▲민경덕 서울대학교 교수

고효율 하이브리드 엔진 개발·Near Zero Impact 배기가스 저감기술 필요성 대두
“내연기관 금지, 근시안적 정책… 내연기관 연료, 수소·E-fuel 전환으로 전환 불가피”
 

전기차가 미래 모빌리티의 전부일 것이라는 일반적인 생각과는 달리 E-fuel을 비롯 엔진 효율성의 극대화로 CO2 배출을 급감시킨 내연차 또한 미래 자동차 산업의 한 축이 될 것이라는 전문가의 발표가 이어졌다.

한국자동차연구원(이하 한자연)이 지난달 16일 서울 코엑스 스타트업 브랜치에서 개최한 제9회 자산어보 행사에서 탄소중립을 위한 대안으로 주목받고 있는 ‘대체연료’의 산업 동향·전망 및 규제혁신 방안과 발전 전략에 대해서 폭넓게 다뤄졌다.

민경덕 서울대학교 교수는 ‘탄소중립을 위한 동력원의 방향’에 대해 발표하며 전기차로의 전환 속도가 조절되는 양상을 보이고, 하이브리드를 포함한 내연기관은 2040년까지 존재할 가능성이 높아 고효율 하이브리드 엔진 개발과 Near Zero Impact 배기가스 저감기술의 필요성이 주목받고 있다고 전했다.

영국, EU, 미국 등 다양한 지역에서 환경적 문제뿐만 아니라 정치적인 문제로 내연기관 차량의 수명이 연장되고 있는 추세를 보이고 있다.

영국은 내연기관의 판매 금지 기한을 2030년에서 2035년으로 늦췄고, EU는 2035년 이후 E-fuel 기반 내연기관 차량의 판매가 가능하며, 독일의 OEM들은 내연기관 차량의 판매를 연장해달라는 요구가 계속되고 있다.

한편 미국은 전기차로의 전환으로 인한 실업률 증가로 인해 골머리를 앓고 있어 다음 선거에서 많은 토론이 오고 갈 것으로 예상된다.

정치적 문제가 언급되는 이유는 전세계적인 수송분야 CO2 감축 목표가 상당히 도전적인 수치이기 때문이다. 

각국 정부에 의한 현재 규제들을 반영한 시나리오(Started Policies Scenario, STEPS)를 대입했을 때 2050년 CO2 배출량은 30Gt 전후, 정부들의 미래 규제를 반영해도 10Gt 이상이 될 것으로 예상되어 2050년 넷-제로를 달성하겠다는 전세계적인 움직임은 사실상 불가능에 가깝다.

민경덕 교수는 “내연기관의 금지는 근시안적인 정책으로, 장기적인 관점에서 내연기관 사용 연료를 화석연료에서 수소 및 E-fuel로의 전환이 불가피하다”며 “넷-제로 CO2 배출을 달성하기 위해 높은 효율의 수송분야 추진 시스템 개발과 E-fuel, 수소 전기와 같은 그린 에너지를 활용하는 방향으로의 전환이 필수적인 단계”라고 강조했다.

이어 발표자로 나선 정재우 한자연 대체연료동력기술부문 부문장도 “전기차에 기반한 탄소중립 경로의 불확실성 및 에너지 안보를 위한 동력원의 다양화가 필요하다”며 “전기동력, CCUS 및 수소기반 에너지 산업(E-fuel, 수소연료)으로의 전환을 추진해야 한다”고 전했다.

그는 이어 “특히 우리나라 수소경제위원회에서는 지난해 말에 수소 엔진을 하나의 전략 분야로 분류하는 등 집중적인 육성을 하기로 했다”며 “이러한 정책들로 미루어 보았을 때 내연기관 ‘판매 금지’라는 표현은 옳지 않다”고 강조했다.

정 부문장의 발표 내용에 따르면 2030년 HEV는 우리나라에 400만대가 보급될 것으로 보이며, 글로벌 HEV와 내연기관차는 70% 수준이 될 것으로 보인다.

다만 E-fuel은 2030년에도 휘발유 가격의 4배 정도가 예상됨에 따라 가격 문제를 해결해야 할 필요가 있다.

이런 문제를 극복하기 위해 정 부문장은 OEM들이 연료 소모를 줄여 경제성을 취하고, WtW CO2 (연료 주입 또는 충전부터 엔지 또는 모터가 작동하면서 발생하는 CO2) Zero 또는 LCA CO2 Net Zero 달성을 위한 지속적인 연비 개선에 나서야 한다고 힘주어 말했다.

그는 일본의 ‘Green Innovation Fund Project’를 눈 여겨 보아야 한다고 전했다.

이 프로젝트는 대체 연료와 엔진 기술을 결합해 적은 배기가스 배출에도 효율을 크게 개선하는 방식을 주 목적으로 하이브리드의 CO2 배출량을 2030년도까지 50% 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

이가 시사하는 바는 크다.

내연기관차는 탄소배출이 심하다는 인식에서 벗어나 전기차와 동등한 위치에 선다는 발전 방향성을 보여주고 있기 때문이다.

유럽과 중국에서도 엔진 효율을 45% 이상 향상시키는 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

이러한 추세는 미래에 전기차뿐만이 아닌 대체 연료와 고도화된 엔진이 탑재된 내연기관차도 도로에서 만나볼 수 있을 것이라는 큰 가능성을 제시하고 있다.

위와 같은 미래를 실현하기 위해서는 Zero Impact Emissions 기준 연구와 함께 기준 개발 및 정책 적용, 달성 기술의 개발이 필요하다고 정 부문장은 강조했다.

Zero Impact Emission은 대기와 인체에 무해한 수준의 배출로 WHO가 도출한 유럽의 연간 평균 오염물질 농도 한계값의 3% 이내로, NO2 기준 1.2 μg/m2다.

정 부문장은 현재 정의에 대한 논의가 추가적으로 필요한 상황이기에 정책적 기준과 다양한 실현 기술의 적용 또한 뒷받침되어야 할 것이라 말했다.

한국자동차연구원은 “각종 기후 위기가 발생함에 따라 탄소중립을 위한 친환경 기술 개발이 전세계적으로 활발하게 진행되고 있으며, 대체연료는 무궁무진한 가능성을 품은 대안으로 주목받고 있다”며 “이번 행사에서의 산업 구성원 간 교류와 협력이 대체연료 산업의 혁신적인 발전으로 이어질 수 있도록 함께 노력하겠다”고 전했다.