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[전기차 기술 어디까지 왔나] 도요타 "2022년 전고체 배터리 장착"

안전하고 충전속도 빠르며 주행거리 길어...전기 저장·분배 기술 개발도 한창
사진:ⓒgetty images bank

사진:ⓒgetty images bank

 
전기차 기술의 핵심은 배터리 기술에 다름 아니다. 배터리 기술이 발전할수록 전기차는 발전하고 대중화 속도는 빨라질 것이다. 그런데 그게 다일까. 자동차산업은 그리 간단하지 않다. 최근 볼보가 2019년부터 내연기관 자동차를 더 이상 생산하지 않겠다고 선언했을 때, 이를 곧이곧대로 믿어야 할까. 이에 뒤질세라 여러 브랜드가 전동화 계획을 발표하고 있다. 덩달아 영국과 프랑스, 노르웨이, 네덜란드 등도 국가 차원에서 앞으로 내연기관 자동차를 금지하겠다고 잇따라 선언했다. 일부에서는 이런 움직임 때문에 내연기관차의 종말을 말하지만 성급한 판단이다. 정치적 메시지를 간과해서는 곤란하다. 다시 말하지만, 자동차산업은 그리 간단하지 않다.
 
폴크스바겐그룹은 지난 9월 프랑크푸르트 모터쇼에서 2025년까지 신형 전동화 모델 80종을 내놓는다는 로드맵 E를 발표했다. 이 소식은 곧 지구촌 언론의 헤드라인을 장식했다. 한마디로 자동차 업계의 판을 뒤흔들어 놓겠다는 것. 뿐만 아니라 배터리 구입 자금 등 이를 위한 비용으로 자그마치 200억 유로(약 26조6500억원)를 준비하겠다고 했다. 폴크스바겐그룹 CEO 마티아스 뮐러가 간결하게 말했다. “우리는 이미 메시지를 밝혔고, 그걸 반드시 실천하기로 했다. 이건 막연한 선언이 아니라 강력한 공약이다.”
 
어떤 경우이든 산업이 극단적으로 재편되기는 어렵다. 내연 기관에서 전기로 옮겨가는 일 또한 마찬가지다. 폴크스바겐이 계획하는 전동화 모델 80종 가운데 플러그인하이브리드 모델은 30종에 이른다. 내연기관이 숨 쉴 구멍은 여전히 남아있다. 앞서 언급한 볼보의 선언에도 하이브리드 모델은 예외가 아니다. 그리고 기존 모델의 경우 디젤·휘발유 등 내연기관은 그대로 이어진다. 다만 2019년 이후 발표하는 신모델부터 내연기관 전용차는 만들지 않겠다는 얘기다. 말장난 같지 않은가? 시간이 지나면 알게 될 것이다.
 
내연기관차의 종말?
 
모든 산업이 마찬가지지만 가장 큰 난제는 비용과의 싸움이다. 적어도 자동차 업계는 한 가지 믿음을 공유하고 있다. 앞으로 몇 년 사이에 배터리와 그 밖의 핵심 부품값이 극적으로 떨어진다는 것. 마티아스 뮐러는 영국 [오토카]와의 단독 인터뷰에서 이렇게 말했다. “우리는 이익을 낼 수 있는 방향으로 큰 걸음을 내디딜 것이다. 그러나 다음 세대에 전기차가 당장 재래식 엔진 차만큼 이익을 낼 수 없을지 모른다. 그 때문에 재래식 엔진차와 전기차의 호혜적 공존을 모색해야 한다.”
 
디젤의 장래에 대한 뮐러의 생각은 어떨까? “디젤은 계속해서 팔릴 것이라 믿고 있다. 첫째, 디젤은 깨끗하다. 둘째 이산화탄소 감축 목표를 달성하기 위해 필요하다. 셋째, 수많은 고객에게 적합하다. 따라서 우리는 계속 디젤을 만들어 팔 것이다. 최소형 모델에는 적용되지 않을 수 있다. 2019년 또는 2020년에 신세대 디젤에 투자할 것이다.” 이 모든 소동의 출발점인 ‘디젤 게이트’에도 폴크스바겐은 세계 시장에서 여전히 강세를 지키고 있다. 뮐러가 그룹의 전동화 목표를 말하면서도 디젤에 대한 기대를 저버리지 않는 배경이다.
 
어쨌든 전기차의 핵심 요소는 배터리 기술력이다. 무거운 납축전지 대신 니켈수소 그리고 리튬이온 배터리가 나오면서 전기차는 획기적인 발전을 이루었다. 전기차의 상업적 성공 가능성이 커진 것은 배터리 가격 하락과 에너지 밀도 증대, 공급 증가가 뒷받침됐기 때문이다. 에너지 밀도가 높아지면서 같은 크기의 배터리로 더 먼 거리를 달릴 수 있게 된 것이다. 1990년대 EV1의 실패를 겪은 GM은 근래 새로운 전기차 볼트 EV를 내놓았는데 완전 충전시 주행거리가 383km에 달한다. 또한 내년 하반기에 시장에 나올 재규어 I-페이스는 전기차 전용 플랫폼에 90kWh 배터리와 최고출력 400마력 전기 모터를 갖추고 최대 500km 거리를 달릴 수 있는 것으로 알려졌다.
 
배터리는 기술 문제뿐 아니라 소재(특히 리튬·코발트)의 공급 문제가 주요한 이슈다. 전기차 시장을 이끌고 있는 테슬라는 아예 세계 최대의 배터리 공장인 기가팩토리를 만들었다(2020년까지 연간 생산능력 50GWh, 전기차 46만대 수준). 이를 바탕으로 기존 모델의 절반 수준인 3만 달러대 보급형 모델 3으로 돌풍을 일으켰다. 모델 3을 위해 파나소닉과 공동 개발한 배터리팩은 충전 전력량 50kWh로, 완전 충전시 최대 220마일(약 354km) 거리를 달릴 수 있다. 그 밖에 폴크스바겐·BYD 등도 자체 배터리 생산설비를 갖추기 시작했다. 가격 경쟁력을 갖추고 주행거리 400km 이상 달릴 수 있는 70~100kWh급 고출력 배터리를 안정적으로 공급받기 위해서다.
 
차세대 전기차용 배터리로 떠오르고 있는 것은 전고체 배터리다. 리튬이온이 이동하는 전해질을 고체로 만든 배터리를 말하는데, 안전성은 물론 충전 속도와 주행거리에서 기존 배터리보다 월등한 것으로 평가된다. 그동안 하이브리드에 전념해온 도요타가 2022년 전고체 배터리를 장착한 전기차를 출시하겠다고 밝힌 것도 전고체 배터리에 대한 관심을 키우고 있다. 현대차도 이미 전고체 배터리를 개발 중인 것으로 알려졌다. 2020년 전기차를 내놓겠다고 선언한 다이슨은 전고체 배터리 생산기술을 보유하고 있다. 결국 배터리 기술력이 전기차의 핵심이라고 했을 때 실용성과 대중성은 점차 확대될 것이다.
 
배터리 경쟁력이 곧 전기차 경쟁력
 
그런데 전기차가 기하급수적으로 늘어났을 때 전력 수급은 문제가 없을까? 최근 선보인 주행가능거리 378km의 2세대 닛산 리프는 이에 대한 해결 방안을 제시한다. 전기를 저장하고 분배하는 ‘V2G(Vehicle To Grid)’ 기술이 그것이다. 대부분 차는 하루 중 많은 시간 동안 운행하지 않기 때문에 V2G 기술을 이용해 전기차 배터리를 충전할 수 있고 필요한 경우 전력을 끌어다 쓸 수 있다. 아직 해결 과제는 남아 있다. 다만 프란시스코 카란자 닛산 에너지 부문 수석의 말은 귀 기울일 만하다. “전기차는 자동차 회사 사이의 경쟁 문제가 아니다. 만약 전기차를 지난 100년 동안 해온 방식으로 팔려고 하면 문제가 된다. 그러나 스마트 에코시스템으로 접근한다면 좋은 해결책 중 하나가 된다.” 그의 말은 우리가 전기차를 보는 새로운 시각을 제공한다. 때로 기술이 향하는 방향은 기술 자체가 결정하기도 한다.
 
최주식 오토카코리아 편집장

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