전기차(EV)와 하이브리드차(HEV) : 탄소 중립을 향한 여정

안녕하세요!

오늘 또 돌아온 낭인입니다.

 

요즘 들어 재미가 들려서 여러 가지 검색도 하고 AI에게 물어보기도 하고

뉴스도 찾아보고, 논문도 보게되고 하면서 여러 가지 블로그를 작성하고 있네요

 

오늘은 전기차와 하이브리드차들이 탄소중립을 위해 어떤 포지션에 있으며

기존 내연기관차와 비교시 어떠한 면에서 장단점이 있는지 확인해 보겠습니다.

 

전 세계적인 탄소 배출 감소 노력

 

출처 : 피델리티자산운용

 

전 세계적으로 기후변화에 대한 우려가 커지면서 탄소 배출 감소를 위한 노력이 점점 강화되고 있습니다.

특히 교통 부문은 전체 온실가스 배출의 상당 부분을 차지하고 있으며

이에 따라 이 분야의 혁신이 절실히 요구되고 있습니다.

 

이러한 배경에서 등장한 전기차(EV)와 하이브리드차(HEV)는 탄소 중립을 향한 여정에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

 

그래서 얼마나 친환경적인데?

 

전기차와 하이브리드차가 실제로 얼마나 친환경적인지 알아보기 위해서는

생애주기 전반에 걸친 탄소 발자국을 살펴볼 필요가 있습니다.

 

전기차

출처 : SK에코플랜트 뉴스룸

 

먼저 전기차의 경우에는 제조 과정에서 상당한 양의 탄소가 배출됩니다.

특히 배터리 생산 과정에서 약 61-106kg CO2e/kWh의 배터리 용량당 탄소가 배출되는 것으로 알려져 있습니다.

하지만 사용 단계에서는 전력 생산 방식에 따라 크게 달라지며

유럽연합(EU) 기준으로 2020년 평균 약 126g CO2/km를 배출합니다.

이것은 재생에너지를 사용하는 국가에서는 크게 줄어들 수 있는 수치입니다.

예를 들자면 재생에너지 비중이 높은 노르웨이에서는 전기차의 탄소 배출이 거의 없는 수준까지 낮아질 수 있습니다.

 

하이브리드차

출처 : 중앙일보

 

하이브리드차는 제조 과정에서의 탄소 배출량은 일반 내연기관차에 비해 약 10% 높습니다.

하지만 사용 단계에서는 내연기관차보다 훨씬 적은 양의 탄소를 배출하며

EU 기준으로 2020년 평균 약 92g CO2/km를 기록했습니다.

하이브리드차는 전기 모터와 내연기관을 병행하여 사용하기 때문에

연료 효율이 높은 상황에서 전기 모터를 주로 사용하고

고속 주행이나 장거리 운전 시에는 내연기관을 활용하여 배터리 소모를 최소화할 수 있습니다.

 

생애주기 전체를 고려했을 때는?

 

생애주기 전체를 고려한 분석(LCA)에 따르면

 

출처 : 이코노미스트

 

 

전기차 :  80g CO2e/km

하이브리드차 : 100g CO2e/km

내연기관차 : 120g CO2e/km

(CO2e/km : 킬로미터당 이산화탄소환산량)

 

위와 같이 탄소를 배출하는 것으로 나타났습니다.(ICCT, 2021년 유럽 기준)

 

이를 통해 보았을 때는 전기차가 다른 차량 대비 가장 친환경적인 선택이 될 수 있음을 알 수 있습니다.

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대략적으로 비교를 위해 국제에너지기구(IEA)의 이동수단별 예상 배출량은 아래와 같습니다.

기차 : 19g CO2e/km

비행기 : 123g CO2e/km

자동차 : 148g CO2e/km

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하지만 전기차는 초기 제조 과정에서 높은 탄소 배출을 보이며

사용 단계에서 거의 배출이 없기 때문에

결국 총 배출량 줄어드는 것입니다.

 

특히 향후 배터리 재활용 기술이 발전하게 되면

전기차의 생애주기 탄소 발자국은 더욱 감소할 것으로 기대됩니다.

 

국가별 전력 생산방식에 따라서...

 

하지만 전기차의 실제 환경 영향은 국가별 전력 생산 방식에 따라 크게 달라집니다.

위에 예시를 들었듯이 재생에너지 비중이 높은 노르웨이에서는 전기차가 확실한 우위를 보이지만

석탄발전 의존도가 높은 폴란드에서는 오히려 하이브리드차가 더 친환경적일 수 있습니다.

 

이는 전력 생산 과정에서 배출되는 탄소량이 전기차의 사용 단계 배출량에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.

따라서 각 국가의 에너지 정책과 재생에너지 인프라가 전기차의 친환경성을 결정짓는 중요한 요소가 됩니다.

 

우리나라의 경우는 2022년 기준으로 전력생산량을

석탄, 원자력, LNG 순으로 의존하고 있으며(한국에너지기술연구원, 2022)

전기차는 내연기관차의 절반 수준으로 탄소를 배출한다고 합니다(포스코경영연구원, 2023)

 

앞으로는 어떻게 될까?

 

앞으로의 미래를 전망해 보자면

재생에너지 비중이 증가함에 따라 전기차의 탄소 발자국은 계속해서 감소할 것으로 예상됩니다.

또한 배터리 기술의 발전으로 제조 과정에서의 탄소 배출도 줄어들 전망입니다.

이는 전기차가 장기적으로 탄소중립에 더 큰 기여를 할 수 있음을 시사하지요

 

또한, 리튬이온 배터리의 대체재로 연구되고 있는 전고체 배터리는

더 높은 에너지 밀도와 낮은 제조 공정 탄소 배출을 특징으로 하여

전기차의 친환경성을 더욱 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

결론적으로, 장기적인 관점에서 전기차는 탄소중립 달성에 더 큰 기여를 할 것으로 예상되나,

단기적으로는 하이브리드차도 탄소 배출 감소에 중요한 역할을 하고 있다는 것입니다.

 

특히 전력 생산의 탈탄소화가 아직 충분히 이루어지지 않은 우리나라에서는

하이브리드차가 현실적인 대안이 될 수 있습니다.

이는 하이브리드차가 전력 인프라의 변화 없이도 즉각적인 탄소 배출 감소 효과를 가져올 수 있기 때문이지요.

따라서 정책적으로는 두 기술 모두를 지원하여 천천히 단계적인 탄소중립을 달성하는 것이 중요합니다.

 

우리나라의 아름다움을 지켜야 해!

 

마무리

 

현대를 살아가는 우리는 탄소중립이라는 목표를 향해 천천히 나아가고 있습니다.

탄소중립은 지구 온난화 예방과 지속 가능한 발전을 위해서 반드시 해야 되는 일이기도 합니다.

하지만 하룻밤 사이에 이루어질 수 있는 일이 절대 아닙니다!

 

보시다시피 전기차와 하이브리드차는 각각의 장단점을 가지고 있으며

두 기술 모두 우리를 더 친환경적인 미래로 인도할 징검다리 역할을 하고 있습니다.

앞으로 기술의 발전과 정책적 지원을 통해

이들 친환경 차량의 보급이 더욱 확대되고

그에 따라 우리의 탄소 발자국도 점차 줄어들 것으로 기대됩니다.

 

정책적 지원이라는 것은 예를 들자면 정부의 보조금 정책이나

세금 감면 등의 혜택을 말하는 것이며 이것들은 친환경 차량의 보급 속도를 높일 수 있고

충전 인프라 확충과 같은 지원은 전기차 사용의 편의성을 크게 향상할 것입니다.

 

물론 기업 차원에서도 친환경 차량 개발에 대한 투자와 연구가 지속적으로 이루어져야 하며

소비자들은 보다 친환경적인 운송 수단을 선택함으로써 탄소 배출 감소에 기여할 수도 있겠습니다.

 

정부, 기업, 개인의 이런 종합적인 노력들이 모여서

천천히, 안정되게 탄소중립 사회로의 전환을 맞이해야 될 것입니다.

 

그럼 오늘도 좋은 하루 보내세요!