전기차는 내연차를 마차로 만들어 버릴까?

머지않은 미래에 모든 자동차가 전기차로 바뀌겠지만 그게 언제일지는 솔직히 상상이 안돼. 그때쯤 되면 이렇게 전기차의 장, 단점을 따졌던 때가 완전 옛날로 느껴질 거야. 지금 우리가 아무도 마차를 그리워하지 않는 것처럼 내연기관 자동차도 완전히 잊혀질까?

[테슬라 모델 Y, 이미지 = 테슬라 공식 홈페이지]

안녕, 차잘알 데이빗이야.

요즘 핫하고 관심이 많은 전기자동차. 지난번엔 전기자동차를 구매한다면 꼭 알아야 될 상식에 대해 이야기했어. 전기자동차는 최근에 세계 곳곳에서 앞 다투어 출시하며 친환경 자동차라 주목받고 있지. 미래의 자동차라면서 말이야.

덕분에 과거에는 없던 첨단 기술을 장착한 미래형 자동차라는 느낌이 강하지만 전기자동차는 자동차의 탄생 시절부터 끊임없이 연구되던 동력 방식의 하나야.

오늘은 전기자동차의 시작과 전기자동차 vs 내연자동차 비교 장, 단점을 정리해봤어. 알아두면 어디 가서 아는 척하기 좋은 지식들일거야.

전기자동차의 시작

전기자동차가 내연기관 자동차보다 깊은 역사를 가지고 있다는 거 몰랐지? 전기자동차는 1828년 헝가리의 Anyos Jedik가 전기모터를 작은 차 모형에 적용하여 만든 것이 최초인데, 이때까지는 아직 차라고 하기에는 어딘가 투박하고 조악하다는 느낌이 많이 났다고 해.

그 후, 꾸준히 전기차에 대한 연구가 계속되었고 1865년, 플랑테가 납축전지를 개발하면서 본격적으로 전기를 동력원으로 하는 자동차 개발이 활발해졌지. 최초의 내연기관차가 만들어진 것이 1886년이라고 하니, 전기자동차는 이보다 훨씬 앞선 차였어.

이때 당시에는 가솔린이나 디젤보다 전기를 구하기가 더 쉬웠기 때문이지. 하지만 1890년대 이후 내연 기술이 개발되면서 전기차보다 훨씬 빠르고 이동거리도 긴 내연기관 자동차가 호황을 누리게 되지.

전기자동차, 내연 자동차와 어떻게 다를까?

다들 알고 있겠지만 내연기관 자동차와 전기자동차는 서로 동력원이 달라.

내연기관 자동차는 엔진을 사용하고, 전기자동차는 전기모터를 사용해. 그리고 내연기관 자동차는 주요 동력 전달장치로 변속기와 클러치를 사용하고, 전기자동차는 모터에서 생산된 동력을 일정 속도로 감속해 주는 감속기만 사용해.

또, 사용하는 연료도 다르지. 내연기관 자동차는 연료탱크와 연료펌프로 연료를 저장하고 보관하지만 전기자동차는 배터리를 사용하고, 이 배터리에서 나오는 전력을 모터가 사용할 수 있는 전력으로 변환시켜주는 인버터를 가지고 있어.

두 자동차가 다른 것은 또 있는데 그것은 바로 환경오염을 일으키는 ‘배기가스’ 유무야. 내연기관 자동차는 다들 알고 있듯이, 환경오염을 일으키는 주범으로 몰릴 만큼 많은 배기가스를 배출해. 하지만 전기자동차는 전혀 배출하지 않아. 덕분에 ‘친환경’ 자동차라 불리지.

전기차의 장점

1. 친환경성

디젤과 가솔린 차량은 연료를 태워 동력을 얻기 때문에 환경과 인체에 해로운 물질을 내뿜고, 이는 대기오염과 인체에 질환까지도 유발할 수 있어. 전기차는 화석연료가 아닌 전기로 모터를 회전시켜 에너지를 얻는 방식이라 배출가스가 전혀 발생하지 않아 친환경적이야.

2. 저렴한 유지비

전기차는 충전 비용이 유류비 대비 3분의 1 정도밖에 들지 않아 연비가 매우 좋아. 각종 세금도 저렴하고, 엔진오일, 미션오일 등이 필요하지 않아서 소모품의 비용도 절약할 수 있어.

또한 회생제동으로 감속 과정의 일부를 모터로 제어해서 브레이크 사용도 훨씬 적어지지. 그래서 브레이크 패드, 브레이크 오일도 기존의 가솔린 차량에 비해 오래 쓸 수 있어.

3. 소음 저감

가솔린 차 및 디젤 차량은 내연기관으로 화석연료를 폭발시켜서 운행되기 때문에 소음도 크고 대기 가스도 꽤나 배출돼. 하지만 전기차는 그러한 과정이 없어 소음이 작아. 하지만 너무 소리가 작아서 보행자들이 차가 오는 것을 모를 수도 있어서 조심해야 돼. 차종에 따라 안전을 위해 일부러 주행음 기능을 넣기도 해.

4. 제어 성능

전동기를 동력으로 운행하는 자동차는 제어가 쉽고 일관적인 성능을 가져. 출발 시 일정 속력에 도달하기까지 시간이 걸리는 기존 내연기관차량과 달리 전기차는 바로 속력을 높일 수 있지. 엑셀을 밟자마자 높은 토크를 경험할 수 있어 운전하는 맛이 있어.

전기차의 단점

1. 충전 시간, 주기

많이 짧아지고 있지만 5분이면 끝나는 내연기관 자동차의 유류 주입 시간과 비교해 전기차의 충전시간은 여전히 길어. 급속과 완속 두 가지 종류의 충전기가 있는데 급속충전기는 비교적 빨라 30분 정도면 80%까지 충전이 가능하지만, 완속 충전의 경우 5~8시간까지도 걸려. 전기차의 경우 내연기관차보다 주행 가능 거리가 짧아 자주 충전을 해야 하는 것도 단점이야.

2. 부족한 충전소 개수

정부가 주도적으로 충전소 개수를 늘리고 있다지만 일반 주유소에 비하면 아직은 부족하지. 장거리 여행 시 이 부분 때문에 충전소를 기점으로 동선을 짜야 할 수도 있어. 완충 시 얼마나 주행할 수 있는지도 계산해서 운행해야 할 거야.

3. 부담스러운 초기 비용 및 수리비, 수리기간

다들 알고 있겠지만, 동일 차종이라 해도 EV버전과 가솔린 버전의 가격은 큰 차이가 있어. 가솔린 차량보다 부품 가짓수가 적은 대신, 주요 부품값이 고가인 경우가 많고, 배터리 가격은 2천만 원을 호가한다고 해. 평소 유지비는 적다고 하더라도 고장이 나면 부담스러운 수리비가 발생할 수 있지.

전기차가 빠르게 보급되고 있다고는 하지만 아직 전기차 전문 엔지니어의 수는 턱없이 부족한 수준이야. 그렇기 때문에 차량 수리를 위해 걸리는 시간도 기존의 내연기관차량보다 길어지지.

4. 겨울철 약해지는 성능

환경부에 의하면 겨울철 전기자동차는 통상 주행 가능 거리가 20~30% 줄어든다고 해. 배터리 성능이 조금 떨어지기도 하겠지만 난방에 소모되는 에너지가 많기 때문이야. 이것 때문에 히팅팩, 윈터팩 등의 옵션을 추가해서 보완하는 방법이 있지만 이것 역시 비용이 발생하기 때문에 고민해 봐야겠지.

5. 배터리

초기 전기차 구매를 망설이게 한 요인 중 하나가 배터리라고 생각해. 아직까지는 전기차가 많이 보급되지 않아 배터리의 안정성에 대해 확신을 가지지 못할 거야. 특히, 열에 취약하여 폭발사고로 이어질 수 있다는 것에 대한 보완이 필요해. 뿐만 아니라, 배터리 폐기에 대한 환경적인 문제도 고민해 봐야겠지.

전기차, 정말 고효율 / 친환경일까?

전기자동차의 에너지 효율성은 전기에너지의 충전과 방전 효율에 따라 정해져. 보통 한번 충전하였을 경우 충전량의 약 70%에서 85%의 전기에너지가 실제 사용이 가능하지만, 충전 간 약 9.5% 정도의 에너지 손실이 일어나.

반면 내연기관 자동차의 대부분의 에너지는 열로 발산되어서 효율성이 20% 밖에 안 되기 때문에 효율성이 낮아. 그렇기 때문에 전기자동차 에너지 효율성은 휘발유 자동차의 에너지 효율성보다 월등히 좋고, 심지어 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 뛰어나.

하지만 에너지원으로부터 바퀴 구동까지의 에너지 효율을 따져보면 꼭 그렇지 만도 않은 것 같아. 전기 자동차를 구동하기 위해 필요한 전기는 발전소에서 만들어지는데, 발전소의 발전효율 자체가 40%를 넘지 않고, 발전시킨 전기를 송전하는데도 손실되는 에너지가 많기 때문이야.

또한, 전기차 자체만을 봤을 때는 친환경적이지만 전기를 생산하기 위해 발전소를 돌려야 된다는 점에서 정말 친환경적이라고 볼 수 있는지는 의문이야. 전기를 만드는 과정이 아직까지 100% 친환경이라고 부를 수 없으니까. 태양열, 풍력, 조력 발전은 아직 효율면에서 갈길이 멀지.

머지않은 미래에 모든 자동차가 전기차로 바뀌겠지만 그게 언제일지는 솔직히 상상이 안돼. 그때쯤 되면 이렇게 전기차의 장, 단점을 따졌던 때가 완전 옛날로 느껴질 거야. 지금 우리가 아무도 마차를 그리워하지 않는 것처럼 내연기관 자동차도 완전히 잊혀질까? 그럼 또 자동차 이야기로 돌아올게. 안녕. by 벨레 매거진

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