하이브리드 자동차, 친환경연료의 모든 것

 

최근 지속 가능한 성장을 위해서 많은 기업과 국가가 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있는데요. 특히 자동차 산업은 배기가스를 효과적으로 줄이거나 배출하지 않는 ‘그린카(Green Car)’를 개발하고 있습니다. 그린카란 효율적인 연비를 갖춘, 배기 가스의 공해가 적은 신기술 자동차를 말합니다. 우리나라도 그린카 육성을 위해 적극적으로 투자하고 있는데요. 그렇다면 그린카의 종류에는 어떤 것들이 있는지 알아볼까요?

 

 

현실적이고 경제적인 ‘클린디젤 자동차’

 

 

‘클린디젤 자동차’는 고도화된 정유기술로 유해물질 함량을 대폭 낮춘 친환경 디젤연료를 동력원으로 사용하는 자동차를 말합니다. 몇몇 글로벌 자동차 기업들은 고효율의 디젤엔진 개발에 박차를 가하고 있는데요. 이미 유럽에서는 클린디젤 자동차가 가장 현실적이고 경제적인 그린카로 인정받은 만큼 성장 가능성이 크기 때문이겠죠? 미국과 일본에서도 다양한 세제 혜택을 부여해서 클린 디젤 자동차 구입을 장려하고 있습니다. 이산화탄소 배출량 규제가 심화될수록 클린 디젤 자동차는 점점 더 각광받지 않을까 생각합니다.

 

 

휘발유 엔진 + 전력모터, ‘하이브리드 자동차’

 

 

‘하이브리드 자동차’는 연비 향상을 위해서 전통적인 휘발유 엔진(또는 디젤 엔진)에 전력 모터를 함께 장착한 자동차를 말합니다. 하이브리드 자동차는 차가 멈출 때 유실될 수 있는 에너지를 배터리에 충전하고, 공회전 상태에서도 배터리를 충전할 수 있는데요. 이렇게 충전해놓은 에너지는 연료가 많이 쓰일 때 자동으로 전력 모터를 가동해 사용하게 됩니다. 이를 통해 가솔린 차에 비해서 약 30~50%의 연료를 절감할 수 있습니다.

 

하이브리드 자동차가 진화하면서 ‘플러그인 하이브리드 자동차’가 개발되었는데요. 이름대로 외부전원을 이용하여 충전할 수 있는 자동차를 말합니다. 집이나 주차장에 있는 전원을 이용하여 자동차 배터리를 충전할 수 있다는 말이죠. 이전의 하이브리드 자동차가 2차 전지를 보조 엔진으로 사용했다면, 플러그인 하이브리드 자동차는 2차 전지를 주 엔진으로 사용합니다. 이 때문에 기존의 하이브리드 자동차보다 비교적 연료 절감 효과가 더 좋습니다.

 

 

소음이 없는 ‘전기 자동차’

 

 

‘전기 자동차’는 통상적으로 배터리 충전을 통해 100% 전력으로만 모터를 구동시켜 달리는 자동차를 말합니다. 엔진이 없기 때문에 자동차가 자체적으로 발생하는 소음이 거의 없습니다. 더불어 폭발 위험성이 적다는 점, 부품의 배치가 자유로워서 차량 디자인이 다양할 수 있다는 점, 내연기관이 없어서 고장이 적다는 점 등을 장점으로 꼽을 수 있습니다.

 

전기 자동차는 사실 가솔린 자동차보다 먼저 고안되었는데요. 배터리 기술의 한계와 값싼 가솔린 연료의 등장으로 먼저 상용화되지는 못했습니다. 하지만 시간이 지나면서 저탄소 성장이 중요해졌고, 다시금 많은 자동차 기업들이 다양한 전기 자동차 모델을 출시하고 있습니다. 그러나 충전 인프라를 구축할 때 드는 막대한 비용, 가솔린 자동차보다 속도가 느리고 배터리의 수명이 짧다는 점 등 아직 해결해야 할 과제들이 많습니다.

 

 

물을 에너지원으로 ‘수소 자동차’

 

 

‘수소’는 에너지원으로서 굉장한 장점을 가지고 있는데요. 일단 쉽게 공급할 수 있는 ‘물’을 에너지원으로 사용하고, 사용 후에도 다시 물로 ‘재순환’할 수 있다는 점입니다. 또, 연소를 해도 소량의 질소산화물을 배출할 뿐 공해물질을 발생시키지 않습니다. 전기 자동차와 같이 엔진의 힘이 필요하지 않으면서도 충전하지 않아도 되니 상용화된다면 정말 편리하겠죠?

 

수소 자동차에는 크게 ‘연료전지 자동차’와 ‘액화수소엔진 자동차’가 있습니다. 이 둘은 에너지원으로 수소를 사용해 배기가스의 주성분이 물이라는 공통점이 있습니다. ‘연료전지 자동차’는 수소와 산소가 화학 반응하면서 생기는 전력으로 전기 모터를 작동시켜 움직입니다. 반면 ‘액화수소엔진 자동차’는 연료가 액화수소로 바뀌었을 뿐 가솔린 자동차 시스템과 같습니다. 즉, 연료전지 자동차와는 달리 액화수소를 주입할 수 있는 내연기관이 필요할 뿐, 전기 모터는 장착되지 않습니다. 다만, 아직은 액화수소를 대량생산하는 데 어려움이 있고, 차량 내에서 수소를 경제적으로 저장하는 방법이 개선되지 않았다는 한계점이 있습니다.

 

 

미래의 자동차, ‘태양전지 자동차’

 

 

궁극적인 형태의 그린카로는 '태양전지 자동차'가 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 방식을 취합니다. 미래의 하이브리드 자동차는 태양전지를 이용하는 형태로 진화할 것이라는 예측도 있습니다.

 

이외에도 압축된 공기의 팽창을 이용하여 피스톤을 구동하는 ‘압축공기차’ 등 다양한 형태의 그린카가 개발되고 있습니다. 더불어 이렇게 기존의 가솔린 연료를 '친환경 동력원으로 대체'하는 방법 말고도 '자동차의 소재나 부품을 변경'하여 에너지 효율을 높이는 방식들도 있는데요. 예를 들면, 자동차 소재를 플라스틱이나 비철금속으로 대체하여 경량화를 꾀하거나, 비교적 소비 전력이 적은 LED, 마찰열이 적은 타이어, 태양광 차단을 조절할 수 있는 스마트 윈도우 등이 개발되고 있습니다.

 

 

아직 그린카가 대중화되기에는 해결해야 할 것들이 많습니다. 그러나 수많은 사람들이 경제적이고 현실적인 그린카를 위해 헌신하는 만큼 생각보다 가까운 미래에 매캐한 매연 없이 도시를 거닐 수 있는 날이 오지 않을까 기대해 봅니다. ^^