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현대기아차의 친환경차 전략의 모든 것

페이지 정보

글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2011-12-19 00:36:32

본문

21세기 초 자동차산업 최대의 화제는 환경과 안전이다. 그 이야기는 그만큼 인간 활동으로 인한 자연 파괴와 대기 오염이 심각해져 가고 있다는 얘기이다. 지금 자동차회사들은 각 메이커들이 처한 환경과 역량을 불문하고 친환경자동차를 만들어 내지 않으면 안되는 상황이다. 다양한 기술적 대안과 차세대 파워트레인을 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 현대기아차는 친환경 자동차에 대해 어떤 생각을 갖고 있는지 정리해 본다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

진위 여부에 대해서는 여러가지 의견이 있지만 지금 자동차회사들을 지배하고 있는 것은 이산화탄소 저감이다. 석유 음모론이 더 이상 음모론이 아니었다는 것으로 귀결되어가고 있는데 이산화탄소 음모론은 아직까지는 주목도가 낮다. 때문에 자동차회사들은 각 국의 정부들이 추지하는 규제강화에 따라 기술 개발을 하지 않으면 안된다. 물론 이산화탄소 저감이 곧 연비 성능 향상으로 이어지므로 ‘효율성’이라고 하는 이 시대의 과제에 부응하므로 굳이 다른 이야기를 할 필요가 없을 수도 있다.

적어도 우리에게 알려진 자료만으로 보자면 연비성능 향상보다 배출가스 규제 강화가 먼저 시작됐다. 1970년 미국의 소위 ‘머스키법’이 그 시작이다. 머스키법이란 1975년까지 유해가스 배출량을 1971년의 1/10로 낮추어야 한다는 것이었다. 당시는 ‘내연기관 금지법’이라고 할만큼 어려운 과제였다. 혼다가 1973년 2월 2일 CVCC엔진으로 세계 최초로 머스키법을 클리어했다.

1973년 1차 석유파동이 일어났고 이 때부터 ‘기름 덜 먹는 차’, 즉 효율성에 대한 관심이 생겨 나기 시작했다. 그 때 가장 적극적인 행보를 보인 것은 일본 메이커들이었다. 엔진 기술의 발전은 물론이고 적은 배기량의 차를 많이 만드는 오늘날 표현으로 ‘다운사이징’이 시작됐다. 시대적인 흐름을 재빠르게 파악한 일본 메이커들은 순식간에 세계 시장을 장악해 나갔다.

친환경자동차가 본격적으로 자동차업계의 화두가 된 것은 1992년 캘리포니아주가 공표한 완전무공해법(Clean Air Act) 때문이다. 1998년부터는 캘리포니아주에서 자동차를 판매하려면 완전 무공해 차를 3%씩 팔아야 한다는 것이었다. 기술적인 문제로 이는 2008년으로 연기됐고 대신 10%로 폭이 커졌다. 그 역시 해결하지 못해 지금은 2012년 3%로 정해져 있다.

내년부터는 3%의 완전 무공해차를 판매하지 않으면 캘리포니아주에서는 자동차를 판매할 수 없다는 얘기이다. 그런 법적 규제와 맞물려 세계 자동차회사들은 당장 가장 해결이 쉬운 배터리 전기자동차 개발에 열을 올리고 있는 것이다. 과연 그 법이 시행될지에 대해서는 지켜 봐야 할 것 같다. 벨기에만 하더라도 수년 내 내연기관 자동차를 탑재한 차의 판매를 금지한다는 법을 정하고 있지만 실행 여부는 미지수다.

그럼에도 불구하고 갈수록 배출가스 규제 기준은 강화될 것이고 자동차회사들은 그에 대응해야만 한다. 그런 이론적인 당위성은 분명한데 아직까지 그럴 듯한 대안이 없다. 완전 무공해든 연비성능이 좋은 차든, 화석연료를 사용하든, 재생 에너지를 사용하든 어떤 형태로는 변화해야 하는 것은 분명한데 아직까지는 내연기관을 대체할 확실한 대안으로 부상한 것은 없다는 것이다.

그래서 각 자동차회사들은 모든 가능성을 전제로 기술 개발을 하고 있는 상황이다. 현대기아차의경우도 다르지 않다. 현대기아차 연구개발 총괄본부 이기상 상무는 “글로벌 환경위기와 환경규제 강화에 대응하기 위해 현대 기아자동차는 고효율 내연기관 기술적용을 통한 연비개선과 대체연료 자동차, 하이브리드차, 전기차, 연료전지차 등 친환경 자동차 기술개발을 통한 대응전략을 수립하고 있다. 특히 현대자동차의 블루드라이브 전략 및 기아자동차의 에코다이나믹스 기술전략을 통하여 차량단위 온실가스 배출을 최소화 함으로써 저탄소 녹색성장을 구현할 예정이다. ”라고 말한다.

아직까지는 모든 가능성을 열어 놓고 시대적인 흐름을 보겠다는 이야기이다. 다만 친환경차가 더 이상 선택이 아닌 필수라는 점은 인정하고 있다. 비율은 크지 않더라도 증가하는 것은 피할 수 없기 때문이다.

현 시점에서 친환경차라 함은 전기차(Electric Vehicle)를 말한다. 전기차는 다시 하이브리드(Hybrid) 전기차와 배터리(Battery) 전기차, 플러그 인(Plug-in) 하이브리드 전기차, 연료전지(Fuel Cell) 전기차 등으로 나뉜다.

2010년 기준 친환경차의 전 세계 시장 점유율은 1.2%로 약 85만대 정도로 대부분 하이브리드카였다. 2011년 상반기 미국시장의 친환경차 판매 실적을 보면 하이브리드카가 95%인 13만 2,449대, 배터리 전기차가 3%인 3,875대, 플러그 인 하이브리드카가 2%인 2,745대가 판매된 것으로 나타났다.

현대기아차는 2015년 전 세계 친환경차 판매 비율이 하이브리드카가 3.1%인 219만대, 배터리 전기차가 0.8%인 58만대, 플러그 인 하이브리드카가 0.4%인 28만대 가량 판매될 것으로 전망하고 있다.

물론 지역별로 규제 기준의 차이 때문에 친환경차에 대한 발전 전망도 차이가 있다. 세계 최대의 자동차 부품회사는 이에 대해 다음과 같은 분석을 내 놓고 있다.

우선 미국의 경우 디젤에 대한 보조금이 하이브리드카, 플러그 인 하이브리드카, 배터리 전기차로 이동해 주요 회사는 하이브리드카와 플러그 인 하이브리드카 중심이며 배터리 전기차는 여전히 틈새 시장에 머물 것으로 보고 있다. CAFÉ(기업평균연비) 도입을 통해 소형차 시장을 확대하여, 총 연료 소비량을 낮추도록 유도하는 정책을 추구하고 있다. DOE(Department of Energy: 미국 에너지부) 는 자국 내 자동차 회사를 지원하는 경향 있다.

유럽은 최근 배터리 전기차 및 플러그 인 하이브리드카에 대한 수요가 증대하는 추세에 있다. 소비자는 도심 주행 시 전기차로 주행 가능한 기능에 대한 추가 비용 지불 의지가 큰 것으로 보고 있다. 그래서 독일과 프랑스 파리 등에서는 카 셰어링에 대한 관심이 높아지고 있다.

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일본은 2010년 기준 하이브리드차 시장은 전체의 15%를 점유하고 있다. 대표적인 하이브리드카인 토요타의 프리우스(Prius)가 전 모델 중 판매량 1위에 오를 정도로 친환경차에 대한 관심이 높다. 여기에 혼다 피트(Fit), 토요타 비츠(Vitz) 등 B 세그먼트 모델들에도 하이브리드 버전의 적용이 확대되고 있다. 일본의 소비자들은 모든 하이브리드차에서 프리우스 수준의 전기차 능력을 기대하고 있다고 한다.

다음으로 세계 최대 시장인 중국에서는 근거리 전기차에 대한 규정이 완료 단계에 와 있다. 더불어 대부분의 완성차, 부품업체가 참가하는 역동적 시장이다. 친환경차 물량에 대한 정부차원의 명확한 목표가 수립되어 있다는 것도 특징이다. 중국 정부의 관심은 배터리 전기차를 중심으로 플라그 인 하이브리드 등 석유에 대한 의존도를 축소하는데에 있다.

현대기아차는 이런 흐름에 비추어 2020년까지 전체 판매 차량의 10% 정도가 친환경차(HEV, PHEV, EV)가 될 것으로 예상하고 있다. 대수로는 총 9,300만대 판매 중 1,400만대에 달하는 수치이다. 물론 이산화탄소를 저감하고 화석연료에 대한 의존도를 낮추기 위한 전기화 비용의 차이가 시장 확대의 걸림돌이다. 아이들링 스톱을 비롯한 소위 말하는 마일드 하이브리드 시스템의 경우 비용 추가는 적지만 그만큼 연비 개선의 효과도 상대적으로 낮다. 반면 배터리 전기차는 ‘Tank to Tire’의 관점에서 화석연료는 사용하지 않지만 시스템 비용이 아직까지는 거리가 있다.

현대기아차의 친환경차 개발 전략의 기본

현대기아차는 ‘녹색 성장을 위한 친환경 개발’이라는 캐치프레이즈 다섯 단계로 구분하는 전략을 수립해 놓고 있다. 이기상 상무는 “현대기아자동차는 저탄소 녹색성장 구현을 위한 파워트레인 전 부분에 걸친 세계 최고의 친환경차량 개발을 목적으로 5단계 개발 전략을 수립했다. 초기단계에는 지속적인 연비개선을 통한 고효율 내연기관과 차량개발, 지역적 연료 다양성에 대응하고자 바이오 에탄올, 바이오 디젤, CNG 차량개발을 통하여 CO2 배출량을 최소화하며 후속단계로 하이브리드, 전기차, 연료전지차 개발로 현대기아차 친환경차량 개발 전략을 지속해 나갈 예정이다.”라고 밝혔다.

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크게 현대자동차는 블루 드라이브(Blue Drive), 기아자동차는 에코 다이나믹스(Eco Dynamics)라는 브랜드 전략을 표방하고 있다. 그 명명에서도 알 수 있듯이 연비 성능 향상과 배출가스 저감이라는 과제를 수행하면서도 주행성에 대한 점을 간과할 수 없는 것은 세계적인 추세다.

1단계는 엔진 성능 향상에 기반한 연비 향상이다. 그를 위해 직분사 시스템 도입을 가솔린 엔진에까지 대부분 채용했다. 더불어 EGR 시스템과 ISG 등의 채용도 그 폭을 넓혀 가고 있다. 세계적인 추세인 다운사이징을 추구하고 있는 것이다. 다만 큰 차에 적은 배기량 엔진의 탑재라는 측면에서는 아직 시도가 이루어지지 않고 있다.

2단계는 연료의 다양성 확보다. 바이어 디젤과 바이오 에탄올, CNG 등이 그것이다. 브라질과 같은 시장은 전적으로 에탄올 의존도가 높다. 유럽은 출시되는 차의 절반 이상이 디젤 엔진을 탑재하고 있다. LPG도 같은 맥락이다. 시장에 따라 사용하는 연료가 차이가 있고 그에 따른 기술 개발도 필수 조건이다.

3단계는 하이브리드 기술 개발이다. 이미 아반떼와 포르테 등에 채용한 마일드 하이브리드인 LPi 하이브리드 등을 비롯해 쏘나타와 K5에 채용한 풀 하이브리드 시스템 기술을 완성했다. 이 부분에서는 선두 주자인 토요타에 비해서는 뒤떨어지지만 다른 대부분의 메이커들과 동일선상에 서 있다. 기술적인 측면에서 현대기아차의 풀 하이브리드 시스템은 다양한 차종에의 탑재 유연성이 높다는 점에서 평가를 받고 있다.

4단계는 전기 동력원의 사용 확대다. 플러그 인 하이브리드와 배터리 전기차의 기술력을 확보하겠다는 얘기이다. 그 시작으로 기아 레이를 배터리 전기차로 개조해 리스 판매를 시작하겠다고 밝힌 바 있다. 일반 판매는 2013년 이후로 예상하고 있지만 미국의 규제 기준을 충족하기 위해 플리트 판매에 대비하기 위한 것으로 보인다.

마지막으로 수소 동력원의 사용을 위한 연료전지 시스템의 개발이다. 연료전지차에 대한 이야기가 등장한 것은 20세기 말이지만 아직까지 수소 에너지의 경제성과 안전성, 고가의 연료전지 시스템 문제로 지금은 시야에서 조금은 멀어져 있지만 세계 대부분의 자동차회사들과 함께 공동 보조를 맞추며 개발하고 있다. 현대자동차의 투싼 연료전지차는 그 기술력면에서 세계적인 수준과 어깨를 나란히 하고 있다.

복잡한 이야기일 수 있지만 결국은 미래의 친환경차에 대한 전망이 아직까지는 뚜렷하지 않지만 가능한 모든 기반 기술을 확보하고 있어야 한다는 것이다.

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그것을 바탕으로 현대기아차는 현재의 주력 기술에 집중하고 선두 업체 및 시장 변화의 추이에 따라 신기술 개발에 나선다는 밑그림을 그려 놓고 있다. 선두주자를 빠르게 벤치마킹 해 이룩한 그동안의 역량을 바탕으로 절감된 시장 탐색진입 비용을 품질 및 저가격화에 투자해 선두주자를 능가하는 경쟁력이 확보 가능하다는 생각을 갖고 있다. 지극히 현실적인 시각이다.

현대기아차는 21세기 들어 고연비 내연기관 차량에 집중 투자해 왔다. 베르나/프라이드부터 아반테/포르테,쏘나타/K5로 이어지는 고품질 고연비 차량 라인업을 구축했다. 이런 전략은 2000년대 중후반 미국의 이라크 침공과 금융위기 등을 계기로 유가가 급등하자 연비성능이 좋은 차의 시장이 급속히 확대되며 판매가 급증할 수 있는 밑받침이 되었다. 이런 힘을 바탕으로 제네시스, 에쿠스, K9 등 고급차로 라인업을 확대해 하고 있다.

동시에 시장의 변화를 주의 깊게 관찰하여 최적의 선택을 한다는 것이다. 하이브리드, 플러그 인 하이브리드, 배터리 전기차, 연료전지 전기차 등 모든 것에 한 꺼번에 투자하기보다는 회사의 가용 자원을 집중하여 단기간에 경쟁자 이상의 성과를 창출한다는 전략이다. 참고로 2010년 기준 현대기아차의 연구개발에 대한 투자액은 28억 달러로 90억 달러에 달하는 폭스바겐이나 토요타에 훨씬 미치지 못한다. 때문에 예측 실패로 인한 위험 부담을 최소로 하는 탄력성 있는 기술개발 체제를 구축하고 있다는 것이다.

전동화 기술의 확대에 대응하기 위해서는 핵심 부품의 기술력 확보로 대응한다는 전략이다. 다시말해 모터/인버터/배터리는 모든 친환경차량에 적용되는 핵심 공통부품이다. 이 핵심 공통 전기동력 부품의 기술확보가 친환경차 산업 경쟁력을 좌우하기 때문에 그에 대한 기술력을 확보한다는 것이다.

전 세계적으로 단거리 이동에는 배터리 전기차를 중거리는 하이브리드카를, 장거리는 내연기관차를 이용하는 추세가 될 것으로 전망되고 있다. 현대기아차도 200km 이하의 거리에서는 소형 전기차를 500km 이상 중 대형차는 연료전지차를 사용할 것이라는 상정을 하고 있다.

메이커별로 처한 능력과 환경에 따라 그 전략은 천차 만별이다. 여전히 토요타는 하이브리드카에 집중하고 있고 르노닛산 등은 전기차에 많은 투자를 하고 있다. BMW와 메르세데스 등은 단거리용 전기차의 사용을 염두에 둔 개발을 하고 있다. 현대기아차는 그런 선두 주자들의 흐름을 예의 주시하면서 필요한 기반 기술을 확보에 급변할 수 있는 시장에 대응하겠다는 전략을 수립하고 있는 것이다.
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