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133. 탄소중립, 전동화 시대 예상보다 앞 당긴다

글로벌오토뉴스 조회 수683 등록일 2021.01.25
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2021년의 화두는 탄소중립, 다른 표현으로는 탈탄소화다. 이렇게 극적으로 바뀐 것은 코로나19로 인한 것이다. 세계적으로는 파리협정이 말해주듯이 이미 탄소중립을 위한 다양한 노력이 진행되고 있지만 한국은 여전히 경제성과 효율성을 내세우는 성장지상주의에 매몰되어 있다. 코로나19는 인류가 각자도생으로는 살 수 없고 공존의 길을 찾아야만 한다는 것을 가르쳐 주고 있다. 물론 크게는 중국과 일본, 한국이 2019년과 2020년에야 국가적으로 탄소중립을 선언하는 등 아시아 국가들이 늦다. 한국은 탄소중립을 선언했으나 넘치는 유동성으로 주가와 부동산 가격이 천정부지로 치솟는 것에서도 알 수 있듯이 아직은 체감하지 못하는 듯하다. 세계적으로는 우선 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드 전기차로 인한 효과를 도출해 내고 있고 LCA개념의 등장으로 인해 수소 에너지가 예상보다 빠르게 부상하고 있다.


글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)


돈으로 비교하면 변화를 실감할 수 있을 것이다. 2019년 기준 매출액 192억 달러인 미국의 친환경 에너지기업 넥스트라 에너지의 2020년 말 기준 시가 총액은 1,487억 달러였다. 이는 매출액 2,650억 달러인 공룡 석유기업 엑슨모빌의 1,759억 달러와 크게 차이가 나지 않는다. 물론 코로나의 영향으로 엑슨모빌의 주가는 40% 가량 하락하고 넥스트라에너지는 급등한 결과다.


이 외에도 이탈리아의 에넬(시가 총액 1,035억 달러)과 스페인의 이베르드롤라(시가총액 915억 달러), 덴마크의 오스테드(시가 총액 884억 달러) 등이 석유 공룡 쉐브론(1,642억 달러), 로얄더치쉘(739억 달), BP(711억 달러)와 맞먹는 수준으로 성장했다. 그래서 월스트리트 저널은 지금 돈을 벌고자 한다면 재생에너지에 투자하라고 하고 있고 골드만삭스는 대부분의 사람들이 기대하는 것보다 훨씬 더 빠르게 탄소중립 경제로 전환될 수 있을 것이라고 말하고 있다. 이들 역시 화석연료의 편에 섰다가 뒤늦게 사태를 파악한 전문가 단체들이다.


지금도 국제 석유산업은 엑슨 모빌을 비롯한 쉐브론과 로얄더치쉘, BP등 과거 ‘세븐 시스터스’에서 진화한 빅 오일(포 시스터스)과 사우디 아람코를 비롯해 러시아의 가즈프롬, 중국의 페트로차이나, 이란의 NOC, 베네수엘라의 PDVSA, 브라질의 페트로브라스, 말레이시아의 페트로나스 등 소위 신 세븐 시스터스가 영향력을 행사하고 있다.


그러나 지금까지 인류의 1차 에너지원으로 굳건히 자리매김해 지구촌을 호령해왔던 석유 기업보다 신재생에너지기업이 미래 가치를 더 인정받기 시작했고 그 속도는 더 빨라지고 있다.


넥스트라에너지는 2002년부터 태양광과 풍력발전소를 세우며 성장해 온 미국 최대 신재생 발전사업자다. 2020년 10월 초에는 장중 시가총액이 엑슨모빌을 추월하기도 해 세상의 주목을 끌었다. 특히 주목을 끄는 것은 당초 화석연료중심의 사업에서 2008년을 기준으로 신재생에너지 기업으로 전환한 덴마크의 국영 에너지회사 오스테드(Orsted)다. 오스테드는 현재 전 세계 해상 풍력발전소의 약 1/4을 운용하고 있으며 발전량으로는 88%를 차지하고 있다.


석유기업에서 신재생에너지로 전환하고 있는 기업은 이 외에도 노르웨이의 에퀴노르가 석유기업 로얄더치쉘과 협력해 네델란드 해상풍력건설 프로젝트에 참여하고 있으며 프랑스의 석유기업 토탈(Total)도 신재생에너지 사업을 확대하고 있다. 오스테드와 토탈은 우리나라의 해상풍력발전소 건설에 참여하기로 하기도 했다.


그러니까 수익을 우선으로 하는 이들 공룡 기업들이 업종을 전환한 것은 이미 시대의 흐름을 파악하고 있었다는 것이다.


2020년 코로나19는 이런 흐름을 가속화하게 하는 사건이다. 코로나19는 인류의 활동이 이산화탄소를 증가시킨다는 것을 데이터로 보여 주었다. 강제적인 도시봉쇄와 경제활동 축소 등으로 것이었지만 유해가스 배출 감소는 분명했다. 국제 공동 연구 글로벌 탄소 프로젝트에 따르면 2020 년의 화석 연료 기원 이산화탄소 (CO2) 배출량은 2019 년 대비 7 % 감소한 것으로 나타났다. 이는 2015 년 이후로 한 해의 감소는 사상 최대라고 한다. 물론 하반기 들어 감소폭이 줄기는 했지만 인류가 가야 할 방향을 보여 준 것은 분명하다.




모든 지역의 구체적인 통계가 나온 것은 아니지만 2020년 유럽연합의 이산화탄소 배출량 저감 결과가 그것을 보여 주고 있다. 가장 큰 업체인 폭스바겐 그룹은 폭스바겐 브랜드가 2019년 119 g/km 에서 당초 목표인 97 g/km 보다 낮은 92g/km로 22%나 감소했고 아우디는 목표치인 105.6g/km보다 낮은 101.5g/km로 기준을 충족했지만 그룹 전체의 목표치인 99.3g/km보다 0.5g/km많은 99.8g/km로 목표치에 미치지 못한 것으로 나타났다. 이로 인해 폭스바겐그룹은 약 1억 5,000만 유로의 벌금을 지불할 것으로 보인다. 그래서 부가티의 매각에 관한 이야기가 나왔던 것이다.


그럼에도 불구하고 폭스바겐은 2019년보다 4.3배 높은 31만대의 배터리 전기차(BEV)와 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)를 판매해 CO2 배출량이 2019년 대비 20% 감소했다. 때문에 2019년의 124g대로였다면 수십억 유로의 벌금이 부과될 수 있었지만 크게 줄일 수 있게 됐다.


현재 유럽 연합 내에서 이산화탄소 배출량 기준을 충족한 업체는 토요타가 하이브리드의 비율이 65%에 달하면서 2019년부터 기준을 충족했고 BMW도 여유있게 달성했으며 다임러AG는 2020년 10월까지는 불가능할 것으로 보였으나 4분기에 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드 전기차의 판매가 급증하면서 목표치를 달성했다.





이외에도 최종 결과는 아직 발표되지 않았지만 PSA그룹과 FCA그룹, 볼보 등은 작년 상반기에 목표를 충족했고 르노와 포드 등도 2g/km만 충족하면 되기 때문에 연간 실적도 문제가 없었을 것으로 보인다. 다만 현대기아는 각각 7g/km, 3g/km를 줄여야 하고 재규어랜드로버는 13g/km를 줄여야 했는데 이 중 재규어랜드로버는 최종적으로 충족하지 못한 것으로 나타났다.


유럽 메이커들이 당초 상당히 큰 부담을 가질 수밖에 없었으나 2020년부터 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드 전기차의 대대적인 투입으로 크게 개선될 수 있었던 것으로 보인다. 특히 유럽업체들은 배터리 전기차의 비중을 늘리면서 당장에 효과를 볼 수 있는 플러그인 하이브리드 전기차를 적극적으로 활용한 것이 주효했다.


이렇게 속도가 붙은 것은 유럽연합이 제시한 이산화탄소 규제치 달성을 강제한 때문이다. 2020년까지 단계적으로 95g/km로 규제하고 초과시 1g 당 95유로의 벌금을 적용한 것이다. 2020년까지는 기존 NEDC기준에 따랐지만 올 해부터는 WLTP방식에 따르게 되므로 단순한 수치 이상으로 엄격해지는 셈이다.


어쨌거나 전동화라는 화두가 적어도 운행과정에서는 이산화탄소를 줄일 수 있다는 것을 입증해 보인 것이다. 물론 큰 틀에서 자동차의 생산과 에너지 생산, 주행, 폐기, 재이용 등 모든 과정에서 CO2배출량의 총합 평가하는LCA(Life Cycle Assessment) 규제까지 동원된다면 더 빠른 속도로 줄일 수 있을 것이다.


국제통화기금 (IMF) 등에 따르면, 코로나 바이러스의 재정 지출과 재정 지원은 전 세계적으로 13 조 달러 달한다고 한다. 물론 우리 나라도 지원금을 지급하고는 있지만 그 규모면에서는 미국이나 유럽과는 비교가 되지 않을 정도다. 중요한 것은 이 재정 지출이 환경 정책에 관한 것들이 많다는 점이다. 우리는 ‘그린 뉴딜’이라는 단어는 내 세웠지만 기득권들의 반발에 좀처럼 속도를 내지 못하고 있다. 하지만 다른 나라에서는 경기 부양책으로 탄소중립에 필수적인 인프라 정비에 중점 투자하기로 하고 있다. 기존 산업을 단순히 되살리는 것이 아니라 온실 가스를 줄이는 방향으로 사업 전환을 촉진하는 쪽으로 방향을 잡고 있다.


예를 들어 영국은 재생 가능 에너지의 도입을 확대 해 2030 년까지 해상 풍력에서 전체 가정의 전력을 조달 할 수 있도록 하고 온실 가스를 배출하지 않는 버스를 수 천대 규모로 투입하며 도로에 자전거 도로를 확대한다는 계획을 내놓고 있다. 독일은 해상 풍력 확대 목표를 2030 년 500 만 kW 로 늘리고 자동차용 수소 충전소도 늘릴 방침이다.


선거공약으로 그린 부양책 2조 달러 투자 계획을 내 세웠던 미국의 바이든 정권도 50 만 개소에 충전 시설을 설치하고 정부의 공식 차량 300 만대를 배터리 전기차로 바꾸기로 했다. 프랑스는 항공기의 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 작은 기체를 도입하고 국내 노선은 철도 위주로 하기로 하는 등 산업 전반에서 탄소 중립을 추진하고 있다. 덴마크는 노후주택을 개량해 난방시설을 에너지소비가 적은 타입으로 교체한다. 일본도 스가 정권 들어 재생에너지와 수소 연료 확대에 나서고 있다.


다시 말해 코로나19 이전으로의 회귀가 아니라 새로운 형태의 삶의 문화를 통해 인류가 지구촌에서 거주할 수 있는 환경을 만드는 쪽으로 재정을 지출하고 지원한다는 것이다.




이와 함께 급 부상하고 있는 것이 수소 에너지다. 배터리 전기차의 증가속도만으로는 CO2배출량 저감을 충족시킬 수 없다는 판단 때문이다. 여기에는 앞서 언급한 LCA규제의 등장도 작용하고 있다. 수소는 연소시 CO2를 배출하지 않는다. 제조 방법도 다양하다. 정유 및 화학 공장 등에서 부차적으로 발생하는 하수 슬러지, 폐 플라스틱으로부터 제조 할 수 있는 등 기존의 환경 문제 해결에도 도움이 된다.


수소 에너지는 크게 연료전지와 수소 엔진의 사용 확대가 추진되고 있다. 연료전지 전기차의 기술에서 가장 앞선 것은 현대차그룹과 토요타로 평가되고 있지만 시장을 주도하고 있는 것은 중국이다. 중국은 시진핑의 2060년 탄소중립 선인 이후 그들만의 존재감 제고를 위해 배터리 전기차와 수소 연료전지차에 대대적인 투자를 하고 있다. 2020년 10월 발표한 2035년 신에너지차산업 개발계획에는 2035년까지 100만대의 수소연료전지 전기차 판매 목표를 설정하고 있다. 관련 기술 개발에 17억 위안을 지원하기로 했다.





유럽도 수소 에너지 활용에 대대적으로 나서고 있다. EU는 수소 에너지 보급을 위해 2030년까지 5,000억 유로를 투자한다. 아시아세가 장악하고 있는 배터리 전기차에 대응하고자 하는 것이라는 해석이 있다. 유럽이 강한 내연기관 엔진 기술과 수소 에너지를 조합해 환경대책은 물론이고 고용을 늘려 산업을 살리고자 하는 목적도 있다고 보고 있다. 여기에 자동차 라이프 사이클 전체를 아우르는 규제의 검토를 추진하고 배터리 셀 공급망을 유럽에 구축하기 위한 구상도 내놓고 있다. 특히 내연기관 엔진과 고용창출을 목표로 수소 엔진 개발에 투자를 하고 있는 것이 특징이다.


독일 역시 수소 경제를 활성화하기 위해 정부와 기업이 합작해 ‘H2 Mobility Industry Initiative’를 설립하고 2030년까지 수소전기차 180만 대, 수소충전소 1,000개소 보급을 목표로 세웠다. H2 모빌리티는 독일 정부와 유럽연합해 수소충전소 건설비용의 2/3를 지원받아 인프라 구축을 진행하고 있는데, 전체적인 투자액 규모는 약 3.5억 유로 수준이며, 대도시에는 10개소 이상, 대도시를 잇는 고속도로는 최소 90km당 1개의 충전소를 설치하겠다는 세부적인 목표도 수립했다.


미국은 수소 경제 실현에 도달하는 과정을 4단계로 구분해 단계별 과제와 행동 계획을 발표하며 이를 추진하기 위해 연방정부가 민관 파트너십인 H2USA를 설립해 운영 중이다. 2050년까지 약 27%의 친환경차(수소전기차, 전기차 등) 보급을 목표로 하고 있는데, 이러한 목표를 달성하기 위해 캘리포니아 주를 포함한 11개 주에서 배기가스 배출이 ‘0’인 차량의 의무 판매 비율을 점차 높이는 ‘ZEV(Zero Emission Vehicle) credit’ 제도를 시행하며 수소전기차와 수소충전소 보급을 확대하고 있다. 수소전기차 보급에 가장 전향적인 캘리포니아 주는 주의회에 수소전기차 보급 촉진 관련법을 통과시켜 자금투자 계획을 법제화하기도 했다.(HMG저널)


일본 정부는 2017년 4월 ‘제1회 신재생에너지·수소 등 관계 각료회의’를 열고, 같은 해 12월에 발표된 ‘수소 기본전략’을 발표해 ‘수소사회’ 실현을 위한 청사진을 수립했다. 2050년까지 ‘수소사회’를 실현하겠다는 비전을 가지고 수소의 생산부터 사용까지 전 단계에서 규제개혁, 기술 개발, 인프라 정비 등의 정책들을 시행해 나가겠다는 내용이다.


일본은 2050년까지 '수소사회' 구현을 목표로 수소의 생산부터 사용까지 전 단계에서 관련 기술 개발, 인프라 구축, 국제공조 등 활발한 노력을 전개하고 있다. 호주의 저품질 석탄을 활용해 수소를 생산하고, 일본으로 수송하는 '호주 갈탄 프로젝트'를 비롯해 미래 수요에 대응하기 위한 수소 공급체계 구축이 활발하다. 도요타의 '미라이', 혼다의 '클래리티' 등 수소 에너지를 활용한 친환경 모빌리티 혁신에도 주목할 만하다. 아직까지 보급량이 많지 않은 수준이지만, 수소스테이션 등 관련 인프라 보급과 더불어 수요 증가가 기대된다.(KOTRA)


전 세계 수소 연료전지 전기차 시장 점유율 76%에 달하는 현대차그룹은 일찍부터 수소 경제 구축에 나섰다. 특히 최근에는 중국 광동성 광저우시에서 광저우 개발구 정부와 수소연료전지시스템 생산∙판매법인 설립을 위한 투자계약을 체결했다. 기술력은 부족하지만 시작 확대 정책이 확고한 중국시장을 선점하겠다는 것이다. 현대차그룹은 중국 생산기지 구축을 계기로 글로벌 사업을 더욱 확장해 오는 2030년에는 전 세계에 연간 약 70만기의 수소연료전지시스템을 공급할 계획이다.


중국의 광동성은 수소산업을 선도하고 있는 도시다. 중국 국유 석유 대기업, 중국 석유 화공 집단 공사 (시노펙 그룹) 등이 동시에서 운영하는 수소충전소가 15 개가 있으며 수소 연료전지 버스의 주행 노선이 30개 가까이 늘었다.


광동성 주요 도시는 일본과 독일 및 중국 독자 브랜드의 자동차 업체들의 공장이 많다. 현대차그룹과 토요타 등이 FCEV의 생산에 나서고 있으며 연료전지 핵심 부품을 다루는 업체도 적지 않다. 위린시는 석탄의 산지로 유명하며, 석탄에서 수소를 추출해 에너지로 이용한다고 한다.


자동차 메이커에 한정되지 않는다. 미국 산업 가스 업체 에어 프로덕츠는 10억 달러를 투자해 절강성 가흥에 수소 생산 기지를 건설할 계획이다.





이에 앞서 현대차그룹은 수소연료전지시스템 사업 분야에서 2018년 아우디와의 연료전지 기술 파트너십을 시작으로 2019년 미국 커민스사와 친환경 파워트레인 공동개발협약을 맺었고, 2020년 유럽 수소저장 기술 업체와 에너지 솔루션 스타트업에 수출을 시작한 바 있다.


여기에 유럽업체들과 일본 마쓰다는 수소 엔진차를 개발하고 있다. 내연기관 산업을 살리고 고용을 줄이지 않아도 된다는 점까지 내 세우고 있다는 점에서 각국의 정부들이 관심을 가질 수 있는 부분이다.


지금은 탄소중립이 인류 최대의 과제이며 수소없이 탄소중립을 달성하는 것은 어렵다는 의견이 지배적이다. 다만 수소 보급을 위해서는 수소차를 위한 연료전지의 가격과 인프라 구축, 수소 연료의 비용 등 과제가 많다. 수소충전소 설치비는 우리나라의 경우 약 30억원으로 적지 않은 부담이다. 전기 충전소는 약 5천만원에서 1억원이 든다. 수소 가스의 비용은 현재는 한국에서는 1kg당 5,500~8,200원 수준이다. 이는 적어도 1/5에서 1/10수준으로 낮추어야 한다는 의견이 나오고 있다. 또한 가스 사업자가 천연 가스 생산국 등과 체결 한 장기 계약을 어떻게 처리 할 것인지도 해결하지 않으면 안되는 등 해결해야 할 과제도 적지 않다.


중국 시진핑 주석이 탄소중립을 선언하고 미국에 바이든 정권이 들어선 것은 탄소중립을 위한 인류의 노력에 중요한 분기점으로 작용하고 있다.


이를 계기로 본격적으로 탈탄소화 바람이 불고 있다. 자동차산업에서 탄소중립을 위한 움직임은 전동화로 대변된다. 2020년 유럽의 배터리 전기차 판매가 세 배나 증가하는 등 빠른 시장 변화가 감지되는 전동화는 그러나 배터리 원자재부터 생산과정에서 발생하는 이산화탄소, 전력을 생산하는 일차 에너지 등 다양한 문제가 겹쳐 아직은 많은 시간을 필요로 한다. 무엇보다 재생에너지로의 대 전환이 선행되어야 한다. 그 전에 일반인들은 에너지 절약이 최고의 재생에너지라는 점을 인식해야 한다. 미국 바이든 대통령 취임식장의 버니 센더스의원을 배워야 한다. 모두에 언급했듯이 긍정적인 것은 2020 코로나19로 인해 재생에너지 기업의 시가 총액이 정유기업에 육박하고 있다는 점이다.


자동차산업은 탈것이라는 측면에서의 100년만의 대 전환에 이어 에너지산업의 대 전환을 동시에 맞이하고 있다.


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