저탄소 수송 수단(하이브리드, 전기, 수소차)의 기술적 발전 현황, 경제적 경쟁력 및 보급 확대를 위한 정책적 과제 doc_id PCY_201508191122199221_8

자동차 개발은 대부분 정부의 규제 때문에 추진되는 것으로, 환경보호를 위한 명분보다 시장진입과 자동차분야 규제 때문에 기업들이 개발을 추진하는 것이다. 미국에서 닛산 차량이 3500~4000만불로 판매되지만, 영업이익은 항상 적자이다. 그럼에도 불구하고 고객들이 구입을 하는 이유는 정부 보조금 지원을 받을 수 있기 때문이다. 그러나 한국의 경우 온실가스 저감을 위한 기술개발에 변수가 많다. 게다가 한국의 경우 보조금이 2014년에 중단될 전망이기 때문에 개인에게 이득이 될 수 있는지 여부는 불확실하다. 결국 전기자동차에 대한 수요가 감소할 것으로 보인다. 따라서 충분한 인센티브와 보조금이 있어야 자동차에 대한 수요가 확대될 것으로 전망된다. 하이브리드 자동차 시장은 초기 단계에서는 보조금과 세제혜택 지원이 필요하며, R&D 분야에 대한 지원이 필요한데, 세제지원이 지나치게 확대 되어서 불균형이 이루어졌다. 이에 따라 오히려 연비를 높이는 기술에 집중될 뿐 R&D에 집중이 되지 못하고 있다. 수송분야의 저탄소차량 보급을 위해서 현재까지는 정부가 보조금을 지급하지만, 장기적으로 환경부담금으로 변할 것으로 전망된다. 하이브리드 자동차(Hybrid electric vehicle)는 단일 동력원의 일반 자동차와 달리 두 개 이상의 동력원에 의해 차체가 구동되는 차량을 의미한다. 대부분의 경우는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기모터로 구성된 시스템을 의미한다. 모터 구동을 위한 전기를 회생제동과 엔진으로부터의 충전을 통해서만 얻는 방식을 일반적인 하이브리드 자동차로 부르며, 별도의 외부 전원을 통해 충전 가능하고 이에 따라 전기모터가 기반이며 내연기관이 보조하는 방식으로 운영되는 시스템을 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)라고 부른다. 하이브리드 자동차는 현재까지 기존 내연기관자동차에 비하여 초기 비용이 높아 정부 보조금이나 정부의 온실가스 배출규제가 뒷받침되어야만 보급되고 있다. 향후 단기간에 연비향상과 비용저감이 뒷받침된다면, 수송 분야에서 화석연료사용을 획기적으로 감축할 수 있는 온실가스 감축기술 중 가장 상용화에 근접한 기술로 평가받고 있다. 수송부문 감축기술의 기술적 타당성은 연료 가격, 차랑 가격의 경쟁력이 갖추어져야 하는데, 현 추세에서 하이브리드 도입 이유는 95~96년 이후 에너지 문제의 심각성이 부각되면서, GM과 닛산이 연비향상을 할 수 있는 자동차 개발을 지시하였고, 양측의 기술진이 하이브리드 개발에 동의하였다. 그러나 가격경쟁력이 문제가 되었으며, 가솔린과 디젤에 비하여 상대적으로 높은 가격으로 인하여 소비자의 가격 부담이 상승하였다. 또한 셰일가스 보급이 확대되면서 석유가격이 안정화되고 있으며, 이는 하이브리드 자동차가 경쟁력을 상실하는 원인이 되고 있다. 그러나 현 추세를 고려한다면 신기술 자동차의 가격 부담감이 줄어들 것으로 전망되며 또한 전기차와 하이브리드의 기술을 혼합하여 새로운 모델을 개발할 수 있다고 판단된다. 국가마다 다르지만 미국과 한국은 전기자동차에 집중하지만, 오히려 2020년~2030년에는 하이브리드로 대체될 수 있으며, 또한 새로운 형태의 자동차가 개발될 것으로 전망되고 있다. 수소연료전지 자동차의 경우, 자동차 분야 전문가들은 기술 및 개발에 대한 준비를 하고 있으며, 기술과 비용측면에서 아직은 미진하지만 지속적으로 생산라인의 기술이 발전하고 있다. 그러나 아직까지는 준비단계이며, 현 단계의 장애요소들이 해결된다면 전기자동차의 지속적 생산이 가능해질 것이며, 수소자동차 또한 마찬가지라 판단된다. 에너지 공급측면에서 고려한다면 천연가스를 이용하여 수소를 생산하는 기술이 가장 저렴하다. 수소에너지를 전기에서 얻어야 한다면, 전기 자동차의 상황은 변화가 없을 것이라 판단된다. 상용차는 국내에서 수량만 고려했을 때 일반차량보다 3/1가량 적지만 이산화탄소 배출량은 48%를 차지하고 있다. 중량에 따라서 비율을 나누며, 효율을 증가시키기 위한 프로그램을 진행할 필요가 있다. 상용차의 비율이 높은 이유는 주행거리의 차이를 고려해야 한다. 버스의 경우 1일 주행거리가 20만km이기 때문에 일반 승용차와 비슷한 비율을 보일 수 있지만 기술개발 측면에서 이익이 발생하지 않기 때문에 기술개발이 소홀해 해지고 있다. 하이브리드 자동차의 경우 가솔린과 디젤에 비하여 상대적으로 높은 가격으로 인하여 소비자의 가격 부담이 상승하였다. 또한 셰일가스 보급이 확대되면서 석유가격이 안정화되고 있으며, 이도 하이브리드 자동차가 경쟁력을 상실하는 원인이 되고 있다. 그러나 장기적인 추세를 감안하면 신기술 자동차의 가격 부담감이 줄어들 것이라 전망되며 또한 전기차와 하이브리드의 기술을 혼합하여 새로운 모델을 개발할 수 있을 것으로 보고 있다. 국가마다 다르지만 미국과 한국은 전기자동차에 집중하지만, 오히려 2020년~30년에는 하이브리드로 대체될 수 있으며, 또한 새로운 형태의 자동차가 개발 될 것이라고 전망되고 있다. 전기자동차의 경우 현재 모델로 본다면, 디젤 차량가격과 전기 자동차 가격을 비교했을 때, 배터리를 제외한다면 디젤과 전기차량의 가격이 비슷하지만 배터리로 인하여 가격에 차이가 발생할 수 있다. 소울 기준 최대 배터리 용량은 27kW이며, 배터리 팩의 가격이 1천만원 이하로 하락하고, 현재 인센티브(500만원)를 유지한다면, 차액 500만원 거둘 수 있다. 이 차액을 서비스 혹은 금융계를 통하여 활용하는 방안 등을 고려하여, 장기적으로 10년을 생각해서 고객이 전기자동차를 구입함에 있어 가격 부담을 줄이는 정책 개발이 필요하다. 수송분야는 기술 자체뿐만 아니라 시장, 행태를 함께 고려해야 하는 분야이다. 따라서 수송분야의 HEV(Hybrid Electric Vehicle), EV(Enectric Vehicle), HFCV(Hybrid Fuel Cell Vehicle) 보급 전망은 분석결과라기 보다는 시나리오에 가깝다. 수송분야의 리바운드 효과를 고려하였으나 하나의 숫자로 정의하기는 어렵다. 최종에너지 소비분야에서의 리바운드 효과는 1차에너지 공급분야에 환류되어 1차에너지 가격에 영향을 미치고 이는 다시 최종에너지 소비분야에 환류되는 구조이다. 미국의 경우 암모니아가 이미 일부 수송분야에서 연료로 사용되고 있으나, IEA분석에서는 암모니아의 안전성(Safety)에 대한 확신이 아직 부족하기 때문에 수송분야 또는 수소담체로서의 고려에서 암모니아는 제외된다. 현재 1kW당 주행거리는 6~7km이며, 자동차 성능에 따라 달라질 수 있다. 2050년까지 전기자동차의 비용은 감소하겠지만, 전기자동차는 충전에 대한 문제를 해결해야 한다. 결국 기술비용은 하락할 수 있지만, 인프라 비용은 증가할 것으로 예상되며, 소비자들은 장거리 주행이 가능한 차량을 원하기 때문에 기술개발의 속도가 소비자의 니즈 변화를 따라갈 수 있는지를 고려해야 한다. 급속충전은 현재 전기가격이 매우 낮으며, 설치장소 임대료와 관리비까지 고려한다면 사업성이 매우 낮으므로 오히려 공공성을 갖고 시행하는 것이 유리하다. 완속 충전시설의 경우 주거지와 가깝게 설치하는 것이 필요하며 수익을 창출할 수 있는 모델로 운영하는 것이 필요하다. 클린 디젤의 경우 국내 기술수준은 아직 미진한 편에 속한다. 그 이유는 결정적인 기술력을 지닌 보쉬(Bosch)가 특허에 대한 보수적인 입장을 취하고 있으며, 디젤 자동차의 시장점유율이 급격히 변화할 것으로 보기는 어렵다. 게다가 유럽은 현재 디젤 자동차시장이 포화상태라고 볼 수 있기 때문에 새로운 시장을 개척하기 위하여 신시장을 발굴하는데 집중하고있어, 디젤에 모든 자원을 집중하기는 어려운 상황이다.