고효율·경량 엔진 개발이 고유가 시대 현실적 대안
요즘 국제유가가 급격히 오르면서 3차 오일쇼크가 닥칠 것이란 우려가 고조되고 있다. 1970년대 1, 2차 오일쇼크가 정치적인 이유로 산유국들이 석유 생산량을 인위적으로 줄인 게 원인이라면 이번 오일쇼크는 2005년 이후 사실상 정체상태에 빠진 석유 공급 능력이 주원인으로 지목된다. 석유 생산 비중이 큰 초대형 유전(하루 생산량 100만 배럴 이상)이 30여 년간 거의 발견되지 않은 상태에서 이미 개발된 초대형 유전 대부분의 생산량이 줄어들고 있는 것이다.
사정이 이렇다 보니 대체에너지 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 하이브리드 자동차를 비롯해 전기·수소·바이오연료 등을 에너지로 쓰는 자동차에 대한 연구는 70년대 이후 선진국들을 중심으로 꾸준히 진행돼 왔다. 하지만 30여 년이 지났는데도 이들 대체에너지 자동차 보급은 미미한 실정이다. 그 이유는 기술마다 풀어야 할 과제를 한두 가지씩 안고 있기 때문이다.
하이브리드 자동차와 전기 자동차는 아직은 충분치 않은 배터리 용량과 비싼 차값이 보급 확대에 걸림돌이 되고 있다. 약 200년의 역사를 지닌 배터리 기술은 그동안 많은 발전을 거듭해 왔지만 고효율 제품 개발과 가격 낮추기가 기대보다 더디게 진행되고 있다.
한겨울과 한여름에 냉·난방 효율이 떨어지는 문제를 아직 해결하지 못한 데다 차값도 일반 자동차에 비해 4500~7000달러가량 비싸다. 전기는 무공해 청정에너지라고 생각하지만 실상은 그렇지 않다는 점도 고려해야 한다. 현재 세계적으로 생산되는 전기의 70%가량이 화석 연료를 태워 만든다. 생산 과정에서 전기는 환경 공해를 가장 많이 유발하는 에너지인 셈이다.
수소 연료전지 자동차는 더욱 한계가 뚜렷해 보인다. 수소는 자연 상태에서 존재하지 않아 천연가스에서 추출하거나 물을 전기분해해 얻을 수밖에 없다. 문제는 수소를 생산하는 데 들어가는 에너지가 수소를 태워 얻는 에너지의 두세 배가량 된다는 점이다. 한마디로 경제성이 없다는 얘기다. 또 수소 역시 생산 과정에서 전기와 마찬가지로 공해를 배출한다.
바이오연료도 여러 문제가 있기 때문에 자동차에 보편적으로 쓰는 게 쉽지 않은 실정이다. 바이오연료를 생산하기 위해선 비료·농약을 써야 하고 농기계를 가동해야 한다. 비료·농약 생산에도 막대한 양의 화석연료가 사용되는 것은 물론이다. 더욱이 요즘 곡물 가격 폭등에서 보듯 바이오연료 생산 확대는 식량난을 야기한다.
대형 승용차 1대를 가득 채울 바이오에탄올을 생산하려면 성인 한 사람이 1년간 먹을 곡물이 필요하다는 통계도 있다. 설사 곡물이 아닌 다른 식물 자원으로 바이오 에너지를 생산한다고 해도 또 다른 문제를 낳을 게 뻔하다. 과거 서구 산업화 이후 석유 사용 전까지 영국과 미국 동부지역 등에서 산림자원이 심하게 훼손된 게 한 예다.
이처럼 대체에너지 자동차들은 아직 해결해야 할 과제가 남아 있어 당장 눈앞에 닥친 오일쇼크를 극복하는 데 현실적인 대안이 될 수 없다. 따라서 현실적인 대책은 에너지 문제 해결에 많은 공을 들여온 서유럽 국가에서 배울 필요가 있다. 서유럽 국가의 자동차 업체들은 고효율·저공해 디젤엔진 개발과 경량·소형화를 통한 연비 향상에 힘써 왔다.
소형차에 큰 차 못지않게 안전성을 보장할 설계기술 개발에도 공을 들여 왔다. 독일 폴크스바겐이 10년 전 터보 디젤엔진과 정차 시 자동 엔진 정지 시스템 등을 장착해 1L로 33㎞를 달리는 ‘루포’를 상용화한 게 대표적이다. 프랑스의 경우 연비가 가솔린 엔진보다 30% 정도 높은 디젤 엔진의 개선에 힘쓴 덕분에 디젤차 판매 비중이 최근 70%를 상회하고 있다.
이런 노력에 힘입어 서유럽 국가의 자동차 연료 소비율은 미국의 절반 수준밖에 안 된다. 한국은 미국·일본·중국에 이어 세계 4대 석유 수입국이다. 오일쇼크 충격이 클 수밖에 없다. 국내 자동차업계가 고연비 차량 개발에 적극 나서야 하는 절실한 이유다. 큰 차를 선호하는 자동차 문화도 바뀌어야 한다. 우리보다 휠씬 잘사는 서유럽 국가 국민이 성능 좋은 소형차를 즐겨 탄다는 점을 되새겨야 할 때다.
중앙SUNDAY | 최세범 KAIST 자동차기술대학원 교수