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Date 2016/06/30 20:41:51
Name 타임트래블
Subject [일반] 전기차는 한국에서 성공할 수 있을까?
테슬라가 국내에 슈퍼차저를 설치한다는 기사가 나오기 시작했습니다.
모델3나 Bolt가 국내에 들어오기만을 손꼽아 기다리는 사람으로
전기차에 대해 제가 아는 몇가지 사실들을 정리해 보려 합니다.



1. 전기차는 왜 비싼가?

3~4년 전이었다면 배터리가 비싸서라고 했겠지만, 지금은
아닙니다. 판매대수가 적어서 개발비 상각이 충분히 되지 않기
때문입니다.

여러 분석 자료들을 보면 전기차는 기존 차량보다 부품이 최대
1/3 수준으로 줄어듭니다. 엔진, 변속기와 주변부품들, 연료계통의
부품들이 모두 없어지는 대신 전기모터와 배터리가 그 자리를
차지합니다. 실제 테슬라나 닛산 리프 등 전기차 전용 모델을
보면 굉장히 컴팩트하거나 트렁크나 엔진룸 자리에 공간이 많이
남는 걸 볼 수 있습니다.

현재 전기차 모터와 구동계통 부품(전기차는 기어 변속이
없어 좀더 심플한 구조입니다)의 가격이 기존 파워트레인과
비슷한 수준입니다. 상식적으로 생각해볼 때 그 외 다른 부품수가
줄어들었으니 가격이 낮아져야 정상인데 현재는 거의 2~2.5만불 가량
비쌉니다.

예전에는 배터리 1kWh당 단가가 1,000달러였기 때문에
배터리때문에 전기차가 비싸던 것이 맞습니다. 1kWh당 평균
4~5km를 달릴 수 있기 때문에 300km를 주행하려면 60~75kWh가
필요하고 배터리 가격으로면 6만~7.5만 달러가 소요되었습니다.

그런데 요즘에는 배터리 가격이 급격하게 떨어졌습니다. 전기차
제조사들의 배터리 단가는 극비사항이라 정확하게 알 수는 없지만,
최선두에 있는 테슬라, 닛산 등은 1kWh당 150달러 수준일 거라
시장에서는 추정하고 있습니다. GM이 본의 아니게 Bolt에 들어가는
LG배터리의 단가를 공개한 적이 있는데 135달러였습니다.
그러니까 300km를 주행하는 전기차에 들어가는 배터리 가격이
불과 8,000달러 수준으로 엄청나게 낮아진 겁니다.

종합하면 모터와 구동부품, 배터리가 새로 들어가고, 기존 부품들이
빠지는 부분들을 감안하면 전기차는 기존 소형 또는 준준형 차량보다
최대 1만~1.2만불 정도 생산단가가 더 높은 것이 정상입니다.
그런데 실제로는 거의 2~2.5만불 더 비싼데 이건 대부분 개발비
때문에 생기는 부분입니다.

따라서, 만약 전기차가 소나타만큼 팔릴 수만 있다면 지금 기술 수준으로도
가격이 소나타와 큰 차이없는 수준으로 떨어질 수 있다는 얘기가 됩니다.
전기차가 대중화되면 될수록 가격문제는 순식간에 사라질 것으로 봅니다.



2. 전기차가 많아지면 발전소를 더 지어야 하는 것 아닌가?

전세계 어디를 가더라도 자가용의 1일 평균 주행거리는 50km 내외입니다.
따라서 전기차 1대가 하루에 소모하는 전기량은 평균적으로 약 10kWh
내외가 됩니다. 이건 우리나라 가구당 하루 평균 전기소비량과 비슷한
수준입니다. 그래서 만약 내일 당장 국내에 1천만대의 전기차가 보급된다고
해도 필요한 전기량은 현재 전기 사용량의 10% 남짓에 불과합니다.

현재 국내의 전력예비율은 20%를 상회하고 있습니다.
(이게 다 미세먼지의 주범인 석탄화력발전소를 미친듯이 지어서 그렇습니다.)
그래서 지금 상태에서도 적어도 국내에서는 전기차가 급격하게 늘어나더라도
전력 부족에 따른 문제는 발생하지 않습니다.



3. 그래도 충전 인프라는 어쩔거냐?

충전기 1대 설치 비용은 현재 최대 1천만원입니다. 만약 국내에 10만대의
공용 충전기를 설치하겠다고 하더라도 비용은 1조원 정도 소요됩니다.
전국에 고속 인터넷망을 설치하는 데 얼마의 시간과 비용이 필요했는지
생각해보면 1조원으로 전국에 전기차 충전 인프라를 완비할 수 있다면
상대적으로 상당히 저렴하다는 걸 알 수 있습니다.

국내의 특수한 상황 중의 하나는 아파트 주차장에 충전기를 설치하기가
까다롭다는 점입니다. 법이 바뀌었는지는 모르겠지만 주민의 동의를
얻어야 하고 여러 행정절차를 거쳐야 하기 때문에 무척 귀찮습니다.
이 부분이 해결된다면 전기차 구입 수요는 빠르게 늘어날 수 있습니다.



4. 그래서 한국에 전기차는 도입될 수 있을까?

저는 안 될 거라 봅니다. 여러 컨퍼런스를 다녀보고 정부 정책들을
리뷰해보면 말로는 전기차 확산을 적극적으로 추진하겠다고 하는데
내심은 전기차 시대를 가능한 늦추길 원하는 것 같습니다.

전기차 충전소의 충전요금을 kWh당 300원 이상으로 책정했는데
이 정도면 전기차의 경제성을 전혀 살릴 수 없는 수준입니다.
적어도 한전에서 책정한 가정용 전기차 충전요금 수준으로 낮아져야
하는데 그보다도 훨씬 더 비쌉니다.

전기차 보급정책도 지원금 자체는 세계 최고 수준인데, 지원절차가
무척 복잡하고 서류도 많고 기간도 많이 소요됩니다. 차 하나 사겠다고
관공서 들락날락 거리고 이 서류 저 서류 떼다보면 지칠 수밖에 없습니다.
실제로 전기차 보급정책이 국내에서 가장 활발한 제주에서도 이런
행정절차에 지쳐서 전기차 구입을 취소하는 경우가 꽤 있습니다.

차를 구입하기 전에 승인을 받는 것이 아니라 외국처럼 차를 구입하면
무조건 혜택을 주는 방식으로 바뀌지 않으면 국내에서 전기차가 보급되기는
어려울 것 같습니다.

한편으로는 전기차 시대를 늦추고 싶어하는 정부의 심정도 이해는 갑니다.
국내에서 자동차와 부품 제조사들이 GDP에서 차지하는 비중이 상당히
큰데, 전기차가 되면 부품 제조사의 상당부분은 정리될 수밖에 없기
때문에 고민이 많을 수 있을 겁니다. 그러나 우리가 어물쩍 하는 동안에
중국은 세계 전기차 생산과 판매 모두 압도적 1위를 하고 있습니다.
중국 자동차 업계가 가장 취약한 부분이 엔진과 변속기같은 파워트레인인데
전기차는 그 부분이 모터와 배터리로 바뀌는 겁니다. 그래서 중국 정부는
전기차는 자기가 가장 취약한 부분을 고려하지 않아도 되기 때문에 세계 자동차
시장을 공략하기 위해서라도 전기차에 올인하는 상황입니다.



5. 언제쯤 세계에 전기차 시대가 본격화될까?

제 생각으로는 적어도 2020년부터 전기차 시대가 시작될 것 같습니다.
아직 기술적으로나 시장환경 측면이나 인프라 측면에서 부족한 상황인데도
세계 전기차 시장이 연평균 40%씩 성장하고 있습니다. 이런 추세라면
아무리 보수적으로 추정해도 2020년쯤에는 전세계에서 판매되는 승용차의
1.5% 이상은 전기차가 될 것이 거의 확실합니다.
스마트폰이 시장을 확산된 과정을 되돌아보면 전세계 시장의 1%를 넘은
시점부터 순간부터 폭발적으로 성장하기 시작했습니다. 1%를 넘기까지 걸린
시간이나 1%에서 50%의 점유율을 달성하는 데 걸린 시간이 거의
비슷했었던 걸로 기억합니다.

전기차도 마찬가지 과정을 밟아 나가지 않을까 예상합니다.
전세계 신차 판매에서 전기차 점유율이 1%를 넘기 시작하는 2020년쯤이면
차량 가격이 급격하게 낮아지기 시작하고 배터리 성능도 빠르게 향상되기
시작할 것입니다. 그렇게 되면 전기차가 대중화될 기반이 어느 정도
갖춰질 거라 생각합니다.
그래서 2020년쯤을 기점으로 전기차 시장이 폭발적으로 확대되지 않을까
생각하고 있습니다.





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눈팅회원37
16/06/30 20:58
수정 아이콘
아파트 전기차 충전은 요번에 보니까 시공 없이 220볼트 코드에 바로 꼽을수있는 어댑터 같은걸 보급하려나보더군요.
생긴게 커다란 노트북 충전기 생각하시면 됩니다.
따로 공사 없이 220에 바로 쓸 수있고 전산처리가 된다하니 생각보다 빠르게 보급이 될거 같기도 합니다
16/06/30 21:08
수정 아이콘
위피 하나로 스마트폰 진입이 불가능에 가까웠던 멀지않은 과거를 생각해보면(?),
사소한 정책 하나하나들이, 넘실대는 파도의 방파제를 언제까지 할 수 있을지도 궁금합니다.
현기차는 아직 수소차 플랜을 포기하지는 않은 것 같고..
16/06/30 21:12
수정 아이콘
아파트나 빌라 위주의 주거 환경을 가진 우리나라에서는 주차 공간의 문제때문에 힘들것이라고 생각합니다.
전기차 전용 주차공간을 마련해 준다는것은 대부분의 주민들이 반대할 것이고 220v 콘센트에 꼽는식의 충전기를 보급한다고 해도 콘센트가 있는 공간이 한정되어있죠.
수많은 주민들의 반대를 어떻게 설득할지가 궁금합니다.
바알키리
16/06/30 22:53
수정 아이콘
전 오히려 아파트 빌라 위주라 전기차 관련 인프라가 더 신속하게.진행될거라 생각하는데 반대군요.
-안군-
16/06/30 21:15
수정 아이콘
현기차 또는 삼성/LG 등이 언제부터 전기차를 생산하느냐에 따라 우리나라 전기차 보급 시기가 결정될거라 봅니다.
이전의 하이브리드도, 하이브리드 아반테/소나타가 생산되기 전까지는 정식 수입이 안돼고 있었죠;;;
소독용 에탄올
16/06/30 22:00
수정 아이콘
차량쪽은 관련규제를 손질하고 지원금도 얻어내고 하는 형태로 나름 자원을 투하해야 하는데 한국시장보고 해당자원을 투하할 외국 기업이 없죠...
Biemann Integral
16/06/30 23:04
수정 아이콘
저도 이거라고 봅니다.
만약 전기차를 현대차에서 가장 먼저 생산했다면? 우리나라는 지금 전기차 보급률 세계 1위일 겁니다. 정부 보조금에 인프라 확장 장난 아니었겠죠.크크
Phlying Dolphin
16/06/30 23:59
수정 아이콘
뭐... 현대에서 수소연료전기차(이것도 전기차입니다)를 가장 먼저 생산했지만, 택도 없지요. 단순히 산업계 보호만으로 설명하는 것은 좀...
열역학제2법칙
16/06/30 21:15
수정 아이콘
어차피 화력발전이 상당수인 우리나라에선 석유로 차를 굴리나 석탄으로 전기 만들어서 차를 굴리나 별 다를 게 없어보이네요... 오히려 석유를 바로 동력으로 바꾸는게 더 효율적이고 환경오염도 적을지도
16/06/30 21:37
수정 아이콘
일반적으로 자동차에 들어가는 가솔린 엔진의 최대 열 효율은 25~30%정도로 봅니다. 요즘 복합화력발전소의 효율은 50% 이상에서 돌립니다.
물론 전기차에 들어가기까지 많은 전선을 거치면서 손실이 생길 수 밖에 없지요. 다만 자동차의 경우 더 처참(?)합니다.
최대 효율은 특정 상황에서만 나오기 때문에 일반상황까지 고려해서 평균을 낸다면 훨씬 더 낮아질 수 밖에 없지요.
그리고 가솔린/디젤 엔진에서 발생되는 진동 때문에 추가된 부품들이 사라지므로 더 많은 부분에서 이득을 볼 수 있습니다.

저도 가솔린차의 열렬한 팬이지만 전기차로의 변화는 막을 수 없다고 생각합니다.
Phlying Dolphin
16/07/01 00:11
수정 아이콘
탑급의 가솔린 엔진의 최대 열효율은 40%까지 올라왔습니다. 물론 이건 최대치인 데다가 엔진만의 효율이라, 가장 효율 좋은 엔진을 쓰더라도 실주행에서 30% 이상 에너지를 뽑아낼 수는 없지만 발전소에 비해서도 크게 뒤지지는 않습니다.
16/06/30 21:51
수정 아이콘
연료를 운송하는데 드는 연료와 비용도 무시할수가 없죠...
16/07/01 00:06
수정 아이콘
석유를 바로 쓰는 쪽은 마지막 엔진 부분이 비효율적이어서 그렇지, 그 앞쪽 부분은 전기차보다 월등히 효율이 좋습니다. 땅에 매장된 상태에서 원유를 시추하여 해상운송 - 정유 - 휘발유/경유 육상운송 과정을 거쳐 자동차 연료탱크에 들어오기까지 손실되는 에너지량은 약 10-15%에 불과합니다. 예를 들어서 운송 부분 손실만 놓고 보면, 육상운송쪽의 손실이 해상운송쪽의 손실보다 월등히 큰데, 그것도 3만리터의 기름을 연비 3km/l 정도로 운송할 수 있으므로, 손실량은 보통 1% 수준에 불과합니다.

근데 전기는 막연히 생각하시는 것들과는 달리, 이런 운송 손실이 어마어마합니다. 일단 전기는 딱 용량을 맞춰서 생산할 수가 없습니다. 항상 잉여분을 생산해야하고, 이 잉여분은 그냥 증발합니다. 이런 잉여분 때문에 일단 10% 정도 손해를 봅니다(구체적인 수치는 그 국가가 얼마나 재난 대비를 열심히 하느냐에 따라서 달라져서, 이렇게 그냥 날려버리는 비율이 30%까지 올라가기도 합니다). 그리고 송전시에도 손실이 일어나는데, 이게 또 한 5-10% 가량 됩니다(즉 운송 부분의 손실량은 전기쪽이 압도적으로 큽니다). 여기에 화석연료 차량에는 거의 없다시피한 충전시 손실이 또 발생하는데(배터리에 100을 밀어넣으면 85-95만 보관되고 나머지는 날아감), 이것도 구체적으로 어떻게 충전하느냐, 배터리가 뭐냐에 따라서 다르지만 5-15%가 날아간다고 보시면 됩니다.

그러니까 원유시점부터 자동차 연료통에 들어오기까지 겨우 10% 가량만 손실보는 재래식 연료 차량과 달리, 발전소부터 배터리까지만 하더라도 벌써 30%를 날려먹는겁니다. 게다가 전기는 전세계적으로 보았을 때 약 80% 가량은 화력발전입니다. 즉 화석연료를 바탕으로 하는 점은 동일하기 때문에, 앞서 말한 정유 및 운송 과정에서의 10-15% 가량의 손실이 거의 그대로 적용됩니다(차이점은 마지막 정유사<->소비처 운송 부분이 좀 더 간명하니까, 이 부분에서 아주 약간 이득을 보는 정도인데, 앞서 언급하였다시피 육상운송 손실량은 생각보다 얼마 안 됩니다). 그리고 결정타로 발전기 효율에서 다시 40% 가량을 까먹죠.

결국 휘발유/경유차는 땅-연료통에서 10-15%만 손실을 본 다음 최종과정인 연료통-바퀴에서 70%를 한번에 까먹는 것이고, 전기는 땅-연료통에서 일단 70%를 까먹고 시작해서, 연료통-바퀴에서 15% 정도만 손실을 본다는 점이 다른겁니다. 0.85*0.3나 0.3*0.85나 결론은 같습니다.
16/07/01 00:09
수정 아이콘
좋은 말씀 감사합니다.

그럼에도 불구하고 전기차가 효율이 좋다는 결론이 나오는 모양인데, 대체 어찌된 영문일까요.
16/07/01 01:13
수정 아이콘
전기차의 종합효율이 좋다는 결론은 그냥 틀린 것이고, 원유->바퀴 전 과정을 보면 디젤하이브리드 정도 되면 전기차와 차이가 없거나 오히려 살짝 더 우수합니다. 소비자의 경제성 측면에서는 전기차가 유리한 경우가 나올 수 있다는 것은 사실인데, 이건 각국의 국가적 정책이 기여하는 부분도 있고(전기요금의 시혜적 설정부터 환경오염을 발생시키는 석유에 대한 과세까지), 디젤하이브리드는 석유계의 효율제왕이고 실제 저효율 석유차는 이보다 평균적으로 효율이 1.5배 이상 낮으며(기준을 어떻게 잡느냐에 따라 수치는 달라지지만, 대충 30% vs 45% 정도의 느낌이라고 보시면 됩니다), 시내주행 환경에서 석유차는 공회전으로 인하여 많은 낭비를 하게된다는 점에서 기인하는 부분도 있습니다.
타임트래블
16/06/30 23:01
수정 아이콘
이런 얘기들을 많이 하시는데 미국 에너지청(EIA) 보고서를 보면 현재 기술수준에서 화력발전으로 전기를 생산하고 송배전하고 전기차에 충전해서 구동하는 데까지의 효율이 내연기관차의 2배라고 합니다. 얼핏 생각하는 것과 반대라 처음엔 저도 놀랐었습니다. 환경이나 에너지 효율 측면에서는 전기차가 오히려 압도적으로 유리합니다.
16/06/30 21:20
수정 아이콘
좋은 글 이네요. 다만 가격과 점유율 상승에 대해선 조금 다른 생각입니다.
2020년이라고 가격이 바로 가솔린 차 수준으로 싸지는 건 아닐테고, 가솔린 차 수준으로 내려오려면 한참 더 걸릴꺼라고 생각합니다. 그리고 라인업이 얼마나 늘어 날지는 모르겠으나, 현대/기아에서 중저가형 전기차를 내놓지 않는 이상 폭발적 성장도 힘들꺼라고 봅니다. (최근에 본 기사론 2020년에 제네시스 브랜드로 전기차를 내놓겠다고 했는데, 럭셔리 카 시장이 점유율에 차지하는 비율이 크지는 않죠.)
또 핸드폰의 점유율과 비교하긴 조금 무리가 있다고 생각합니다. 핸드폰의 경우 수명도 짧고 유행시기도 빠르게 지나가서 2~3년만에 바꾸지만, 차의 경우 가격도 훨씬 비싸고, 5~10년까지도 사용하니까요.
타임트래블
16/06/30 23:02
수정 아이콘
아이폰이 국내 휴대폰 시장을 일거에 변화시켰듯이 테슬라나 GM Bolt가 물량으로 밀어버리길 기대하고 있습니다. 잘 안 될 것 같긴 합니다만....
실론티매니아
16/06/30 21:39
수정 아이콘
전 사고났을때 차 수리비가 얼마나 나올지 궁금합니다
디자인을 보면 너무 매끈(?)해서 조금만 찌그러져도 모냥이 엄청 빠질거 같은데 말이죠
-안군-
16/06/30 21:46
수정 아이콘
조만간 우리 중국형님들이 싸고 막굴릴수 있는 전기차를 내놔주실겁니다. 크크크...
탱크로리
16/06/30 22:17
수정 아이콘
전기차의 장점이 그냥 아이폰 리퍼하듯이 통째로 교체가능한 것이라고 들었습니다. 뭐 찌그러진 차체 문제는 그대로이겠지만요..
관지림
16/06/30 21:47
수정 아이콘
제 개인적인 생각은 국가에서 태클만 안건다면
(보조금이나 전기세 인상 등)
순식간에 늘어날꺼 같네요.
충전이야 뭐 한국인 종특상 어떻게든 할꺼 같아요 크크
Grateful Days~
16/06/30 21:57
수정 아이콘
전기차를 도입하더라도 지금정도의 세금을 걷기위해 온갖 꼼수가 난무할것으로 사료됩니다. 별 기대 안합니다.
발가락엑기스
16/06/30 22:00
수정 아이콘
전기차가 늘어나면 소음도 그만큼 줄어들겠네요.
도로 방음벽의 필요성이 없어지는 날이 올지도...
Break Away
16/06/30 22:03
수정 아이콘
미세먼지도 줄어들겟죠...
소독용 에탄올
16/06/30 22:04
수정 아이콘
땅도 좁고, 인구밀도도 높고 도시화율도 올라온 상황이라 관련인프라 깔기 쉬운 조건이니, 산업전환을 결정한다면 인터넷 깔리듯 빠른속도로 보급될 수 있다고 생각합니다.
무무무무무무
16/06/30 22:15
수정 아이콘
정책적으로 밀어붙이면 금방이긴 한데....
16/06/30 22:22
수정 아이콘
발전소 이야기를 하셨는데 그렇게 쉬운일이 아니죠. 우리나라는 신재생 에너지 할 곳이 없습니다. 땅이 남아도는 나라나 아니면 기후환경이 너무나도 좋은 나라 이야기죠. 전기세도 낮아서 신재생 에너지 단지를 지으려고 해도 경제성이 나오는 것도 아니고, 그나마 기후 환경이 좋은 전라도 쪽에 지으면 안되냐라는 이야기도 나오지만 변전소도 없는데가 지을수도 없는 것이고 그만큼 기타 전력 유틸리티에 투자를 해야 합니다. (님비 현상은 덤이고)
발전소 용량이 전체 20프로를 상회해도 운영 자체가 쉬운게 또 아닙니다. 상시 100퍼센트로 운영하는 것도 아니고 언제 소비전력이 급증할지 모르는 요즘 같은 날씨에는 더더욱 말이죠.
타임트래블
16/06/30 22:59
수정 아이콘
요즘같은 여름에 전력예비율이 20프로를 훌쩍 넘기고 있습니다. 몇년 전과 달리 지금은 전기가 남아돌고 있죠. 오죽하면 한전이 민간발전소에서 전기를 사올 필요가 없으니 기껏 만들었던 민간발전소는 다들 망하기 직전일 정도입니다.
16/07/01 04:34
수정 아이콘
왜 그런건가요? 가전제품들이 전기 덜먹는 제품 위주로 바뀌어서 인가요?
타임트래블
16/07/01 05:55
수정 아이콘
글에도 썼지만 블랙아웃 사태 이후에 석탄화력발전소를 엄청 지어서 그렇습니다. 정비 중이던 원자력 발전도 다시 가동했고요.
16/07/01 10:02
수정 아이콘
요즘 경기가 안 좋아서 노는 공장들이 많은것이 큰 이유입니다.
설탕가루인형
16/06/30 23:04
수정 아이콘
현기차는 내부에서 현대는 수소연료전지 쪽으로, 기아는 전기쪽으로 가닥을 잡은 것 같은데 어떨지 모르겠네요.
세계에서 가장 앞서던 수소연료전지 기술도 토요타에 많이 따라잡혔고... 반대로 전기차는 점점 늘어가고...
지니팅커벨여행
16/06/30 23:16
수정 아이콘
유류세 감소로 인한 세수 감소를 경계하는 정부, 정유사들의 로비, 기존 생산방식을 고수하려는 완성차 업체들로 인해 그리 빨리 되진 않을 것 같네요.
하지만 현대기아차와 엘지전자, 엘에스 산전 같은 전기차 제조 및 부품업체의 기술 수준은 세계 최정상급입니다.
배터리는 말할 것도 없고요.
길게 보고 계산기를 두드린다면 전기차 보급이 빨리 되겠지만 우리나라 정부고 대기업이고 눈앞의 이익만 보고 있죠.
안타깝습니다.
호모 루덴스
16/06/30 23:20
수정 아이콘
전기차에서 가장 문제는 배터리, 그것도 리튬가격일것 같네요. 지금도 공급량이 부족해서 리튬가격이 미친듯이 올라가는데, 전기자동차가 상용화되면 가격이 상상이 안돼네요. 물론 공급이 늘어날 수도 있지만, 전기자동차 상용화, 그것도 중국시장을 포함하면 공급이 수요를 따라 잡지 못할것으로 보이네요. 개인적으로 수소연료전지쪽을 좀 긍정적으로 보는게 리튬공급이 과연 원활하게 될 수 있을까에 의문이 있기 때문입니다.
Phlying Dolphin
16/07/01 00:08
수정 아이콘
그렇죠. 리튬 자체의 매장량은 차고 넘치지만, 단가 낮은 생산이 가능한 리튬이 고갈되다 보니 개인적으로 테슬라의 양으로 밀어붙이기 전략이 성공할지 의문입니다.
에이멜
16/06/30 23:25
수정 아이콘
전기차는 결국 충전이라는 벽이 있기에 세컨카가 아니면 한계가 있고, 이런 관점에서는 연료전지가 주력이 될 것이라는 현대나 도요타쪽의 주장도 그럴듯 해보입니다. PHEV는 충전의 번거로움에 비해 얻는 편익이 제한적이라 지금처럼 유가가 높지 않은 상황이라 하이브리드 만으로도 생각보다 훨씬 오래 버틸지도 모르겠습니다.
사토미
16/06/30 23:31
수정 아이콘
일반 가정집과 같은 단상 전원을 사용하는 완속충전은 150~170원 사이에 책정되어 있고

3상 전원을 사용하는 급속충전이 300원대에 책정되어있습니다.

경제성 부분은 이거까지 따져봐야될거 같습니다.
16/06/30 23:56
수정 아이콘
사실 현기가 수소차에만 올인한다고 생각하기는 좀 그런게 전기차 은근 많이 찍어냈죠.
많이들 굴러다니질 않아서 그런지 잘 모르시는 분들이 많습니다.
6월 중순부터 생산되서 인도되기 시작한 아이오닉 일렉트릭 포함하면 레이랑 쏘울 ev까지 해서 시판용 전기차가 세대씩이나 됩니다.
천하의 bmw도 전기로만 굴러가는 차량은 i3가 유일한데 테슬라처럼 모든 라인업이 풀 ev인 신생기업 제외하고
기존의 완성차 제조업체에서 이만큼 전기차 찍어낸 전례가 잘 없습니다.
16/07/01 01:08
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우선 배터리 1kWh당 4-5km를 갈 수 있다는 서술에는 몹시 큰 문제가 있습니다. 석유차가 1L로 몇km를 갈 수 있던가요? 10-12km인가요? 아니죠. 대상이 되는 석유차의 범위를 어느 정도 시장에 풀린 양산차(중 비상용차)로 한정하더라도, 가장 최악의 조건에서는 1km를 못 가고, 가장 좋은 조건에서는 60km도 넘게 갈 수 있습니다. 파워트레인 효율은 전체 효율 영향을 주는 일부 요소에 불과합니다. 그 외에도 효율에 영향을 주는 요소로는 차량 자체의 무게, 평균엔진출력 사용량(예를 들어 100kph 주행시에는 10-20마력 정도의 출력이 필요한데, 300kph 주행시에는 400마력 정도의 출력이 필요해서 20배 이상의 차이가 납니다), 평균손실률(공기저항 등 각종저항 및 공회전 손실, 제동 손실 따위의 것들) 등이 있으며, 이런 요소들의 조합에 따라서 최대 100배 이상의 전체효율 차이가 나타날 수 있습니다.

한국의 공공 도로에서 준법운전을 하는 것으로 상황을 한정한다면 위 요소들의 상하한 편차가 작아지는 것은 사실이나, 그래도 여전히 각 요소별로 최고-최저의 차이가 2-3배씩은 너끈히 납니다. 바꿔 말하면 종합하여 10배의 효율 차이는 여전히 가뿐하다는 이야기입니다. 결국 전기차라고 해도 밟고 다니거나, 고속주행하거나, 차가 무거운 경우에 효율이 급락하는 것은 동일하며(차이점이라면 화석연료차는 고출력일수록 공회전 손실이 커서 공회전이 많은 시내주행시 효율이 급락하는데, 전기차는 애초에 공회전 손실이 없기 때문에 고출력이라고 해서 효율손실이 크지 않다는 점이 거의 전부입니다), 1kWh로 4-5km 라는 수치는 쉽게 말해서 무겁지 않은 전기차가 낮은 출력수준을 유지하며 다닐 때만 적용되는 이야기입니다(즉 적정한 속도의 항속주행 등).

대형 SUV처럼 차가 2-3톤이 되어버리면 이런 주행거리는 바로 급감하기 시작하며, 좀 밟으면서 고속으로 다니는 경우에도 주행거리는 크게 급감합니다. 테슬라 90kWh 버전의 EPA 레이팅이 거의 500km라서 고성능차도 수백km씩 밟고 다닐 수 있는줄 착각하시는 분들이 있는데, 테슬라 P90D에 달린 모터가 500kW 출력입니다. 그러니까 배터리에서 무손실로 동력 전환이 가능해도, 최대출력을 10분만 유지하면 90kWh 용량의 완충배터리가 완전히 소진된다는 말입니다(물론 500kW 출력의 석유차도 최대출력을 유지하면 보통 20-30분 내로 연료가 완전히 소진되지만, 전기차와는 다르게 그걸 다시 3분만에 채울 수 있고, 1-2시간 이상을 버틸만한 대용량 연료탱크를 넣는 비용과 무게·디자인 페널티가 그리 크지 않습니다).

250kph로 10분 달려봤자 40km밖에 못 갑니까, 이런 상황에서는 효율이 0.4km/kWh가 됩니다. (그리고 실제로는 구동계 손실만 해도 15%에, 배터리가 과열되면서 이 손실률이 급상승하고, 고속 공기저항으로 인한 손실도 막대지므로, 이보다 더 짧은 거리밖에 못가게 되어 실제 효율은 그보다 더 낮습니다. 그마저도 테슬라의 경우 그냥 2-5분 내로 배터리 과열로 출력이 급강하된 모드에 진입하기 때문에 애초에 이런 주행자체가 불가능하고요) 즉, 무거운 차나 대형차가 좀 밟고 다니는 조건 정도만 되어도 1kWh로 1km 가기가 어렵습니다.

이 이야기를 왜 하느냐? 전기차가 석유차를 "완전히" 대체하는데 있어서 가장 큰 문제는 가격이 아니기 때문입니다. 출퇴근용 차량 정도를 제한적으로 대체하는 것 말고, 24시간 운행하는 영업용 차량의 대체나, 장거리 여행 같은 기존 석유차량의 기능을 모두 수행하기 위해서는, 최소한 5-10시간 연속주행이 가능할 정도의 에너지밀도가 확보되어야 합니다. 석유차는 5-10시간 연속주행이 매우 쉽게 가능하며, 뒷좌석이나 트렁크를 희생하고 무식하게 큰 연료통을 넣으면 재급유 없이 100시간 연속주행이 가능한 차도 만들 수 있으나(그리고 실제로 이런차가 있습니다), 전기차는 이 부분이 상당히 어렵습니다. 배터리가 그간 많이 발전했어도, 아직까지는 에너지 밀도가 매우 낮은 편이기 때문이죠.

그리고 이건 배터리가 싸져서 단순히 많이 넣는다고 해결할 수 있는 문제가 아닙니다. 최신 18650셀의 에너지밀도가 대략 300Wh/kg 정도인데, 이 배터리를 1톤어치 넣은(300kWh) 2.5톤짜리 차량은, 평균 전력소비량이 1kg당 0.03kW일 때 겨우 4시간 주행이 가능합니다. 배터리를 10톤어치 넣으면 어떻게 될까요? 차가 11.5톤이 되어서 결국 9시간밖에 못 갑니다. 즉 많이 넣으면 그만큼 많이 들고다녀야 해서, 에너지 밀도(/kg)가 높아지지 않는 이상 해결이 안 됩니다.

물론 배터리는 계속 발전하고 있습니다만, 갈 길이 매우 멉니다. 최종엔드(기름통->바퀴)에서 석유차의 손실(60-70%)보다 전기차의 손실(15%)이 4-5배 가량 적다는 점을 감안하였을 때, 배터리의 에너지 밀도가 석유의 에너지밀도의 1/4~1/5 수준에는 도달하여야 비슷한 정도의 항속거리가 확보될 수 있습니다. 근데 석유의 에너지 밀도는 대략 8,000Wh/kg 정도입니다. 결국 단위 중량당 에너지밀도가 지금 배터리보다 5-10배는 발전해야 비슷한 항속거리가 확보될 수 있는데, 배터리 세계의 5-10배의 발전은 컴퓨터처럼 수년만에 되는게 아니고, 기본 수십년은 생각해야 하는 문제이기 때문에 빠른 해결이 어렵습니다.

그리고 저 정도 에너지밀도에 도달한다 치더라도 충전시간의 문제가 남습니다. 자동차 연료통은 채우는데 1-2분 가량만 소요되지만, 충전시간은 수십시간이라는 문제점 말이죠. 충전시간에는 크게 2가지 문제가 있습니다. 하나는 충전시간을 빠르게 할 수록 배터리 수명이 급감하거나(배터리 가격이 수십만원까지 내려가지 않는 이상 수명 급감은 큰 문제죠), 용량이 급감한다는 것이고(지금도 캐패시터들은 거의 순간적으로 완충 완방이 가능하고 충방전에 따르는 수명페널티도 거의 없다시피한데, 에너지 밀도가 평범한 배터리보다도 50-100배 가량 낮아서 전기차처럼 대용량이 필요한 분야에서는 당연히 쓸 수가 없습니다), 다른 하나는 배터리용량이 커질수록 기존 인프라로 고속충전이 어려워진다는 겁니다.

인프라부터 이야기해 보자면, 24kWh짜리 배터리는 단거리 출퇴근차 전용(그마저도 거의 매일 충전하는 차에 한정하여)으로나 쓰일 수 있는 것이고, 아까 말했다시피 대형차가 좀 밟고 다니는 환경에서도 장거리 운송이 가능해지려면 최소한 300-500kWh 수준의 배터리가 필요합니다. 근데 300-500kWh를 1시간에 밀어넣으려면 스탠드 에어컨 150-250개를 동시에 켤만한 전기공급이 가능해야 합니다. 가정집 전기배선은 스탠드 에어컨 3개 켜면 뻗어버리는 구조고, 150-250개급 전기공급이라는 것은 결국 아파트 한 동에 들어가는 전기설비가 그 차 하나에 꽂혀야 한다는 말입니다. 뭔가 포터블한 장비 혹은 기존의 전기배선에 뭔가 덧붙이는 정도의 장비로는 택도 없다는 것이 느껴지죠. 24시간에 걸쳐 300-500kWh를 충전한다 하더라도 여전히 시간당 12.5-20kW 가량을 밀어넣어야 하므로, 가정집 배선으로는 완속이라고 부를만한 충전조차 불가능합니다(15-20kW는 2-4집이 모든 전기기기를 끄고 합심해서 넣어야 하는 정도이고, 지금 고속충전기라고 부르는 것들이 저 배터리에 물리면 완속충전기가 되는 정도임).

수명 부분과 결합하여 이야기해 보면, 우선 용량 100%를 수십시간에 걸쳐 천천히 충전하는 것이 수명에 가장 타격이 적은 방식이고, 수십분만에 충전시키는 경우 몇백사이클만 돌려도 가용용량이 큰 폭으로 줄어들 수밖에 없습니다(그 외에도 75-100% 구간과 0-25% 구간을 최대한 안 쓰는 것이 수명에 유리하기 때문에, 이 부분을 최대한 안 쓰도록 각종 설계를 합니다). 결국 300-500kW짜리 고속충전 설비를 주유소처럼 보급시킨다 하더라도, 매일 이런 고속충전으로 완충완방을 반복하면 길어도 1-2년 내로는 배터리 용량이 절반 혹은 그 이하로 떨어질 수밖에 없는데, 이건 가끔 장거리 여행을 하는 사람에게는 그렇게까지 큰 문제는 아니지만, 24시간 운행하는 영업차량에 있어서는 상당한 문제입니다. 1-2년마다 1억짜리 배터리를 사야하면 다른데서 아껴봤자 아무 소용이 없죠. 배터리가 kWh당 3천원 수준까지 떨어져서, 300kWh 배터리가 90만원이 된다면 큰 부담 없이 해결가능한 수준의 문제(=1-2년에 한번씩 100여만원 투입)가 될 것이지만, 지금 가격과 3천원이라는 가격 사이의 갭(약 100배)을 생각해보시면 이것도 참 갈길이 멀다는걸 느낄 수 있으실겁니다.

그리고 현재의 리튬 이온 배터리를 바탕으로 전격적인 석유차 대체를 하기 위해선, 위와 같은 문제 외에 리튬 매장량의 한계로 인한 문제까지 해결해야 합니다. 차 한대당 평균 150kWh씩 배터리를 탑재하고 이걸 연간 1억대를 생산한다고 칩시다(석유차 전량대체). 그럼 매년 150억kWh 용량의 리튬이온 배터리를 생산할만큼의 원자재가 필요한데요. 리튬이온 배터리에는 1 kWh당 평균적으로 100-200g의 리튬이 들어갑니다. 즉 150-300만톤의 리튬이 매년 필요하다는 이야깁니다. 지금 알려진 전세계 리튬 매장량이 1300만톤 정도입니다. 리튬이온 전기차 5년쯤 만들면 이제 리튬이 없어집니다.

p.s. 전기차는 자동차가 대량생산 되기 전 + 주유소가 보급되기 전(약 110-120년 전)에는 1990-2000년대와 달리 오히려 상당히 흔한 형태의 자동차였습니다. 당시에는 증기, 가솔린, 디젤, 전기 자동차가 4파전을 벌였었고(석유계를 하나로 본다면 3파전), 주유소의 보급보다 전기 송전망의 보급이 먼저 이뤄진 곳에서는 전기차가 50% 이상의 점유율을 차지한 메인스트림 자동차가 되는 일도 흔했습니다. 그러다가 압도적인 사용성 차이로 인하여 지금처럼 되어버린 것이죠. 중요한 점은 그 때 당시 전기차가 사용하던 배터리는 납축전지인데, 납축전지와 리튬이온 배터리의 단위 중량당 에너지밀도 차이는 약 5배 정도에 불과하다는 겁니다. 그러니 전기차가 석유차의 사용성을 따라잡기 위해 달성해야 하는 현행 리튬이온 대비 5-10배라는 발전이 그렇게 쉬운 일이 아닙니다. 지난 100년간 겨우 그 정도 발전했거든요.
생각좀하면서살자
16/07/01 11:43
수정 아이콘
막연히 충전문제 때문에 출퇴근용 외에는 서민에게 보급되기는 힘들겠다 생각했는데, 적어주신 내용보니 역시 출퇴근용 차를 따로 운행하시는분 아니면 어필하기가 쉽지 않겠군요. 근 시일내에 보편화 되려면 배터리나 충전쪽에서 기술혁신이 한 번 터져야 겠네요.
-안군-
16/07/01 22:31
수정 아이콘
역시나... 현대 기술발전의 발목을 잡고 있는 배터리...
뭔가 획기적인 배터리 기술이 나오기 전에는 이 문제는 해결되기가 참 힘들겠네요.
생각해보면, 스마트폰 하나 좀 빡세게 쓰면, 하루를 못견디는 정도가 현재 배터리 기술의 현주소죠...
16/07/01 01:25
수정 아이콘
전기차 운전하는 맛은 어떤가요? 0-100은 슈퍼카 뺨 치고, 변속기도 없어서 변속충격도 없을거고 실린더가 없으니 진동도 없고 조용할텐데 이것들이 운전하는데 재미의 요소가 될 수 있기 때문에 단순 이동수준으로만 생각하지 않는 사람에겐 인기가 없을 것 같은데요. 프리우스 같은 차도 엄청 재미없던데.. 나중에 전기차가 더 발전하면 별 차이 없을 거 같기도 하지만..
타임트래블
16/07/01 05:50
수정 아이콘
대신 일반 승용차급에서는 볼수 없는 순발력이 있습니다. 엑셀을 밟는 대로 부드럽게 튀어 나가는 맛이 있어서 나름의 재미는 있었습니다.
16/07/01 13:06
수정 아이콘
에너지 효율성에서 있는 논란을 떠나서(이마저도 저는 전기차 쪽이 더 효율이 높다고 생각되네요) 전기차가 보급되면 도로에서 발생하는 소음, 매연이 획기적으로 줄어들텐데 이런 환경비용을 고려하면 빨리 보급이 본격화 되야한다고 생각해요.
사토미
16/07/01 13:36
수정 아이콘
생각보다 획기적으로 감소안할수도 있습니다.

타이어 마찰에 의해 발생되는 분진이 생각보다 많아서요
16/07/01 13:52
수정 아이콘
그래도 줄어드는건 사실이죠
그럼 타이어는 어쩔꺼냐 하는 문제는 다른 문제라고 봅니다.
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