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전문가 제언

전기자동차 시대 승자가 되는 조건

완성차·부품·에너지업체와 정부가 공동 ‘에코 시스템’ 구축해 성장 꿈꿔야

  • 김종윤│맥킨지 서울사무소 부파트너·기계공학 박사│매즈 로우리젠│맥킨지 서울사무소 파트너│박준규│맥킨지 서울사무소 부파트너│

전기자동차 시대 승자가 되는 조건

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  • 전기자동차의 등장은 국내 자동차 관련 산업에 일대 변혁을 가져올 전망이다.
  • 한국은 전기자동차 산업의 근간인 배터리 기술에서 앞서 있지만, 정부 정책이나 완성차 업체의 대비 수준은 경쟁국에 밀리는 편이다.
  • ‘글로벌 전기자동차 4대 강국’의 목표를 달성하기 위해 한국 정부와 관련 기업은 무엇을 준비해야 하는가.
전기자동차 시대 승자가 되는 조건

서울 남산과 여의도에서 운행되는 친환경 전기버스.

지난 십수 년간 논의돼온 자동차의 내연기관 대체 파워트레인 기술 이슈가 이제 전기자동차 중심으로 정리되고 있다. 그동안 자동차 산업과 관련된 다양한 기업이 연료전지, 바이오메스, 태양광 자동차 등의 기술적·상업적 성공 가능성에 투자해왔고, 부문별로 상당한 기술 발전을 이룩했다. 그러나 경제성, 이산화탄소(CO2) 감축 가능성, 기술의 성숙도 및 정부의 정책 방향 등을 보면, 자동차 산업 구도는 연비가 최적화된 내연기관 자동차와 전기자동차가 공존하는 방향으로 재편되고 있다.

전기자동차 시대의 도래와 저연비 소형차의 시장 점유 확대는 그동안 가솔린 엔진의 대형화 추세로 성장해오던 국내 자동차 관련 산업계에 일대 변혁을 일으킬 것이다. 세계 5대 자동차 생산국 지위의 유지 및 지속적인 성장을 위해서는 자동차 제조업체, 부품업체 및 에너지 관련 업체의 전략적 방향성을 근원적으로 재조정해야 한다. 미래 전기자동차 산업의 진화, 이를 위한 부품 및 인프라 산업의 변화, 그리고 차세대 전기자동차 산업의 주도권 확보를 위해 정부는 어떤 역할을 해야 하는가.

녹색성장은 생존의 문제

최근 정부가 추진하는 ‘녹색성장’은 자동차 산업 관련 기업들의 지속가능한 미래를 위한 당위적인 명제가 아니라, 기업의 생존과 직결된 문제다. 지난해 4월 제정된 유럽연합(EU)의 자동차 연비 및 CO2방출 규제에 따르면 현재 160g CO2/㎞ 수준의 CO2 방출량을 2020년까지 평균 95g CO2/㎞ 수준으로 감축하도록 규정하고 있다. 이를 위반한 차량에 대해서는 위반 정도에 따라 상당한 수준의 벌금을 부과하기로 했다.

만약 주요 자동차 업체가 현재 수준의 연비를 2020년까지 개선하지 않는다면 유럽 내 자동차 업체가 부담해야 하는 벌금은 업체별로 연간 수조원에 달할 것이다. 이는 서브프라임 모기지 사태 이후 재무구조가 취약해진 자동차 업체로서는 사업의 연속성을 유지하기가 힘든 수준이다. 일본과 미국은 상대적으로 유럽보다 규제가 강하지 않다. 그러나 전반적으로 유럽의 수준을 따라가는 과거 사례를 볼 때, 자동차 연비 향상 및 CO2 방출 감축은 자동차 산업계의 생존을 좌우하는 핵심 명제가 될 것이다.

내연기관 직분사 시스템 확대, 차량 경량화, 차량냉방기 효율 향상, 변속기 최적화 등으로 30~40%의 추가 연비 향상이 가능해 2020년에도 내연기관 자동차가 전체 시장의 85% 전후를 차지할 것으로 보인다. 정부의 강화된 규제 및 보조금 정책에 의해 각종 전기자동차는 10~15% 의 시장을 차지할 것으로 예상된다. 일반적으로 전기자동차(Electric Vehicle)는 크게 세 가지로 분류된다. 도요타의 프리우스나 혼다의 인사이트처럼 주로 내연기관으로 운행하지만 저속운행 및 정지시 엔진을 끄고 전기모터에 의존하는 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), GM의 볼트와 같이 주 운행 동력은 모터지만 일정거리 주행 이후 배터리 충전을 위해 내연기관을 사용하는 플러그 인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 그리고 테슬라 로드스터와 같이 전기모터와 배터리만으로 운행하는 순수 전기자동차(Battery Electric Vehicle, BEV)로 나눌 수 있다.

이 중 본격적인 전기차라 볼 수 있는 PHEV와 BEV의 비중은 2020년 전체의 5~10%로, 500만~900만대 시장이 형성될 것으로 추정된다. 일부 자동차 제조사가 야심 차게 준비해온 연료전지 자동차는 2020년이 돼도 경제성 확보가 어려울 것이고, 수소 보급을 위한 인프라 문제로 상용화되지는 않을 것으로 보인다.

고연비 내연기관 차량과 전기자동차의 대중화는 자동차 산업의 총체적인 가치사슬(Value chain)에 어떠한 영향을 미칠 것인가? 자동차 부품업체, 제조사, 인프라 업체 및 에너지 업체들은 어떠한 도전과 기회를 맞을 것이며, 어떠한 전략적인 문제를 고민해야 할 것인가?

HEV→PHEV→BEV

현재 가장 대중화된 전기자동차는 HEV로 이미 일본 시장의 9%, 미국 시장의 3%를 차지하고 있다. 그러나 연비향상 및 CO2 방출량 감축에 대한 한계 때문에 그 자리를 PHEV에 내주고, 궁극적으로는 배터리 기술개발 속도에 따라 BEV로 수렴될 전망이다.
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