자동차 동력, 다양한 기술이 함께 경쟁하면서 발전

지난 130여년간 놀랍게 발전하며 기계문명을 이끌고 자동차시장을 주도한 가솔린 자동차와 디젤 자동차에 이어, 자동차 동력기술은 혁신적 발달을 통하여 하이브리드자동차, 배터리 전기자동차, 수소 전기자동차가 미래를 기약하고 있다. 다음 세대의 차가 어떻게 바뀔지 종잡기 어려운 혼돈의 전환기에서 미래 자동차시장이 어떻게 변모할지 예측하는 것은 매우 어려운 일이다. 국제에너지기구가 제시하는 자동차기술 시나리오를 보더라도 지난 십여년 동안 계속 시나리오를 개정하면서 2050년의 가솔린차, 디젤차, 하이브리드차, 전기차, 수소전기차의 비율을 예측해 왔는데 그 값이 매번 들쭉날쭉하면서 변화를 보이면서 예측의 어려움을 단적으로 보여주고 있다. 이러한 전망의 변동성과 불확실성이 우리에게 시사하는 것은 자동차 동력기술은 어느 한가지로 단일화되지 않고 다양한 기술들이 함께 경쟁하면서 발전한다는 점이다.

국제에너지기구는 신기술의 시장진입이 느린 매우 현실적인 시나리오도 여러가지로 함께 제시하고 있는데 그 폭이 워낙 커서 미래 기술의 다양성과 불확실성을 보여주고 있다. 이밖의 다양한 전문 시장조사 및 예측기구의 현실성 있는 시나리오는 새로운 기술의 시장 진입이 역시 완만하게 진행될 것으로 예측하기도 한다. 이로 미루어 볼 때 공공부문의 연구개발 투자는 다양한 자동차기술 전망을 고려해야 한다. 기술별로 전략을 효율적으로 수립해서 변동성에 대응하는 균형을 갖추어야 한다.

어떤 자동차가 더 적합한가를 판정하기 위해서는 미세먼지와 질소산화물과 같은 유해배출물과 이산화탄소 등의 온실가스(친환경성), 성능과 안전, 편의성(기술성), 소비자 입장에서의 가격과 연비, 생산판매자 입장에서의 이윤, 정부 입장에서 재정기여도(경제성), 그리고 에너지 공급의 안정성과 다변화, 지속 가능성(에너지 안보) 등 많은 사항을 평가하여야 한다. 그간의 분석에 따르면 아직 시장경제성 측면에서는 내연기관이 유리하고 배터리와 연료전지의 가격 경쟁력확보가 필요한 것을 보여준다. 최근 괄목할 기술로 떠오르는 배터리 전기차는 배터리 가격 감소에 힘입어 성장 전망을 밝게 하고 있다. 그러나 일각에서 현재의 가격이 기술선점을 위해 출혈을 하며 비정상적으로 낮게 책정되어 있다는 비판과 함께 최근 리튬가격의 폭발적인 증가로 위기에 처해 있다는 신중론을 제기하고 있다. 또한 안전측면에서 한계에 이른 리튬이온 전지를 대체하여 전고체 배터리와 같이 더욱 안전하고 동력밀도가 높은 새로운 기술이 개발되어야 시장경쟁력 있는 전기차 수익모델이 만들어질 것이라고 보는 견해도 있다. 전기생산공급 과정에서의 이산화탄소 생산량을 줄이기 위하여 신재생에너지 발전이 함께 이루어져야 하나, 아직 경제성을 확보하지 못했다는 한계가 있다.

한편, 배터리기술의 발전은 내연기관과 결합한 하이브리드 자동차기술의 경쟁력을 향상시켜 내연기관 전용차의 하이브리드화를 가속화한다. 결국 내연기관차는 환경성과 경제성을 갖는 하이브리드엔진차로 진화하게 되는 가능성을 제공하였다. 경제성 있는 돌파기술이 무궁무진한 내연기관의 혁신기술에 국가적 연구개발 사업을 진행하는 일본, 미국, 독일의 전략적 속내를 우리도 주목할 필요가 있다.

에너지원 구성과 인프라 결정의 동인이 되는 파워트레인 종류별 로드맵을 작성하고 기술개발 전략 그리고 시장 경쟁 전략을 합리적으로 수립하기 위해서는 각 고려사항의 평가 인자의 성능을 전주기적으로 비교 분석하고 이들간의 연관성에 대한 종합적인 분석이 필요하다. 이 과정에서 한 가지에 과도하게 치우친 감상적이거나 정치적인 결정은 전망의 오류와 예산 낭비 심지어는 산업 경쟁력의 약화를 초래할 수 있다. 우리는 지난 십여년 넘게 시기별로 유행처럼 한가지 기술에 집중 투자하면서 서둘러 온 오류를 반면교사로 삼아, 효율적인 기술별 전략을 수립하여야 한다.

당분간 수익모델의 중심이 될 내연기관의 돌파기술 개발에 진력하고 하이브리드기술에 접목하여 경제성을 갖추면서도 기술적으로 수월성 있는 기술 선도력을 갖도록 해야 한다. 배터리 전기차와 수소전기차와 같은 미래 기술에 대해서는 성급한 보급보다는 장기적으로 꾸준한 기초연구와 원천기술 개발 노력을 인내심 갖고 지원하는 한편 인프라를 차근차근 구축해서 경제성을 확보하는 시기에 보급의 발판을 마련하여야 할 것이다. 이산화탄소 등 온실가스 규제와 환경유해물 규제를 만족하기 위하여 당분간은 경제적 출혈을 각오하더라도 배터리 전기차와 수소전기차를 의무분량으로 생산할 필요가 있겠지만, 성급한 보급이나 낙관이 산업의 수익성을 갉아먹고 재정적 부담을 늘릴 위험성에 조심하여야 한다.

위기에 처한 자동차산업의 생존력과 경쟁력을 살리기 위하여, 완성도 높은 핵심기술을 개발하여야 한다. 당장 경제성 있는 기술과 미래 가능성 있는 기술 중 어느 것도 버릴 것은 없다. 자동차산업은 우리 경제를 받치는 기둥 중의 하나로서 고용효과까지 고려하면 반드시 지켜야 할 산업자산이다. 자동차산업 규모에 맞는 확대된 투자가 이루어져야 하고 장기적으로 균형잡힌 전략적 정책을 꾸준히 추진하여야 한다.

배충식

KAIST 기계공학과 교수