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[고든 정의 TECH+] 차세대 친환경 트럭의 모든 것

작성 2016.12.08 09:43 ㅣ 수정 2016.12.08 09:43
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기존의 내연기관 자동차와는 달리 배기가스와 온실가스를 내놓지 않는 친환경 자동차 혹은 무배출차량(ZEV·Zero Emission Vehicle)은 이제 시대적인 요구입니다.

물론 아직은 갈 길이 먼 것이 사실이지만, 환경 선진국인 몇몇 유럽 국가는 모든 차량을 무배출 차량으로 바꾸는 대담한 실험을 진행 중입니다.

현재는 내연기관 이외의 대안이 너무 비싸지만, 매년 배터리 관련 기술이 발전하면서 같은 가격에 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 만큼 최종 승자는 전기차가 될 것이라는 이야기도 나오고 있습니다. 그런데 일반 승용차는 그렇다고 해도 많은 연료를 소모하는 대형 트럭은 어떻게 진화할까요. 이 질문에 답하기 위해서 여러 기업과 국가가 지금 바쁘게 움직이고 있습니다.
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▲ 전기 배터리를 실은 전기트럭의 모습. (사진=메르세데스 벤츠)


배터리를 탑재한 전기 트럭

벤츠의 미래 트럭 계획은 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 자율 주행 트럭이고 두 번째는 전기 트럭입니다.

이미 상용화가 가능한 수준의 소형 전기 트럭을 선보인 벤츠는 거대한 리튬 이온 배터리를 탑재한 어반 e-트럭을 선보였습니다. 26t 차체에 212kWh의 대용량 배터리를 달아 200km를 주행할 수 있습니다. 상대적으로 짧은 주행 거리와 거대한 배터리 탑재로 인해 비용 상승과 더불어 충전에만 몇 시간이 걸리는 문제를 고려할 때 당장 상용화는 어려워 보입니다.

대형 트럭의 경우 막대한 에너지가 필요하므로 배터리를 이용한 전기 트럭은 아무래도 비용과 성능에서 기존의 내연기관 트럭을 따라잡기 어렵습니다. 물론 배터리 기술이 계속해서 매년 좋아지고 있다는 점 역시 무시하긴 어려워서 앞으로 10년 20년 후에는 지금과는 상황이 다를 수 있습니다.

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▲ 1200km를 주행할 수 있는 전기트럭 스타트업의 차량 ‘니콜라 원’.(사진=니콜라 모터스)


수소 연료 전지

미국의 전기 트럭 스타트업 니콜라 모터스는 니콜라 원이라는 수소 연료 전지 트럭을 선보였습니다. 마치 가스를 주입하듯 수소를 충전하면 한 번에 최소 1200km 주행이 가능한 성능을 지닌 점이 니콜라 원의 가장 큰 장점입니다.

수소는 에너지 밀도에서 기존의 화석 연료보다 훨씬 높습니다. 여기에 내연 기관보다 에너지 변환 효율이 높은 연료 전지를 사용하면 같은 부피의 연료로 훨씬 먼 거리를 주행할 수 있습니다. 문제는 수소를 특수 고압 용기나 혹은 수소 저장 금속에 보관해야 하는데 안전성 문제와 더불어 가격이 고가라는 점입니다. 가격이 비싼 점은 연료 전지 역시 마찬가지입니다.


아직 수소 연료 전지 트럭을 대량 생산하는 기업은 없지만, 니콜라 모터스는 2017년에 공장 부지를 발표하고 2018년에는 수소 충전소를 짓는다는 계획을 가지고 있습니다. 수소 생산은 신재생 에너지를 이용해 생산할 계획입니다. 다만 그 실현 가능성에 대해서는 다소 의문이 제기되고 있습니다. 이런 인프라 구축에는 막대한 비용이 필요합니다.

아예 도로에서 전력을 공급한다

스웨덴은 현재 기술 수준으로 달성이 가능한 좀 더 현실적인 대안을 생각하고 있습니다. 그것은 지하철처럼 도로를 달리면서 전력선에서 전기를 공급받는 방식이죠. 그렇게 하면 전기 트럭은 전력을 공급받을 수 없는 지역을 달릴 수 있는 수준의 배터리만 가지고 있거나 혹은 내연 기관 하이브리드 방식을 사용해도 됩니다.

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▲ 전력선으로 전기를 공급받는 전기트럭이 도로 위를 달리고 있다. (사진=스카니아)


스웨덴 정부와 트럭 제조사인 스카니아는 스톡홀름 북부의 시험 도로 2km 구간에서 실제 전기 트럭을 테스트하고 있습니다. 스웨덴 정부의 장기 목표는 2030년까지 물류 수송 부분에서 내연 기관을 퇴출하는 것입니다.

이 목표를 달성하기 위해서는 미래 기술이 아니라 당장 사용이 가능한 현실적이고 저렴한 방법이 필요합니다. 좀 오래된 기술처럼 보이지만, 어쩌면 이게 가장 현실적인 방법일지도 모르겠습니다.

친환경 연료로 달리는 트럭

앞서 설명한 모든 프로젝트는 내연기관을 퇴출하거나 보조적인 용도로 사용하는 것을 전제로 하고 있습니다. 이를 위해서는 대대적인 인프라 구축은 물론 트럭을 모두 바꾸거나 최소한 개조해야 합니다. 여기에는 막대한 비용과 시간이 필요합니다. 그래서 다른 방법으로 접근하려는 시도도 있습니다. 바이오 연료나 혹은 전기를 이용해서 화석 연료를 대체하려는 것이죠. 연료만 변경하기 때문에 차는 바뀔 필요가 없습니다.

그런데 바이오 연료는 이미 사용되고 있으니까 그렇다고 해도 전기를 이용해서 어떻게 연료를 만드는 것일까요? 여러 가지 방식이 있지만, 전기로 물을 수소와 산소로 분해한 다음 이를 이산화탄소와 반응시키는 방법으로 합성 연료를 만들 수 있습니다. 아우디 e-diesel이 그런 경우로 시험 생산 공장을 세우고 상용화를 위해서 노력하는 중입니다. 이 연료를 태우면 이산화탄소가 나오지만, 어차피 이산화탄소를 원료로 생산하는 것이라 전체 탄소 순환은 균형을 맞추게 됩니다

이런 방식이 나온 이유는 사실 풍력이나 태양광 같은 신재생 에너지 때문입니다. 풍력과 태양광의 문제점은 인간이 필요한 순간이 아니라 자연 현상에 의해 에너지가 생산된다는 점입니다. 전력 수요가 없을 때도 많은 전력이 생산되 낭비가 심한 것이죠. 이 에너지를 다른 유용한 연료로 바꿀 수단이 필요한 것입니다.

다만 이런 전기 합성 연료는 아직 생산 단가가 비싸 대중화에는 시간이 걸릴 것으로 보입니다. 더구나 배터리 기술의 발전으로 자동차 시장이 전기차 위주로 재편된다면 사실상 필요 없는 기술이 될 것이라는 비판도 적지 않습니다. 온실가스는 배출하지 않아도 여전히 배기가스와 매연 문제가 있다는 점도 무시할 수 없습니다. 하지만 대형 전기 트럭이나 전기 여객기 개발이 어려운 점을 고려하면 틈새시장이 있을 수 있습니다.

한동안 트럭 부분은 여전히 디젤 엔진을 탑재한 내연 기관이 중심이 될 것입니다. 아직 전기 트럭이든 수소 연료 전지 트럭이든 간에 비용 및 기술 문제를 고려하지 않을 수 없기 때문입니다. 하지만 이 부분 역시 시대의 변화에서 자유롭지는 않을 것입니다.

어쩌면 앞으로 한 세대가 지난 후 '내가 젊었을 때는 다 사람이 운전하는 디젤 엔진 트럭이었지…'라고 말하게 되는 날이 올지도 모릅니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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