차세대 친환경 자동차 시장 방향은 ‘탈디젤’

[인더스트리뉴스 최홍식 기자] 온실가스 감축과 기후변화 대응을 위해 수송부문에서도 다양한 방안들이 제시되고 있는 가운데 친환경 차량 이용은 보편적 방법 중 하나다. 이러한 이유로 세계 자동차 시장에는 전기차가 보급 급속히 이뤄지고 있으며, 수소차의 확대 역시 주목할 만한 상황이 됐다. 

자동차 선진국이며, 재생에너지 보급 확대에 가장 적극적인 독일 역시 세계적 상황과 유사한 상황이다. 더욱 독일의 경우 규제 강화를 통해 차량 운행 이전부터 환경에 신경을 쓰고 있다. 그래서인지 내년 초부터 독일에서는 노후 경유차의 거리 운행 모습을 쉽게 볼 수 없을 것으로 전망된다. 코트라 독일 프랑크푸르트 무역관에 따르면 독일은 도심 내 노후한 자동차 모델인 유로4 차량과 유로5 디젤 차량 운행에 대해 순차적으로 운행 금지를 시행할 예정이다. 디젤차량 운행 금지 규정은 각 지자체별로 내년 2월, 4월, 7월, 9월에 도입될 계획이며, 2월 1일부터 도입하는 프랑크푸르트의 경우 유로1과 2에 해당하는 가솔린 차량에도 적용될 방침이다.

이러한 조치는 지난 2015년 9월 독일에서 불거진 디젤 게이트에 따른 영향과 함께 그 어느 때 보다 친환경자동차에 대한 독일 국민들의 높은 관심 때문인 것으로 보인다. 실제 독일 자동차 시장은 신기술 도입에 따라 시장이 친환경자동차 중심으로 재편될 움직임이 나타나고 있다. 친환경자동차는 전기차와, 수소차로 양분화 될 것으로 전망된다. 차세대 자동차 시장에 대한 방향성이 설정돼 있는 상황인 만큼 보급 속도가 관건이며, 각계 전문가들은 예상보다 친환경차 보급이 앞당겨질 수 있다고 판단하고 있다. 지난해 초 스위스 다보스에서는 현대차, 도요타, 혼다, BMW, 벤츠 등 13개 글로벌 완성차 기업의 연합체인 수소위원회가 출범했다.

이 위원회는 지난 9월 3차 총회를 개최했고, 여기서 ‘수소가 디지털 혁명을 이끌 핵심 에너지로 급부상할 것’이라는 비전이 제시됐다. 수소차 확산과 더불어 수소연료전지의 수요 역시 증가할 것으로 보인다. 맥킨지의 연구분석 결과 2030년까지 전 세계 수소연료전지가 550만개에서 최대 650만개가 필요할 것으로 전망되고 있다. 

친환경 자동차 기술개발 경쟁과 더불어 기업 생태계도 변화 중

독일의 주요 기업의 경우 현재 변화하는 시장 환경에 맞게 제각기 차세대 기술개발 결정에 나서고 있다. 그 밖에도 기업 간의 다각적 협업을 통해 각 기업의 목표 달성을 위해 노력하고 있다.

세계 최강의 자동차부품 기업인 독일 보쉬는 잠재력이 큰 수소연료전지 기술 개발에 동참하고 있다. 보쉬는 미국의 스타트업 기업인 니콜라 모터(Nikola Motor)와 수소차용 전기 동력장치 부품 개발을 위한 협업을 진행하고 있으며, 중국의 웨이차이 파워(Weichai Power)와는 수소연료전지 시스템 개발을 위한 협력 프로젝트를 추진하고 있다. 이러한 보쉬의 행보는 장거리 상용차 개발을 목표로 하는 것이다. 보쉬는 향후 2021년 또는 2022년 총체적인 시스템을 공급하기 위한 시리즈 모델 개발을 목표로 하고 있다.

보쉬가 중형 상용차용 수소연료전지를 선호하는 이유에 대해 코트라 무역관은 독일 보쉬 모빌리티부 불란더(Rolf Bulander) 부장과 인터뷰를 진행했다. 불란더 부장은 “보쉬는 2050년 가능한 한 적은 양의 CO2를 방출하고자 한다”며, “용도별로 도심에서는 배터리장착 전기자동차가 효율적인 반면, 장거리용 중형트럭 등의 경우 수소연료 전지와 인공석유인 E-Fuel이 잠재력이 큰 것으로 평가하고 있다. 특히 보쉬는 자체 역량으로 볼 때 수소연료전지가 자사에 맞으며, 향후 잠재기회가 큰 것으로 판단한다”고 밝혔다.

에를링클링어(ElringKlinger)는 경량화 및 배터리 기술 개발 외에도 수소연료전지 개발에 역량을 집중하고 있다. 상용차 분야의 경우 순수 전기자동차 대비 주행거리가 훨씬 길기 때문에 장기적으로 수소연료전지가 유망할 것으로 에를링클링어 역시 기대하고 있다. 원래 밸브나 차단용 부품을 제조하던 제조 에를링클링어는 저온 수소연료전지(PEMFC : Proton-exchange Membrane Fuel Cell) 개발에도 집중하고 있다.

코트라 무역관에 따르면 에를링클링어의 대표인 볼프(Stefan Wolf)는 “에를링클링어는 자체적으로 연료전지 스택을 개발할 수 있는 시스템 역량과 제조능력을 보유하고 있고, 현재 상용화 단계에 있다”며, “핵심 기술 분야는 공용버스이며, 운반차량과 SUV 분야 개발도 뒤따를 것”이라고 말했다.

독일 슈투트가르트 소재 말레(Mahle) 역시 수소연료전지에서 주요 제품들을 개발하는데 집중하고 있다. 공기와 온도 관리 부품, 진단 관리 부품을 위한 개발에 역량을 집중하고 있다. 미국의 니콜라 기업과 공동으로 수소 중형트럭 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 보쉬와의 협업으로 전기축과 동력 장치를 개발 중에 있다.

대체 솔루션 개발 및 배터리 재활용을 위한 연구 협력에도 주목

전기자동차의 핵심부품인 리튬이온 배터리 생산을 위해서는 리튬이나 코발트가 필요하다. 하지만 이들 자원은 한정적이기에 업계에서는 코발트나 리튬을 대체할 수 있는 자원 개발에 다양한 시도를 진행하고 있다.

앞서 언급됐던 보쉬는 2025년까지 개발 목표하고 있는 차세대 전고체 배터리 외에도 리튬 금속전지, 리튬 황 배터리, 나트륨 이차전지용 게르마늄 황화물 전극, 칼륨이온 배터리, 아연 이온배터리, 바나듐레독스플로우 배터리(VRFB), 리튬이온 전지 음극 소재인 산화규소(SiOx) 나노 분말 등 다양한 배터리 기술을 개발하고 있다.

보쉬의 이러한 행보는 자원의 희소성에 대한 대응임과 동시에 고가의 핵심부품의 가격을 낮출 수 있는 방안으로 분석된다. 세계 시장 역시 보다 저가이면서도 주행거리가 긴 고성능의 배터리 개발을 위해 경쟁이 한창 이뤄지고 있다.

한편, 아우디(Audi)는 전기차 배터리 재활용을 위해 유미코어(Umicor)와 연구협력을 시작했다. 고출력 배터리 재활용을 위해 아우디의 플러그 인 하이브리드 차량인 A3 E-Tron 모델 내 장착된 배터리를 분석했으며, 배터리의 주요 원자재인 코발트와 니켈, 구리 등의 재활용 분석 결과 95% 이상을 리사이클링이 가능하다는 결론을 도출했다. 이에 따라 아우디는 리사이클링 콘셉트 개발을 통해 지속적으로 신제품에 활용해 나갈 예정이다.

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