공과대학 뉴스
하이브리드 자동차 앞길은 '가시밭길'
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｜2016.12.05
하이브리드 자동차 앞길은 `가시밭길`
가격·연비 문제 많아…EU는 디젤 엔진 개선으로 맞서
미래의 자동차 기술은 환경 문제와 깊은 관계가 있다. 세계 각국이 공해를 줄이고 연비를 향상시키기 위해 적극 나서고 있기 때문이다. 현재의 가솔린 엔진을 대신할 수 있는 기술 중 하나가 하이브리드 자동차이다. 이 차는 엔진과 한 개 이상의 전기 모터로 동력을 얻어 바퀴가 움직이므로 연료와 배기 가스를 모두 줄이면서 환경 문제를 해결할 수 있다. 도요타자동차는 1997년 ‘프리우스’를 개발한 이후 하이브리드 자동차 기술을 선도하고 있다. 최근에는 하이브리드를 환경 친화 차원에서 브랜드 다변화의 개념으로 생각해 모든 차종에 적용하고 있다. 하이브리드의 종주 회사로 자리 매김하려는 마케팅 전략이다.
그러나 상황은 도요타의 뜻대로 진행되지 않고 있다. 현재 하이브리드 자동차를 생산하는 자동차 제작사는 도요타 외에도 몇 군데가 더 있다. 모두가 핵심 기술을 보유한 도요타를 어쩔 수 없이 쫓아가는 실정이다. 이 때문에 자동차를 생산하는 나라들은 자국의 자동차산업 보호를 위해 환경 및 연비에 대해 하이브리드와는 다른 전략을 시도하고 있다. 특히 유럽연합(EU) 국가들이 차별화를 꾀하고 있다.
미국과 일본의 배출 가스 기준은 탄화수소 및 질소산화물 등의 규제에 비중을 두고 있다. 이에 비해 EU에서는 지구온난화를 억제하려는 교토의정서에 바탕을 둔 이산화탄소 배출량 저감에 더 중점을 두고 있다. EU 나라들로 하여금 하이브리드를 과신하지 않아도 되게 만든 가장 큰 힘은 디젤 엔진의 개선이다. 디젤 엔진은 수년 전까지만 해도 매연을 내뿜는 공해 유발의 주범으로 인식되었으나, 최근에 이르러 강화된 배출 가스 허용 기준을 만족시킬 수 있을 만큼 기술이 좋아졌다. EU에서는 가솔린 자동차와 비교해도 손색이 없다는 친환경성을 강조하면서 이산화탄소 배출 저감에 유리한 디젤 엔진의 장점을 부각시키고 있다. 기술적으로 일본을 따라가야 하는 하이브리드를 굳이 택하지 않아도 된다는 안도감이 깔려 있는 것이다.
EU 국가들, 노골적으로 하이브리드 견제
일본은 결국 하이브리드 자동차 등의 개발에는 앞서 있지만 디젤 엔진의 기술은 EU에 비해 상대적으로 뒤져 있다. 이런 이유들로 인해 유럽의 하이브리드 자동차 보급은 늦어지고, 일본은 시장을 확실하게 잡기 위해 더 적극적으로 나서게 되었다. 이처럼 서로 간의 전략이 달라 향후 관련 법규의 적용을 통해 보이지 않는 무역 장벽을 만들 가능성도 있다.
그러면 하이브리드 자동차가 향후 자동차 시장을 석권하게 될 것인가? 꼭 그렇게 되지만은 않을 것이라는 견해가 우세하다. 하이브리드 자동차에 대한 초기 반응이 가장 좋았던 미국에서조차 판매가 주춤하고 있다. 미국 환경보호국(EPA)은 하이브리드 자동차의 연비 개선 효과가 초기에 발표되었던 것에서 크게 떨어지는 수준이라고 발표하기도 했다.
미국보다 자동차 시장 규모가 더 큰 EU 국가들은 거의 노골적으로 하이브리드를 견제하는 듯하다. 지난 2월 EU 의회는 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 규제 기준을 강화해 EU 지역에서 자동차를 판매하려면 이산화탄소 배출량을 1995년에 비해 35% 줄이도록 의무화하겠다고 발표했다. 새로운 기준은 2012년까지 자동차 제작사들의 노력으로 이산화탄소 배출량을 평균 주행 1km당 1백30g까지 낮추고, 타이어의 개량 등으로 10g을 추가 저감할 것을 요구하고 있다. 이는 한국·일본·미국의 가솔린 자동차에 비해 연비가 상대적으로 우수해진 EU의 디젤 자동차를 유리한 고지에 올려놓으려는, 눈에 보이지 않는 시도라고도 할 수 있다.
일본 환경부에서 발표한, 하이브리드 자동차에 대한 분석 자료를 보면 도요타가 만든 하이브리드 카 ‘프리우스’는 동급 일반 자동차에 비해 55만 엔이 비싸다. 그런데 ‘프리우스’를 사게 되면 세금 보조 19만 엔, 취득세 보조 1만9천8백 엔, 5년간 자동차세 보조 1만7천 엔의 혜택을 받고 연료 절약을 통해 20만5천 엔을 아낄 수 있다. 따라서 단순 계산으로만 따지면 소비자가 최종적으로 얻을 수 있는 절약 효과는 모두 43만1천8백 엔으로 하이브리드 자동차를 사면서 추가 부담한 55만 엔에 미치지 못한다는 것이 하이브리드 비판론자들의 지적이다.
또 전세계 하이브리드 자동차의 40% 이상을 보유한 일본에서는 기능 특성이 일본 10~15모드의 운전 패턴에 맞게 되어 있어 미국이나 EU의 시험 모드에 비해서는 연료 절약 효과가 있지만, 미국 모드에서는 EU의 주장처럼 메르세데스 ‘E320 디젤 승용차’의 연비가 도요타‘RX400h 하이브리드 자동차’보다 연비가 좋게 나타나고 있어 연비 개선 측면에서도 크게 매력적이지 못하다는 것이다.
제너럴모터스(GM)와 도요타는 10여 년 전 연비가 좋은 가솔린 하이브리드 자동차 기술을 개발했다. 그런데 제작비가 너무 비싸 손해를 보지 않을 수 없다고 판단한 GM은 포기한 반면, 도요타는 투자할 가치가 있다는 미래 지향적인 관점에서 ‘프리우스’ 하이브리드 자동차를 개발해 지난 몇 년 동안 손해를 감수하면서도 생산을 계속했다. 도요타는 지금도 손해를 보고 있지만 하이브리드 자동차 시장에서만은 인기 정상을 달리며 환경친화 기업이라는 이미지를 확실하게 다지고 있다.
현대자동차, 하이브리드 자동차 생산 ‘걸음마’
GM은 뒤늦게 후회하는 듯하다. 그래서 고육지책으로‘플러그인(plug-in)’ 하이브리드 자동차 개발에 매달리고 있다. 플러그인 타입은 자동차 제작사들이 중량과 복잡성 때문에 주저하고 있는 방식으로, 차내에 탑재된 가솔린이나 디젤 엔진으로 전기를 만들기도 하고 또한 전기 콘센트에 접속시킴으로써 배터리가 충전될 수도 있다.
하이브리드 자동차는 국내에서도 현대자동차가 2004년부터 소량 시범 생산해 정부기관에 공급하고 있는데 일반 소비자 판매는 이루어지지 않고 있다. 수입 자동차로는 도요타가 지난해에 출시한 렉서스 RX400h, 혼다가 올해 출시한 시빅 등을 시작으로 점차 차종이 많아질 전망이다. 이런 가운데 현대자동차는 지난해 하이브리드 자동차 시판을 2009년까지 연기하겠다고 선언했다. 이 결정은 현대자동차가 안고 있는 전략적 어려움을 말해준다. 하이브리드 카를 차세대 주력 제품으로 선택해 집중해야 할지, 포기해야 할지를 결정하기가 매우 어려운 입장이기 때문이다.
경쟁력 있는 하이브리드 자동차 기술은 도요타만의 것이라고 해도 과언이 아니다. 도요타는 관련 특허 대부분을 보유해 하이브리드 기술에서 독보적 위치를 굳히고 있다. 현대자동차가 하이브리드 카를 본격 생산해 시판하려면 엄청난 액수의 로열티를 주고 도요타 기술을 도입하고 부품까지 수입해야 한다.
그것이 싫으면 자체적으로 기술을 개발해야만 한다. 현대자동차는 이미 마일드(Mild) 하이브리드 자동차로 불리는 초기 단계의 하이브리드 자동차를 제작하고 있지만, 도요타의 풀(Full) 타입 하이브리드 자동차 기술과 비교하면 가격·출력·연비 면에서 경쟁이 되지 않는다. 미국의 경우에는 도요타와 기술 제휴를 하거나 독자적으로 플러그인 타입의 하이브리드 자동차를 개발하고 있다.
이제 소비자들은 하이브리드 자동차의 우월한 연비가 비싼 차 값을 상쇄하기까지 얼마간의 시간이 필요한지, 가격에 대비해 어떤 장점이 있는지를 계산할 것이다. 또 자동차 제작사들은 하이브리드 카를 만들면서 비싼 차 값의 판매가를 낮추기 위해 기업의 이익을 얼마나 줄일 수 있는지 고민해야 한다. 하이브리드 자동차의 미래는 국가 간의 이해, 제작사 간의 기술·영업 전략, 그리고 소비자들의 선택에 달려 있다.
결론적으로 말하면 자동차 값을 높이지 않으면서 연비 효과를 낼 수 있는 방법이 마련되지 않는 한 하이브리드 자동차의 장래는 밝지 않다. 설사 양산에 들어가더라도 지금처럼 하이브리드 자동차의 높은 가격이 소비자에게 실제로 이익이 될 수 있기까지에는 많은 시간이 필요할 것이다.
박심수 (고려대 교수·기계공학과)
시사저널 [911호 2007년 04월 03일]
가격·연비 문제 많아…EU는 디젤 엔진 개선으로 맞서
미래의 자동차 기술은 환경 문제와 깊은 관계가 있다. 세계 각국이 공해를 줄이고 연비를 향상시키기 위해 적극 나서고 있기 때문이다. 현재의 가솔린 엔진을 대신할 수 있는 기술 중 하나가 하이브리드 자동차이다. 이 차는 엔진과 한 개 이상의 전기 모터로 동력을 얻어 바퀴가 움직이므로 연료와 배기 가스를 모두 줄이면서 환경 문제를 해결할 수 있다. 도요타자동차는 1997년 ‘프리우스’를 개발한 이후 하이브리드 자동차 기술을 선도하고 있다. 최근에는 하이브리드를 환경 친화 차원에서 브랜드 다변화의 개념으로 생각해 모든 차종에 적용하고 있다. 하이브리드의 종주 회사로 자리 매김하려는 마케팅 전략이다.
그러나 상황은 도요타의 뜻대로 진행되지 않고 있다. 현재 하이브리드 자동차를 생산하는 자동차 제작사는 도요타 외에도 몇 군데가 더 있다. 모두가 핵심 기술을 보유한 도요타를 어쩔 수 없이 쫓아가는 실정이다. 이 때문에 자동차를 생산하는 나라들은 자국의 자동차산업 보호를 위해 환경 및 연비에 대해 하이브리드와는 다른 전략을 시도하고 있다. 특히 유럽연합(EU) 국가들이 차별화를 꾀하고 있다.
미국과 일본의 배출 가스 기준은 탄화수소 및 질소산화물 등의 규제에 비중을 두고 있다. 이에 비해 EU에서는 지구온난화를 억제하려는 교토의정서에 바탕을 둔 이산화탄소 배출량 저감에 더 중점을 두고 있다. EU 나라들로 하여금 하이브리드를 과신하지 않아도 되게 만든 가장 큰 힘은 디젤 엔진의 개선이다. 디젤 엔진은 수년 전까지만 해도 매연을 내뿜는 공해 유발의 주범으로 인식되었으나, 최근에 이르러 강화된 배출 가스 허용 기준을 만족시킬 수 있을 만큼 기술이 좋아졌다. EU에서는 가솔린 자동차와 비교해도 손색이 없다는 친환경성을 강조하면서 이산화탄소 배출 저감에 유리한 디젤 엔진의 장점을 부각시키고 있다. 기술적으로 일본을 따라가야 하는 하이브리드를 굳이 택하지 않아도 된다는 안도감이 깔려 있는 것이다.
EU 국가들, 노골적으로 하이브리드 견제
일본은 결국 하이브리드 자동차 등의 개발에는 앞서 있지만 디젤 엔진의 기술은 EU에 비해 상대적으로 뒤져 있다. 이런 이유들로 인해 유럽의 하이브리드 자동차 보급은 늦어지고, 일본은 시장을 확실하게 잡기 위해 더 적극적으로 나서게 되었다. 이처럼 서로 간의 전략이 달라 향후 관련 법규의 적용을 통해 보이지 않는 무역 장벽을 만들 가능성도 있다.
그러면 하이브리드 자동차가 향후 자동차 시장을 석권하게 될 것인가? 꼭 그렇게 되지만은 않을 것이라는 견해가 우세하다. 하이브리드 자동차에 대한 초기 반응이 가장 좋았던 미국에서조차 판매가 주춤하고 있다. 미국 환경보호국(EPA)은 하이브리드 자동차의 연비 개선 효과가 초기에 발표되었던 것에서 크게 떨어지는 수준이라고 발표하기도 했다.
미국보다 자동차 시장 규모가 더 큰 EU 국가들은 거의 노골적으로 하이브리드를 견제하는 듯하다. 지난 2월 EU 의회는 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 규제 기준을 강화해 EU 지역에서 자동차를 판매하려면 이산화탄소 배출량을 1995년에 비해 35% 줄이도록 의무화하겠다고 발표했다. 새로운 기준은 2012년까지 자동차 제작사들의 노력으로 이산화탄소 배출량을 평균 주행 1km당 1백30g까지 낮추고, 타이어의 개량 등으로 10g을 추가 저감할 것을 요구하고 있다. 이는 한국·일본·미국의 가솔린 자동차에 비해 연비가 상대적으로 우수해진 EU의 디젤 자동차를 유리한 고지에 올려놓으려는, 눈에 보이지 않는 시도라고도 할 수 있다.
일본 환경부에서 발표한, 하이브리드 자동차에 대한 분석 자료를 보면 도요타가 만든 하이브리드 카 ‘프리우스’는 동급 일반 자동차에 비해 55만 엔이 비싸다. 그런데 ‘프리우스’를 사게 되면 세금 보조 19만 엔, 취득세 보조 1만9천8백 엔, 5년간 자동차세 보조 1만7천 엔의 혜택을 받고 연료 절약을 통해 20만5천 엔을 아낄 수 있다. 따라서 단순 계산으로만 따지면 소비자가 최종적으로 얻을 수 있는 절약 효과는 모두 43만1천8백 엔으로 하이브리드 자동차를 사면서 추가 부담한 55만 엔에 미치지 못한다는 것이 하이브리드 비판론자들의 지적이다.
또 전세계 하이브리드 자동차의 40% 이상을 보유한 일본에서는 기능 특성이 일본 10~15모드의 운전 패턴에 맞게 되어 있어 미국이나 EU의 시험 모드에 비해서는 연료 절약 효과가 있지만, 미국 모드에서는 EU의 주장처럼 메르세데스 ‘E320 디젤 승용차’의 연비가 도요타‘RX400h 하이브리드 자동차’보다 연비가 좋게 나타나고 있어 연비 개선 측면에서도 크게 매력적이지 못하다는 것이다.
제너럴모터스(GM)와 도요타는 10여 년 전 연비가 좋은 가솔린 하이브리드 자동차 기술을 개발했다. 그런데 제작비가 너무 비싸 손해를 보지 않을 수 없다고 판단한 GM은 포기한 반면, 도요타는 투자할 가치가 있다는 미래 지향적인 관점에서 ‘프리우스’ 하이브리드 자동차를 개발해 지난 몇 년 동안 손해를 감수하면서도 생산을 계속했다. 도요타는 지금도 손해를 보고 있지만 하이브리드 자동차 시장에서만은 인기 정상을 달리며 환경친화 기업이라는 이미지를 확실하게 다지고 있다.
현대자동차, 하이브리드 자동차 생산 ‘걸음마’
GM은 뒤늦게 후회하는 듯하다. 그래서 고육지책으로‘플러그인(plug-in)’ 하이브리드 자동차 개발에 매달리고 있다. 플러그인 타입은 자동차 제작사들이 중량과 복잡성 때문에 주저하고 있는 방식으로, 차내에 탑재된 가솔린이나 디젤 엔진으로 전기를 만들기도 하고 또한 전기 콘센트에 접속시킴으로써 배터리가 충전될 수도 있다.
하이브리드 자동차는 국내에서도 현대자동차가 2004년부터 소량 시범 생산해 정부기관에 공급하고 있는데 일반 소비자 판매는 이루어지지 않고 있다. 수입 자동차로는 도요타가 지난해에 출시한 렉서스 RX400h, 혼다가 올해 출시한 시빅 등을 시작으로 점차 차종이 많아질 전망이다. 이런 가운데 현대자동차는 지난해 하이브리드 자동차 시판을 2009년까지 연기하겠다고 선언했다. 이 결정은 현대자동차가 안고 있는 전략적 어려움을 말해준다. 하이브리드 카를 차세대 주력 제품으로 선택해 집중해야 할지, 포기해야 할지를 결정하기가 매우 어려운 입장이기 때문이다.
경쟁력 있는 하이브리드 자동차 기술은 도요타만의 것이라고 해도 과언이 아니다. 도요타는 관련 특허 대부분을 보유해 하이브리드 기술에서 독보적 위치를 굳히고 있다. 현대자동차가 하이브리드 카를 본격 생산해 시판하려면 엄청난 액수의 로열티를 주고 도요타 기술을 도입하고 부품까지 수입해야 한다.
그것이 싫으면 자체적으로 기술을 개발해야만 한다. 현대자동차는 이미 마일드(Mild) 하이브리드 자동차로 불리는 초기 단계의 하이브리드 자동차를 제작하고 있지만, 도요타의 풀(Full) 타입 하이브리드 자동차 기술과 비교하면 가격·출력·연비 면에서 경쟁이 되지 않는다. 미국의 경우에는 도요타와 기술 제휴를 하거나 독자적으로 플러그인 타입의 하이브리드 자동차를 개발하고 있다.
이제 소비자들은 하이브리드 자동차의 우월한 연비가 비싼 차 값을 상쇄하기까지 얼마간의 시간이 필요한지, 가격에 대비해 어떤 장점이 있는지를 계산할 것이다. 또 자동차 제작사들은 하이브리드 카를 만들면서 비싼 차 값의 판매가를 낮추기 위해 기업의 이익을 얼마나 줄일 수 있는지 고민해야 한다. 하이브리드 자동차의 미래는 국가 간의 이해, 제작사 간의 기술·영업 전략, 그리고 소비자들의 선택에 달려 있다.
결론적으로 말하면 자동차 값을 높이지 않으면서 연비 효과를 낼 수 있는 방법이 마련되지 않는 한 하이브리드 자동차의 장래는 밝지 않다. 설사 양산에 들어가더라도 지금처럼 하이브리드 자동차의 높은 가격이 소비자에게 실제로 이익이 될 수 있기까지에는 많은 시간이 필요할 것이다.
박심수 (고려대 교수·기계공학과)
시사저널 [911호 2007년 04월 03일]
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