300㎞ 안팎에 불과했다. 배터리를 많이 넣으면 주행거리를 늘릴 수 있지만, 그만큼 차 무게가 늘어나 효율성이 떨어지고 차 가격도 올라갈 수밖에 없다. 이에 완성차 업체들은 배터리의 에너지 효율을 높이고 디자인을 개선하는 방식으로 주행거리를 늘렸는데, 미래 전기차의 주행거리는 더 늘어날 전망이다.

메르세데스-벤츠는 주행거리가 최대 1000㎞에 이르는 전기 콘셉트 ‘비전 EQXX’를 발표하면서 “주행거리와 에너지 효율성을 완전히 새로운 수준으로 끌어올리는 것을 목표로 진행된 벤츠의 광범위한 협력 기술 프로젝트의 결과물”이라고 했다. 에너지 밀도가 높은 배터리 팩을 개발해 탑재하고, 고효율 전기 구동 시스템과 경량 엔지니어링, 진보된 소프트웨어 시스템에 이르기까지 전분야 효율성을 높여 1㎾h당 9.6㎞의 에너지 효율을 달성했다.

 

5백만원에 전기차로 개조

배터리값 하락이 더딘 터라 전기차 가격이 아직 비싸다. 현대차그룹이 쏘나타‧그랜저 엔진을 떼어낸 자리에 모터‧배터리를 장착한 개조전기차가 활성화에 박차를 가하고 있다.

전기차 개조 시장이 활성화되면 새 전기차를 구매하기에 부담스러운 소비자는 싼 가격에 유지비가 저렴한 전기차를 운행할 수 있고, 기존 타던 차를 친환경차량으로 변신 운행이 가능하다.

국토교통부는 지난 2010년 관련 규정을 신설했다. 한 전기차 개조업체는 “내연기관차 4대를 전기차로 개조했는데 관련 규정이 미비해 일반 도로에서 테스트할 수 없어 한국자동차연구원 시험도로에서 테스트하고 있다”고 말했다.

내연기관차를 전기차로 개조하면 중량이 약 150∼450㎏ 늘어난다. 모터‧배터리가 무거운데다가 이를 버티려면 차체 강도도 보강해야 한다. 2024년까지 특구 지역도로에서 테스트를 진행하고 2026년까지 관련 규정을 개정하기로 했다.

정부는 전라남도를 ‘개조전기차 규제자유특구’로 지정했다. 개조전기차 상용화를 위한 첫발을 내디딘 것이다. 특구 예정지는 전남 영암군 삼호읍, 영암‧목포‧해남 도로 등 총 14.1㎢다. 알비티모터스 등 10개사가 사업자로 참여하고 중앙정부와 지자체 지원을 받는다.

이미 전기차 개조는 활발하다. 유럽에서는 전문 개조 회사들이 정부 지원을 받아 내연기관차를 전기·하이브리드차로 개조하고 있고, 미국은 자동차 제작사와 개조 업체가 협업으로 개조사업에 참여하고 있다. 제너럴모터스(GM), 폴크스바겐, 혼다 등이 전기차 개조사업을 벌이고 있다. 미국·영국·프랑스·일본 등도 개조전기차에 보조금을 지급한다.

 

美-中은 차별, 보조금

미 인플레이션 감축법(IRA)이 한국산 전기자동차 보조금 정책 논쟁으로 불똥이 튀고 있다. 북미 지역에서 생산되는 전기차에만 차별적으로 혜택을 주는 IRA에 맞서 한국도 수입산 전기차에 대한 보조금을 줄이자는 것이다. 국민 세금으로 해외 기업 배를 불리지 말고, 한국 자동차산업을 보호해야 한다는 명분도 있다.

전기차 보조금은 대상과 효과 등 논란 이슈다. 올 들어 IRA와 국내 전기차 보급 확대와 맞물려 복잡한 문제로 변모하고 있다.

전기차 보조금 정책은 환경부 주관이다. 온실가스와 미세먼지 배출을 줄이는 수단으로 전기차를 선택한 것이다. 특히 기후 변화에 민감한 북유럽 국가들이 강력히 추진했다.

기술 발전이 더해지면서 전기차 판매량은 빠르게 늘었다. 

 

전기차 활용 방법

전기차는 더 이상 낯선 물건이 아니다. 우리 생활 속에 깊숙이 자리 잡은 전기차를 한층 이해하기 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 상식과 방법을 알아봤다.

자동차를 더욱 알차게 사용하는 방법은 무엇일까? 윤택한 우리의 삶을 돕는 생활 정보처럼, 자동차 역시 한결 편리하고 효율적으로 활용할 수 있는 방법이 존재한다. 특히 전기차는 기존의 내연기관 자동차와 다른 동력원을 활용하기에 운용 방법에 큰 차이가 있다. 전기차를 더욱 전기차답게 사용하는, 전기차 오너 및 예비 오너를 위한 전기차 활용 상식 및 팁을 소개한다.

전기차 오너에게 추운 겨울은 반갑지 않은 계절이다. 기온이 낮아지면 배터리의 성능도 떨어질 뿐만 아니라 실내 난방에도 많은 전기에너지가 소모되기 때문이다. 따라서 전기차 오너에게는 전기차의 효율을 높이기 위한 똑똑한 난방 전략이 필요하다. 우선 주차는 가급적이면 실내 주차장을 이용해야 한다. 배터리가 지나치게 차가워지면 성능이 떨어지기 때문이다. 또한 출발 전에는 미리 배터리와 실내를 예열해 주행 중 소모되는 에너지를 줄여야 한다.

주행 중 난방에도 요령이 필요하다. 전기차에서 구동 모터를 제외하고 가장 많은 에너지를 소비하는 것은 바로 히터다. 따라서 히터는 적정 온도로 설정하고 시트 열선과 스티어링 휠 열선을 함께 이용해 히터의 사용량을 줄이는 것이 주행거리를 늘리는 데 도움이 된다.

 

초급속 충전은 80%

급속 충전은 빠른 충전 시간 덕분에 장거리 이동에서 더없이 편리하다. 현대자동차 아이오닉 5를 비롯한 현대자동차그룹의 최신 전기차인 기아 EV6와 제네시스 GV60는 급속 충전에 특화돼 있다. 이는 800V 고전압 충전 시스템을 기본 적용한 E-GMP의 특권이기도 하다. 가령 아이오닉 5는 초급속 충전기로 충전 시 18분 내 10%에서 80%까지 충전이 가능하다. 또한 현대차그룹이 세계 최초로 적용한 멀티 급속충전 시스템을 통해 800V 고전압 충전 시스템과 400V 급속충전 인프라 모두를 별도의 추가 부품 없이 이용할 수 있다. 하지만 국내에 있는 급속 충전소는 최대 80%까지만 충전이 가능하다. 왜 급속 충전소는 80%에 제한을 두고 있을까?

전기차 배터리는 화학반응을 통해 충전과 방전이 이뤄진다. 충전 시 발생하는 활발한 화학반응이 곧 빠른 충전을 의미하는데, 배터리가 일정 용량 이상 충전된 경우 화학반응을 일으키는 이온과 전자의 수가 줄면서 반응 속도 역시 떨어지게 된다. 이 상태에서 전류를 과하게 공급하면 배터리에 손상이 갈 우려가 있다. 즉, 초급속(또는 급속) 충전기가 충전 최대 용량을 80%에 제한하는 것은 배터리 보호를 위해서다. 따라서 초급속 충전 시 전기차 오너가 주의해야 할 점은 특별히 없다. 초급속 충전기가 배터리 용량의 80%에서 스스로 제한하거나, 80%를 넘어서면 충전 속도를 느리게 조절하기 때문이다. 다만, 충전이 끝난 후엔 다른 전기차 오너를 위해 빠르게 출차하는 배려가 필요하다. 

따라서 기온이 낮은 겨울철에도 이상적인 온도에 도달한 배터리를 통해 빠른 충전 속도를 확보할 수 있다.

 

배터리 관리의 정석

전기차의 가장 핵심적인 부품은 배터리다. 배터리의 성능이 전기차의 수명을 좌우하므로 배터리 관리도 중요하다. 고온이나 저온 환경에 대한 노출을 줄이고 완전 방전을 주의하며, 급가속과 급정거를 삼가는 것이 중요하다. 

배터리 용량을 일정 수준으로 유지하면 배터리 성능을 유지할 수 있다

전기차의 리튬이온 배터리의 경우, 총 배터리 용량의 80% 수준을 유지하는 것이 가장 이상적이다. 또한 배터리 잔량을 25~75%로 유지하면 배터리의 열화를 줄여 성능을 오래도록 유지할 수 있다. 물론, 100% 충전도 내구성에 문제가 되는 건 아니다. 완전 방전만 피하더라도 배터리 성능 유지에 큰 도움이 될 것이다. 

효율적인 장거리 주행을 위해 출발 전 주행 경로를 파악하고 충전소 위치를 알아보는 것이 좋다

최신 전기차의 1회 충전 주행 가능 거리는 대부분 400km가 넘는다. 그럼에도 장거리 여정에는 부담을 느끼는 운전자도 있을 것이다. 주행 계획은 최종 목적지와 경유지 등을 파악하고, 주행 경로상에 위치한 충전소를 알아보는 것이 필수다. 

 

전기차도 이제는 주행속도

제로백. ‘0’을 뜻하는 영어 ‘제로’에 숫자 백(100)을 붙여 놓은 이 단어는 차의 가속력을 보여주는 숫자다. 정지 상태에서 시속 100km에 도달하는 시간으로 초반 가속력을 측정하는 것이다. 가족용 차라면 큰 의미가 없을 수 있겠지만 스포츠카라면 가장 중요한 요소일 수도 있겠다.

내연기관차의 엔진은 가속 페달을 밟는 즉시부터 최대의 힘을 내지 못한다. 게다가 속력을 높일 때 필수적인 변속 과정도 빠른 가속을 방해한다. 그래서 내연기관차는 5초 안팎의 제로백만 보여줘도 가속력이 준수하다고 인정받아 왔다. 반면에 전기차는 페달을 밟는 그 순간부터 모터가 최고의 힘을 낼 수 있고 변속도 필요가 없다.

전기차의 세계에서는 고성능을 내세운 경우라면 2∼3초 안팎의 제로백을 보여주는 모델이 적지 않다. 가격이 2억 원에 못 미치는 테슬라의 ‘모델S’ 플레이드 모델은 2.1초의 제로백으로 대당 수십억 원을 호가하는 내연기관 슈퍼카들의 코를 납작하게 눌렀다.

 

그럼에도 이번 ‘제로백 마케팅’에는 작지 않은 의미가 담겨 있다. 판매량이 늘어나면서 과거보다 다채로워지는 전기차의 마케팅 포인트다. 오랫동안 전기차의 최대 장점은 경제성이었다. 휘발유·경유 가격보다 훨씬 낮은 충전 요금에 각국 정부의 구매 보조금이 더해지면서 높은 경제성으로 각광받았다.

전기차 대중화는 자연스레 보조금 축소와 충전 요금 현실화를 불러오고 있다. 이런 변화 속에서 전기차는 이제 다른 전략이 필요하다. 실제로 테슬라는 첨단 소프트웨어와 자율주행 기술을 강조하고 있다. 메르세데스벤츠나 아우디가 프리미엄 전기차 시장을 개척할 때 현대차그룹은 높은 공간 활용도를 주무기로 내세우기도 했다.

분당 2만1000번까지 회전하는 고성능 전기 모터를 쓰는 EV6 GT는 기존의 EV6보다 더 비싸다. 당연히 덜 ‘경제적’이다. 그럼에도 대중 브랜드인 기아가 이런 차를 내놓는 것은 전기차 시대에도 ‘잘 달리는 차’를 찾는 수요가 존재할 것이라는 점을 알려준다.

무거운 배터리를 바닥에 깔고 있는 전기차는 무게중심 측면에서도 고성능차 구현에 유리하다. 미국을 대표하는 스포츠카 브랜드 중 하나인 머스탱이 첫 전기차 모델 ‘마하-E’를 내놓으며 가장 부각시킨 것 역시 강렬한 주행 성능이었다.

 

전기차 무선 충전시대

전기차를 주차칸에 맞춰서 주차만 하면 충전이 시작된다. 케이블은 더 이상 필요하지 않다. 휴대폰을 무선충전 패드에 올리는 것과 같은 원리다.

주차 중에는 물론 주행 중에도 충전이 가능하다. 전선이 깔린 도로를 달리면 이동 중에도 충전할 수 있다. 전기철도에 사용하는 방식이다. 전기차의 배터리 한번 충전으로 가는 거리보다 훨씬 더 멀리 이동할 수 있다. 이는 무선충전 시대는 먼 미래 얘기가 아니다.

전기차가 본격화 되면서 무선충전 시대가 다가오고 있다. 정부와 기업들은 무선충전을 실현하기 위해 분주하게 움직이는 중이다.

전기차 대중화를 위한 인프라의 핵심은 충전이라고 할 수 있다. 충전이 편해질수록 전기차 전환은 더 빨라지고 전기차 개발의 방향도 다양해질 수 있다. 간편하고 빠른 무선충전이 보편화되면 배터리 크기도 줄어드는 등 적잖은 변화를 불러올 것으로 예상된다.

전기차 무선충전 플랫폼은 주차형 무선충전 방식에 해당한다. 61.5㎾h 배터리를 탑재한 ‘코란도 이모션’에 22㎾ 무선충전 시스템을 적용해 완전 충전까지 3시간밖에 걸리지 않는다고 쌍용차는 밝혔다. 케이블이 필요가 없기 때문에 케이블을 꽂는 불편함은 사라지고, 케이블 무게도 차에서 줄일 수 있다.

나아가 쌍용차는 이동 중 충전하는 신기술도 개발 중이라고 밝혔다. ‘급전 선로’ 위로 전기차가 주행하기만 하면 무선으로 배터리를 충전하는 방식이다.

전기차 무선충전을 위해서 높은 대역의 주파수가 필요하다. 하지만 그간에는 대역을 배분해 놓지 않았다. 규제를 풀어서 무선충전을 위한 토대를 만드는 첫 작업을 시작한 셈이다.

상용화되진 않았지만 전기차 무선충전은 이미 국내에서도 일부 하고 있다. 제네시스가 시범적으로 운영하는 서비스가 현재 유일하다. 제네시스는 올해 2월 수도권 5개 서비스센터에 전기차 전용 충전소를 열고 무선충전 시범사업을 해왔다. 무선 전기차 충전이 가능한 모델은 GV60과 GV70e뿐이다. 휴대폰과 마찬가지로 전기차도 충전이 가능하도록 별도로 만들어야 하기 때문이다.

전기차 무선 충전은 자율주차 등 새로운 기술과도 연계된다. 현대차그룹은 이미 무선충전을 염두에 두고 자율주차 기술을 개발하고 있다. 업계 관계자는 “무선충전은 궁극적으로는 자율주차하고 맞물려 있다”며 “무선충전 주차장이 생기면 제한된 구역을 활용할 수 있도록 자율주차 기술도 함께 발전하게 될 것”이라고 말했다.

(다음호에 계속)

 

올해 차종별 국내 전기차 판매량 / 단위: 대, 1~8월 기준