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글로벌오토뉴스 채영석 국장은 30년 동안 자동차 전문기자로 활동해 왔으며 인터내셔널 엔진 오브 더 이어, 월드 카 오브 더 이어의 심사위원이다. 골드만 삭스 등 투자은행들과 다른 시각으로 산업 분석을 해 오고 있다. 지금까지 3,000종 이상의 차를 타고 시승기를 쓰고 있으며 세계적인 모터쇼와 기술세미나 등에 참석해 글로벌 차원의 트렌드 분석에 힘을 쏟고 있다. 2013년 골드만 삭스가 유가 200달러 시대를 이야기했을 때 역으로 유가 폭락 가능성이 있다는 칼럼을 쓰기도 했다.

113. 파워트레인의 미래 - 34. 유럽 메이커들의 전동화 핵은 PHEV

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2020-05-04 09:43:29

본문

전동화는 이제 xEV라는 표현으로 정착됐다. 48볼트 마일드 하이브리드(mHEV)를 비롯해 하이브리드 전기차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV), 연료전지 전기차(FCEV), 배터리 전기차(BEV)를 통합한 용어다. 하지만 여전히 시장에 따라 메이커에 따라 차이가 있다. 중국은 배터리 전기차의 보급에 중점을 두고 있으며 유럽은 내연기관을 중심으로 한 48볼트 마일드 하이브리드와 플러그인 하이브리드에 비중을 두고 있다. 물론 폭스바겐은 배터리 전기차에 더 많은 투자를 하고 있고 GM은 배터리 전기차회사로의 전환이라고 할 정도로 대대적인 변화를 추구하고있다. 토요타는 배터리 전기차의 비중을 늘리겠다고 발표한 것은 맞지만 여전히 하이브리드가 중심에 있다. 특히 주목을 끄는 것은 개최가 취소된 제네바오토쇼를 위해 유럽 메이커들은 다양한 플러그인 하이브리드 전기차를 준비했었다는 점이다. 코로나19로 복잡한 상황이기는 하지만 현 시점에서 유럽 메이커들의 전동화 전략을 짚어 본다.

 

글 / 채영석(글로벌오토뉴스 국장)

 

코로나19는 많은 것들을 멈추게 했다. 무엇보다 이동제한이 낳은 결과는 전대 미문의 상황을 초래하고 있다. 하늘길이 막힌 것은 물론이고 나라에 따라서는 도시와 도시는 물론이고 도시 내 봉쇄조치까지 이어졌다. 당연히 도로 위에 자동차가 사라졌고 그 결과 석유가격이 마이너스라는 기현상까지 벌어지고 있다. 자동차업계에서는 대규모의 인파가 몰리는 모터쇼가 연기되거나 취소되며 최대의 마케팅 장을 상실한 것은 물론이고 공장 가동의 중단으로 초유의 사태를 맞아 갈피를 잡지 못하고 있다. 무엇보다 언택트(Untact) 상황이 코로나19로 가속화되면서 새로운 시대의 도래가 앞 당겨질 것이라는 예측들이 나오고 있다.

 

이스라엘의 역사학자 유발 하라리는 영국 파이낸셜 타임즈에 기고한 칼럼을 통해 이 폭풍은 지나갈 것이고, 인류는 살아남을 것이며, 우리들 중 대부분은 그 후에도 살아있을 것이다. 하지만 지금과는 다른 세상에서 살게 될 것이라고 말한다. 그는 또한 국제적인 연대만이 이 위기를 극복할 수 있을 것이라며 다음과 같이 말한다.

“인류는 선택을 해야만 한다. 우리는 분열의 길로 갈 것인가, 국제적 연대의 길을 갈 것인가? 분열을 선택한다면 위기는 더욱 길어질 것이고 미래에 더욱 심각한 재앙을 야기할 수도 있다. 국제적 연대를 선택한다면, 이는 코로나바이러스에 대한 승리가 될 것이며 나아가 21세기의 인류를 괴롭힐 모든 미래의 전염병과 위기에 대한 승리가 될 것이다.”

 

사실 인류가 지금처럼 한 덩어리가 된 것은 그다지 오래 되지 않았다. 우리가 지금 당연시 하고 있는 도시화와 지구화는 불과 40여년 정도 전부터 시작된 것이다. 한국의 경우는 1988년 올림픽 이후 해외 여행 자유화가 시행됐으므로30여년 정도의 시간이 지났을 뿐이다. 당시 한국의 자동차 보유대수는 150만대였는데 지금은 2,200만대다. 특히 세계화에 불을 붙인 것은 2001년 중국의 WTO가입이다. 당시 중국의 자동차 생산은 150만대에 불과했으나 2017년에 2,800만대에 달할 정도로 폭발했다. 20년 사이에 세계는 중국과 하나가 됐다.

 

그런데 그 짧은 시간에 인류는 세계화라는 미명하에 자연을 파괴했고 대기를 오염시켰으며 결과적으로 지금까지의 사고방식을 통째로 뒤집지 않으면 2050년 이후 지구는 사람이 살 수 없는 환경으로 바뀔 것이라는 경고가 나오고 있다. ‘지금까지 하던데로’ 한다면 인류에게 22세기는 오지 않을 것이라는 경고도 있다.

 

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자연을 파괴하지 않아야 하고 대기를 오염시키지 않아야 한다. 우리는 코로나19 사태로 배달의 편리성과 안전성을 강조하고 있지만 그로 인해 폭발적으로 넘치는 플라스틱과 일회용품의 사용에 대해서는 무관심하다. 그 배달을 하면서 아무런 보호를 받지 못하는 택배업자들과 ‘라이더’들의 안전이 보장되지 않으면 우리는 아무것도 할 수 없을 지 모른다는 생각은 하지만 애써 외면하고 있다. 그보다는 IT가 주도할 새로운 경제의 도래와 그로 인해 이익을 얻을 비즈니스에 대한 전망들만 늘어놓고 있다. 그 역시 약탈적 자본주의의 또 다른 형태일 뿐이고 자연과의 공존은 물론이고 인류의 공생과는 거리가 있다.

 

중요한 것은 포스트 코로나19가 어떤 행태로 다가오든 이동성은 인류 생존의 필수조건이라는 점이다. 재택근무의 비중이 늘어나고 항공 여행의 기회가 줄어 들어도 지금까지 익숙해온 인류의 이동에 대한 갈망을 막을 수는 없다는 것이다. 사회적 거리두기를 질병관리본부가 아무리 강조해도 황금 연휴 제주로 향하는 비행기는 하루 100편이 늘었고 그마저도 매진이란다. KTX도 빈자리 없이 예약을 받아도 이미 포화 상태라고 한다. 그만큼 사람들은 이동을 해야 한다는 것을 의미한다. 그것이 여행이든 사업이든, 가족간의 만남이든 양상은 다양하겠지만 본질은 이동성에 있다.

 

자동차회사들은 이미 그 이동성에 대한 새로운 그림을 그려왔고 그 축에 전동화와 자율주행차가 있다. 두 가지 모두 완전한 형태로의 구현은 어렵거나 시간이 걸릴 수 있겠지만 핵심은 이동을 해야 한다면 환경파괴를 줄이고 사회적 인프라를 효율적으로 사용해야 한다는 것이다. 이는 자동차산업이 미래지향적인 비즈니스로 탈바꿈 하기 위해 중요한 도전 과제다. 공유경제라는 개념이 통용이 될지에 대해서는 점차 부정적인 인식이 대두되고 있지만 그럼에도 자동차는 변화를 택했고 새로운 길을 향해 가고 있다.

 

 

내연기관의 개량과 전동화의 양동 작전

이미 이 난을 통해서 여러 번 강조해 왔지만 파워트레인의 미래는 큰 틀에서 단거리는 배터리 전기차, 트럭과 버스 등 장거리 운송 수단은 수소 연료전지 전기차가 가장 이상적이라는 점에 의견 일치를 보고 그 과정에서 전동화가 이루어지고 있다.

 

이 시점에서 정리를 해 보면 여전히 전통적인 완성차회사와 부품회사들은 내연기관의 효율성 제고와 배출가스 저감을 위한 투자를 지속하고 있으며 전동화에 대한 투자를 크게 늘리며 규제에 대응하기 위한 노력을 하고 있다. 다만 어디에 더 비중을 두느냐 하는 것은 지역과 업체에 따라 차이가 있다.

 

폭스바겐 디젤 스캔들 이후로 배터리 전기차가 급부상했고 테슬라가 모델3공장을 중국 상하이에서 가동을 시작했고 독일 베를린에 공장 건설을 시작했다. 하지만 전 세계에서 배터리 전기차의 시장 점유율은 2.5%선에 머물고 있으며 세계 최대 시장인 중국에서는 2019년에 신에너지차 판매가 당초 목표했던 160만대보다 훨씬 적은 120만대에 그치는 등 뉴스에 등장하는 것만큼 빠른 속도로 전기차 시대가 오지는 않고 있다.

 

특히 LCA(life Cycle Assesment)개념이 본격적으로 전면에 부상해 전력을 생산하는 에너지 원과 배터리 생산 등 종합적인 측면을 고려하면 배터리 전기차가 내연기관보다 더 많은 배출가스가 등장한다는 의견이 제기되기도 하면서 새로운 움직임이 일고 있는 것도 사실이다. 아이슬란드처럼 전체 전력을 수력 발전 중심의 재생 에너지로 생산한다면 배터리 전기차의 유효성이 충분하겠지만 북유럽 국가들을 제외하면 전 세계 대부분의 국가들은 화석연료로 전력을 생산하고 있다는 점은 짚고 넘어갈 필요가 있다.

 

어쨌거나 자동차회사들은 어떤 방법을 동원해서라도 이산화탄소를 줄여야 하는데 유럽에서는 폭스바겐 디젤 스캔들로 인해 최근 이산화탄소 발생량이 더 증가하는 현상이 발생하고 있다.

 

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JATO다이나믹스에 따르면 2019년 유럽의 평균 이산화탄소 배출량이 2014년 이후 가장 많은 121.8g/km를 기록했다. 23개 유럽 시장의 평균은 NEDC기준 3년 연속 증가한 것으로 나타났다. 이는 디젤차 판매 감소와 SUV의 비율 증가에 기인한 것이었다.

 

2019년의 평균 배출량은 2018년보다 1.3g/km 많았지만 2.4g/km인 2017년과 2018년의 차이보다는 적었다. 이는 전동화차의 평균 배출량이 63.2g/km로 디젤 및 가솔린의 절반 수준이지만 전체적으로 긍정적인 변화를 일으킬만한 수준은 아니다.

 

이런 수치는 완성차회사들에게는 발등의 불이다. 컨설팅기업인 알릭스 파트너스의 조사에 따르면 폭스바겐 그룹과 FCA그룹은 유럽연합이 2021년을 기한으로 설정하고 있는 승용차의 이산화탄소 (CO2) 배출량을 평균 1km 당 95g 이하로 줄이는 것을 의무화 하고 있는 배출가스 규제에 대응하지 못한다면 각각 최대 18억 3000만 유로와 7 억 4600 만 유로의 벌금이 부과 될 수 있다고 내다봤다. 이는 자동차 제조사들이 2017년 말 보고한 배출량을 기준으로 벌금의 액수를 추산한 것이다.

 

최근 유럽의 자동차 제조사들은 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드 자동차의 판매를 늘려 배출가스를 줄이기 위해 노력하고 있다. 폭스바겐은 EU의 규제에 대응할 계획이라고 말했으며, FCA 그룹 또한 규제에 대응할 방침을 나타냈으나 벌금 지불도 선택에 포함될 가능성이 있다고 전했다. 조사에 따르면 주요 제조업체 가운데 벌금을 피할 수는 제조사는 볼보와 토요타 2개 기업 만이 배출 크레딧을 타사에 양도 할 수 있다.
 
알릭스 파트너스는 코로나19이 직전의 보고서에서 향후 3년간 자동차 판매가 제자리 걸음이거나 혹은 감소한다고 전망했으며, EV와 내연기관 차량의 양립을 동시에 판매하려는 제조사들의 경우 제조사뿐만 아니라 부품업체들도 수익 감소를 피할 수 없다고 지적했다. 내연기관 차량과 배터리 전기차를 함께 생산하는 경우 플랫폼 당 연간 23억 달러의 비용이 추가로 발생한다고 전했다.

 

알릭스 파트너스는 "판매감소로 인한 수익성 악화를 막기 위해 광범위하고 포괄적인 비용 절감 노력이 필요할 것"이라고 말했다. 그만큼 비용부담은 커지고 동시에 연구개발에 투자하는 비용도 줄어든다. 결과적으로 신차의 개발이 지연되고 시장에서의 판매는 하락하는 악순환으로 이어질 수밖에 없다.

 

 

플러그인 하이브리드, 48볼트 mHEV, BEV 모두 동원하는 유럽 메이커들

그런 상황에서 2020제네바쇼 오토쇼와 디트로이트오토쇼의 취소 및 베이징 오토쇼와 뉴욕 오토쇼의 연기는 자동차회사들에게는 큰 타격이었다. 오토쇼는 자동차회사들에게는 가장 중요한 마케팅의 장이다. 그러나 코로나19로 인한 판매 급감까지 겹쳐 지금은 공급망이 무너지고 공장 가동이 멈추었으며 이동이 멈춰버린 상황에서 판매는 폭락했다. 이런 상황에서는 어떤 대응책도 소용이 없다고 해도 과언이 아니다.

 

이를 극복하기 위해 폭스바겐과 BMW, 메르세데스 벤츠 등이 버추얼 모터쇼를 진행했지만 실제로 일반인들에게 어필하지 못했다. 아무리 비 대면 비즈니스 시대로의 이행 속도가 코로나19로 가속화된다고는 하지만 자동차회사들이 내놓는 신차의 특성과 기술적인 발전 상황을 유튜브 등만으로 전달하는 것은 쉽지 않다. 특히 예능 형태로 조회수를 늘려 수익에만 집중하는 유튜버들이 많아지면서 높아진 소비자들의 수준에 걸 맞는 정보 습득에 한계를 느끼고 있다. 제조업체들은 또 다른 형태의 마케팅을 개발해야만 하는 처지에 있다고도 볼 수 있다.

 

사실 올 해의 제네바오토쇼는 유럽 메이커들이 2021년부터 이산화탄소 배출량을 95g/km로 강화되는 시점에서 어떤 기술과 제품으로 타개할 것인지를 가늠할 수 있는 중요한 이벤트였다. 하지만 오토쇼는 취소되었고 일부 자동차회사들은 버추얼모터쇼라는 이름으로 온라인으로 신차를 공개했다.

 

폭스바겐은 첫 번째 전용 배터리 전기차 ID.3를 비롯해 8세대 골프와 그 플러그인 하이브리드 버전, 그리고 고성능 모델 GTI, GTD, 플러그인 하이브리드 버전 GTE 등을 소개했다. 여기에 SUV인 투아렉R을 투입하는 등 다양한 선택지를 제공하고 있다는 점도 강조했다. 또한 배터리 전기차 전략도 강조했다. 2019 프랑크푸르트오토쇼를 통해 공개한 전용 배터리 전기차 ID.3는 올 여름 출시 예정으로 생산에 들어갔다. 그리고 그 SUV 버전인 ID.4 개발도 빠른 속도로 진행 중이다. 물론 아우디는 e트론을 시작으로 일찍부터 플러그인 하이브리드 모델 라인업을 확대하며 동시에 배터리 전기차의 포트 폴리오도 강화하고 있다.

 

폭스바겐 그룹 차원에서 보면 당장에는 PHEV로 이산화탄소 배출량을 억제하는 것은 다르지 않지만 장기적으로는 배터리 전기차의 미래를 그리고 있다고 할 수 있다.

이미 2시리즈와 5시리즈, 7시리즈 세단, X1, X2, X3. X5 등에 PHEV를 라인업하고 있는 BMW는 뉴 330e 투어링과 뉴 330e xDrive 투어링, 뉴 330e xDrive 세단을 내놓았다. 더불어 차세대 배터리 전기차 i4의 컨셉트카도 공개하며 미래 전략을 가늠할 수 있게 했다. BMW는 i3와 i8으로 유럽 메이커들 등에서는 가장 먼저 전동화 전략에 시동을 걸었는데 이번에는 iNext와 i4, iX3등에 관한 뉴스에서 알 수 있듯이 전용 모델보다는 기존 모델을 베이스로 한 배터리 전기차를 개발하는 쪽으로 방향을 틀었다.

 

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다임러AG는 메르세데스 벤츠 소형 4도어 쿠페 CLA250e와 왜건형 CLA250e 슈팅 브레이크, GLA250e 등을 공개했다. 2019년 8월 출시한 소형 해치백 A클래스의 PHEV A250e를 필두로 엔트리 모델의 차종에 PHEV를 추가해 선택지를 넓힌다는 전략이다. 이와 함께 중국과 미국용은 가솔린 하이브리드, 유럽시장에는 디젤 하이브리드도 투입할 예정이다. 또한 크로스오버인 GLA를 베이스로 한 배터리 전기차 EQA도 개발하고 있다.

 

위에서 언급한 모델들은 대부분 2020제네바오토쇼를 통해 출품하려 했던 모델들이다. 물론 출시 시기는 모델들마다 차이가 있지만 전체적인 흐름은 읽을 수 있게 해 주고 있다. 2019년까지만해도 배터리 전기차에 올인한다는 인상을 주었던 것이 이제는 플러그인 하이브리드 전기차에도 많은 공을 들이고 있다는 것을 알 수 있다.

 

플러그인 하이브리드 전기차는 유럽과 한국에서의 인식이 다르다. 예를 들어 BMW 530e의 경우 WLTP기준 연비가 62.5km/리터, 이산화탄소 배출량은 36g/km, EV모드 주행거리 61~62km다. 그런데 한국에서는 각각 16.7km/리터, 40g/km, 39km로 인증을 받았다. 시험 기준이 다르기 때문인데 WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)는 각 나라마다 다른 측정방법을 통일해 국제기준 조화를 목적으로 개발한 이전에 비해 훨씬 까다로운 배기가스 및 연비의 시험방법이다. 그런데 한국의 기준은 그보다 훨씬 더 엄격하다. 배기가스 규제는 각 나라마다 접근방식이 다르기 때문에 그것을 따를 수밖에 없다고는 하지만 실제로 현실성이 있는지는 검토해 볼 필요가 있어 보인다.

 

그보다 주목을 끄는 것은 유럽의 도시들에서 확대되고 있는 전동차 전용 존, 즉 저공해 존(Low Emission zone)이다. 독일에는 현재 58개 도시에서 저공해 존이 시행되고 있으며 오스트리아와 스위스, 네델란드, 벨기에 및 프랑스 등의 20개 주요 도시에서도 시행되고 있다. 도심지역으로 내연기관차의 진입을 금지하려는 움직임이 확대되고 있는 것이다.

 

이런 규제에 맞춰 BMW는 e라이브 존을 통해 도시 주행시 전동차 전용 존을 인식해 자동으로 EV모드로 전환하는 기능을 모든 플러그인 하이브리드 모델에 채용하고 있다.

 

BMW는 또한 플러그인 하이브리드차를 소유한 고객을 대상으로 ‘BMW포인트’라고 하는 디지털 서비스를 올 해 말 도입한다. BMW포인트는 PHEV를 소유한 고객이 e드라이브 존 등에서 EV모드로 주행할 기회를 늘리기 위해 개발했다. 그만큼 유해 배출가스가 줄어들게 된다. 스마트폰으로 전용 앱을 다운로드해 이용할 수 있다. EV모드로 주행하면 주행거리에 따라 km단위로 포인트가 부여된다.

 

BMW포인트는 일반 신용카드나 항공사 마일리지처럼 적립해 그 점수로 충전소에서 배터리 충전을 할 수 있다. 앞으로는 카셰어링 서비스인 셰어 나우(Share Now)와 주차지원 서비스인 파크 나우(Park Now)의 이용대금은 물론 커넥티드 드라이브 스토어의 상품 대금 등도 지불할 수 있게 할 계획이다. 이는 단지 규제 강화에 그치지 않고 사용자들의 운행을 제한하지 않고 배기가스를 저감할 수 있는 현실적인 기술이라고 할 수 있다.


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오늘날 등장하는 플러그인 하이브리드 전기차는 대부분 하이브리드 모드와 EV모드, 배터리 충전 모드 등을 갖추고 있다. 하이브리드 시스템을 갖추고 있으면서도 충전을 통해 전기차로서의 효과도 노릴 수 있으며 장거리 주행시 1회 충전 항속거리가 짧은 배터리 전기차의 단점을 커버할 수 있다. 더불어 연비성능과 이산화탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다는 점에서 독일 3사 외에도 볼보도 전 모델에 PHEV 라인업을 선언하는 등 점차 점유율을 늘려가고 있다.

 

플러그인 하이브리드 전기차는 내연기관 엔진과 배터리 구동장치가 상호작용으로 장시간 이용으로 인한 스트레스를 줄여 수명을 늘려 준다는 점에서 소비자의 입장에서 적지 않은 혜택을 얻을 수 있다.

 

플러그인 하이브리드 전기차는 내연기관과 전기모터가 공존한다는 점에서 하이브리드 전기차와 다르지 않다. 다만 배터리 용량이 상대적으로 크고 충전을 할 수 있다는 것이 다른 점이다. 사용자의 입장에서는 장거리 주행에서는 충전에 대한 압박없이 운행하면서 저공해존을 설정해 도심으로 내연기관차의 진입을 억제하고 있는 도시들에서는 일정 거리를 전기차처럼 주행할 수 있다. 그런 점에서 PHEV는 배터리 전기차의 발전 속도가 빠르지 않은 상황에서 가장 현실적인 대안이라고 할 수 있다.  

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