전기 자동차 배터리의 현재와 미래?

            전기 자동차 배터리의 현재와 미래?

                                                                              뮌헨 무역관 박 미 경

21세기는 전기 자동차의 시대
“자동차 없이 휴가를 간다? 자동차 없이 주말 장을 본다?” 자동차가 없는 인류의 삶은 이제는 생각할 수 없는 일이고 자동차는 우리의 생활에 있어 가장 중요한 도구가 되어 버렸다. 그렇지만 화석 연료의 고갈과 지구 온난화로 인해 우리의 미래는 위협을 받고 있고 그에 대한 대책을 찾아야 하는 시점에 놓여 있다. 수증기, 이산화탄소, 이산화질소, 메탄, 오존 등이 온실 효과를 일으키는 일반적인 지구 대기의 온실가스인데, 그 중에서 자동차가 뿜어내는 이산화탄소는 지구 온난화를 더욱 촉진시키는 큰 주범이라고 하겠다. 때문에 우리는 이산화탄소 배출량을 감축시킬 수 있는 구급책을 찾아야 하며 환경 문제의 심각성과 중요성을 재인식해야 할 것이다.

이는 비단 자동차 산업계만의 과제는 아니며 국가적인 정책과 산업계의 꾸준한 기술 혁신, 친환경 연구가 함께 이루어져야 하고 국민 개개인의 깨어진 정신과 자세가 동반되어야 함은 논란의 여지가 없다. 그럼 이산화탄소를 최대한 줄이면서 자동차와 떼어놓을 수 없는 우리의 삶을 생각할때 저탄소, 저공해, 고효율, 그린 자동차, 전기 자동차의 등장은 너무도 당연한 일이며 우리는 전기 자동차의 탄생을 환영해야 할 것이다.

그래서 21 세기, 전기 자동차는 우리의 미래를 지배할 것이며 이제 막 첫 걸음을 내디딘 전기 자동차가 우리들의 일상생활에 곧 어떻게 다가올지 전 세계적으로 관심이 주목되고 있는 실정이다.

전기 자동차를 위한 노력
독일 정부는 2020년까지 전기 자동차 100만대를 보급할 계획이며, 2015년까지 전기 자동차 생산, 수소 연료 전지 등의 기술적인 연구를 위해서 120억 유로를 투자한다고 한다. 2020년까지의 전기 자동차 시장 매출 규모도 740억 유로에 달할 것이며 이 분야에 종사하는  3만 명의 새로운 일자리가 창출될 것으로 예상한다.

지난 10월 독일의 교통부 장관 람자우어(Dr. Peter Ramsauer)박사는 뮌헨에서 개최된 인터내셔널 전기 자동차 박람회 eCarTec의 환영사에서 “독일은 전통적인 모터 기술을 지닌 자동차 산업 최대 강국이다. 미래의 전기 자동차도 세계 정상의 자리를 차지하기 위해 차세대 조기 교육 투자에도 과감한 투자를 하겠다고 발표했다. 그는 “지금 자고 있는 사람은 미래에도 자고 있을 것이다” 라며 다음 세대의 전문 교육 양성을 위해, 각 대학교와 연구소에 전기 화학 분야를 특별 강화할 것이라고 말했다.
또한 정부는 2011년 9월 울름에 유럽 최고 시설의 ‘배터리 전문 연구기관(ZSW, Zentrum fuer Sonnenenergie-und Wasserstoffforschung)’ 설립 시에도 약 1,300만 유로를 투자, 국내에서의 최고 배터리 기술 확보를 위해 많은 투자 지원을 했노라고 발표했다.

친환경 전기 자동차의 한계성
전기 자동차의 생명은 전기 배터리에 달려 있다. 독일에서는 이미 수년전부터 화학 전문가들이 에너지 저장 기술과 관련해 효율적인 배터리 연구개발에 힘을 쏟고 있다. 이미 뮌헨, 베를린 등 8개 시험 도시에서도 전기자동차가 시범적으로 달리고 있고 2011년 10월부터 독일 자동차 시장에서 판매도 되고 있긴 하지만, 전기 자동차의 리튬 이온 배터리(Lithium-Ion-Batterie)가 안고 있는 문제점들이 해결되지 않는 이상 아직 전기 자동차의 일상화는 어렵다고 할 수 있겠다. 또한 가격적인 면에서도 전기 자동차는 일반 가솔린 차 보다 거의 2-3배가 비싸서 재정적인 유리한 조건(정부의 보조, 세제 혜택 등)이 없는 이상 일반인들의 관심을 크게 끌을 수 없는 실정이다.

리튬 이온 배터리는 기존의 납 배터리 보다는 7배의 높은 에너지 밀도를 보인다. 또한 자가 방전이 낮으며 자연 방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자기기들, 핸드폰과 랩톱 등에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지 밀도가 높은 특성을 이용해 자동화시스템, 항공 산업 분야에서도 그 사용 빈도가 증가하고 있는 추세이다.

세계적으로 유명한 전략 컨설팅 Roland Berger Strategy Consultants GmbH(뮌헨 소재)사의 자동차 전문가 Rupert Petry씨는 2015년까지 전체시장의 80%를 리튬 이온  배터리가 장악할 것이고 전 세계 시장의 매출액도 약 90억 달러 규모로 성장할 것이라고 내다보았다. 또한 정부의 전기 자동차 활성화를 위한 정책적인 유리한 혜택들이 주어질 때 일반인들의 전기 자동차 구매 수요는 엄청나게 증가해 전기 자동차 세계 시장 규모는 약 500억 달러까지도 예상한다고 한다.

그러나 전기 자동차의 리튬 이온 전지는 아직도 너무 무겁고 비용도 비싸다. 또한 배터리 충전 용량의 한계가 있어 장거리 운행에 큰 단점을 가지고 있다. 현재 전기 자동차를 위해 조성된 환경은 느린 전기 충전에 알맞도록 되어 있어 재충전되는 동안 차량이 주차되어 있어야 하며 재충전 시간으로 인해 이동 소요 시간도 엄청 늘어나게 될 것이다.

무엇보다도 전기 충전소 설치, 전기 자동차 이용에 편리한 환경 조성, 단단한 인프라 구축이 되어야 하고 가격도 훨씬 낮아져야 하며, 에너지 축전 용량 및 사용 가능 기간을 연장시키는 것 등이 현재의 배터리가 안고  있는 당면 과제들이다.

중국 시장 견제해야
Roland Berger 컨설팅 전문가들은 전기 버스의 배터리 시장은 중국이 장악할 것으로 전망하고 있다. 중국 정부는 미래의 성장 산업으로 전기 자동차, 특히 하이브리드 자동차 산업에 적극적인 투자를 하고 있으며 자동차 전문가 Petry씨는 2015년까지 중국의 전기 자동차 시장이 세계 시장의 8%를 차지할 것이며 2020년까지는 상당한 발전과 변화가 있을 것이라고 예견한다. 이는 하이브리드 자동차, 전기 자동차와 관련된 배터리 시장에서 성장세를 보이고 있는 일본과 한국 산업계에 새로운 도전으로 다가오며 새로운 전략과 대응책이 절실하게 필요할 때이다.

시너지 효과, 모두가 공동 협력
독일을 대표하는 최대 규모의 응용과학기술연구 기관인 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institut)에서는 전기 자동차의 최대 단점인 배터리의 충전시간과 에너지 저장 문제의 한계를 극복하고자 집중적 기술 개발 연구와 투자에 들어갔다. 새로운 배터리 소재에 대한 연구로 리튬 유황 배터리와 리튬 공기 전지에 대한 연구에도 한창이다.

그러나 전기 자동차의 미래는 자동차 산업계, 또는 전문 연구소에 좌우되는 것이 아니라 정치, 경제, 과학, 기술, 화학 등 모든 연관 산업 간의 종합적인 공동 협력에 달려 있다고 말할 수 있겠다.
21세기를 지배할 전기 자동차, 전기자동차의 핵심인 리튬 이온 배터리의 세계 시장이 다가오고 있다. 이미 배터리 기술 확보와 세계적인 경쟁력을 보유하고 있는 한국 배터리 산업계는 다시  한 번 현 시점을 점검해 보고 국내 소재 개발 및 리튬 원자재 확보에 대한 노력을 기울일 것이며 꾸준한 기술 개발, 세계 시장을 장악하기 위한 전략적 연구 개발, 국가 간의 정보 교환 등 끊임없는 투자에 전념해야 할 것이다.
그런 열린 세계 시장에 한국이 우뚝 서 있다.

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