마이매거진

 테슬라 주가가 600불을 뚫고 있습니다. 그만큼 많은 사람들이 전기차의 시대가 곧 펼쳐 질 것이라고 예측하고 있는 것 같습니다.

그렇다면 향후 전기차가 급 성장함에따라 기존 내연기관 차량과는 다르게 전력 소모량이 급격히 증가 할 것 같은데요, 늘어나는 전력 소비량을 충분히 커버 할 수 있을지 의문이 들었습니다. 이 문제는 전기차 시대를 지연 시키는 걸림돌이 될 수 있기 때문입니다.

전기차가 늘어나면 전력대란의 시대를 살아 가야하는 것은 아닌지 하는 상상을 조금 조사해 봅니다.

현재 판매 되고 있는 전기차의 주행 거리는 어느정도인가?

베터리 종류에 따라 배터리의 효율이 달라지고, 배터리의 크기에 따라 장착되는 배터리 크기가 달라지므로 어떤 종류의 배터리를 얼마큼 장착하느냐에 따라 주행거리는 꽤나 차이를 보이게 됩니다.

1. 배터리 효율 측면

평균적으로 전기차에 탑재되고 있는 배터리는 1kWh당 6Km가량을 주행 할 수 있는 수준의 배터리가 현재 사용되고 있습니다. 

kWh(킬로와트시, kilowatt-hour) 
1kW의 전력을 1시간 동안 사용하였을 때의 전기에너지이며 전기량을 표시하는데 쓰인다.

2. 배터리 용량 측면

 배터리 효율과 용량은 주행거리를 결정하는 주 요인이고, 그 중에서도 배터리 용량을 얼만큼 탑재하느냐에 따라 주행 가능 거리가 크게 달라지게 됩니다. 기존 내연기관 자동차들과의 경쟁에서 뒤쳐지지 않기 위해 배터리 용량은 지속적으로 늘어나고 있으며 최근 출시되는 전기차들의 대부분은 60kWh 이상의 배터리가 탑재되고 있습니다.

따라서 배터리 평균 효율 [6Km/KWh] 및 평균 용량 [60kWh 이상]을 고려한다면, 향후 전기차들의 주행거리는 360km를 상회하는 모델들이 주를 이루게 될 것으로 생각됩니다. 

1년에 몇 번이나 충전이 필요할까?

교통안전공단의 자료를 참고해보면 한대당 대략 15,000Km/年 주행하는 것을 추측해 볼 수 있습니다. 따라서 1회당 전기차가 360km를 주행한다고 가정하였을 때, 

 15,000Km/ 360Km -> 41.6 대략 42 회 정도의 충전을 해야된다고 볼 수 있습니다. 

전기차 1대가 1년에 소비하는 전기량은 어느정도일까?

 1회 충전시 필요한 전기량을 60KWh로 가정할 경우, 

 60KWh X 42회 충전

 전기차 1대당 연간 2,520KWh 가량의 전력을 소비한다는 추정을 할 수 있습니다.  

전기차가 주류인 사회가 도래한다면 어느정도의 전력이 더 필요한 것인가?

2019년 기준 국내 자동차 등록대수는 2300만대를 돌파하였습니다. 전기차가 국내 차량의 절반 수준을 차지하게 되는 것을 가정하여 1000만대의 전기차가 등록된다는 것을 가정하면 연간 어느정도의 전력 소비가 발생할까요?

 2,520KWh X 10,000,000 = 25,200GWh

국내 총 발전량이 2019년 기준 563,040GWh 수준이었습니다. 따라서 25,200GWh는 국내 총 발전량의 4~5%정도 수준이며, 이 정도 수준이면 전력량 커버가 가능한 수준임을 예측해 볼 수 있습니다. 개인적으로 전기차 시대가 도래하는 걸림돌 중의 하나가 전기차로 인해 늘어나는 전력량을 충분히 커버 가능할 것인가라는 의문을 품고 있었습니만 큰 문제가 되지는 않을 것 같습니다. 

결론(사견이니 참고만)

 많은 차메이커들이 전기차 시대를 준비하고 있습니다만, 그 중에 부정적인 견해들도 상당수 존재합니다. 부정파의 근거로 활용되던 것 중 하나가, 전기차로인해 늘어나는 전기 사용량을 커버할 수 없을 것이고, 따라서 전기차의 시대는 우리가 생각하는 것보다 늦어질 것이다!라는 주장입니다. 

 이 주장에 대해서는 전기차로 인해 늘어나는 전력 소비량이 국내 총 발전량의 5~10% 수준이고 이 또한 점진적으로 증가 하기 때문에 큰 걸림돌은 아니며, 매년 성장하고 있는 신재생에너지원의 부분에서 상당수 커버가능한 수준으로 생각됩니다. 따라서 늘어나는 전기 소비량이 전기차 시대의 큰 걸림돌은 아닌 것으로 보여집니다.  

전기차 시대를 반기는 사람들도 있을 것이고, 달갑지 않게 보시는 분들도 계시겠지만 시대의 흐름은 전기차로 전환을 받아들이는 쪽이 우세한 것 같은 요즈음입니다. 

테슬라를 필두로 전기차 관련주는 연일 주가가 뛰어오르며 화제가 되고 있으며 그중에서도 SPAC(기업인수목적회사, Special Purpose Aquisition Company)들의 활약은 눈부시다. 

얼마전 화재가 되었던 수소연료전지트럭 업체인 니콜라(NKLA)는 벡토이크라는 SPAC에 인수된 후 상장 법인이 되었고 그 이후 연일 최고가를 갱신하며 투자자들에게 관심을 끌었다. 

스팩이란, SPAC(Special Purpose Aquisition Company)
여러 명의 개인 투자자들에게 공개적으로 자금을 모아, 일반적으로 3년 내에 장외 우량업체를 M&A할 조건으로 특별 상장하는 서류상의 회사를 의미한다. 결과적으로 증시 상장이 되기 때문에, 개인투자자들은 인수합병 여부와 상관없이 주식 매매를 통해 투자금을 언제든지 회수가 가능하다.
스팩 경영자들은 36개월 이내에 인수할 회사를 찾아야 하며, 기간 내에 인수할 경우 주식명이 바뀌고 주식시장에 남아있을 수 있다. 단, 기간 내에 인수가 실패할 경우 예치금은 투자자들에게 반환된다.  

니콜라와 비슷한 방식으로 Tortoise Acquisition (SHLL)은 최근 전기트럭 운송 회사인 Hyliion을 인수할 계획을 발표했다. 해당 인수 거래는 2020년 후반에 끝날 것으로 예상이 되며, 이 인수거래가 무사히 성공 후 Hyliion이 제2의 니콜라와 같은 주가 성장을 이룰지 관심을 둘 필요가 있다. 

힐리온(하이리온?)은 어떤 트럭을 꿈꾸고 있는가?

니콜라는 수소연료전지로부터 동력원을 얻는데 반해, Hyliion이 발표한 하이퍼트럭 ERX(Electric Range Extender)는 RNG(RenewableRenewable Natural Gas, 재생천연가스)를 사용하여 동력을 얻는다. 즉, 가스를 충전 후 발전기로 내장 배터리를 충전하고 모터로 차량을 움직이는 방식을 채용하고 있다.

니콜라가 수소연료전지로 전기를 생산하는 방식이라면 힐리온은 RNG발전기로 전기를 생산하는 방식이다. 두 방식 모두 전기를 모아둘 배터리가 필요하지만 테슬라처럼 발전기 없이 필요한 전기를 모두 배터리에 담는 방식이 아니기 때문에 배터리의 용량을 상대적으로 줄일 수 있다. 

힐리온 홈페이지 → https://www.hyliion.com/

니콜라와는 다르다

힐리온과 니콜라가 타겟팅하는 시장은 Class8 트랙터-트레일러 트럭이다. 하지만 접근 방식에는 차이가 있다. 니콜라는 아리조나에서 트럭을 제조할 계획인 반면, 하이리온은 하이브리드 및 전기 드라이브트레인을 제조하여 트럭 제조업체에 보내어 트럭제조업체에서 설치를 하는 방식이기에 기성 트럭메이커들과 제휴 관계를 맺고 있다. 

트럭을 제조하는 것이 아니기 때문에 기존 트럭에 적용할 수 있다는 점, 수소나 전기의 충전이 아니라 기존에 인프라를 가지고 있는 RNG를 사용하기에 인프라가 어느정도 구축되어 있다는 점에서는 니콜라보다 시장 진입의 타이밍이 빠를 것으로 예상된다. 

힐리온의 성장 가능성은?

타렉 술탄 부회장 겸 CEO는 매체와의 인터뷰에서 아래와 같이 언급했다.

"하이리온 기술은 시장의 판도를 바꾸는 게임체인져가 될 것이며, 특히 소비자 대면 브랜드를 보유한 기업은 필연적으로 적용할 것이다", "환경을 보호하고, 고객들에게 행복을 가져다주며, 수익 개선을 통해 주주들에게 이익을 줄 수 있다는 세가지 측면에서 향후 고객에게 비용 절감과 효율성을 가져다 줄 것을 기대한다." 

힐리온의 중간단계적인 제품이 니콜라의 수소차 보다는 시장에 빠르게 침투 할 것에는 기대를 해 볼만하다. 하지만, 정작 장착에 들어가는 비용 대비 효율이 어느정도인지 아직 검증되지 않았기 때문에 힐리온의 성장 여부는 좀 더 지켜 볼 필요가 있을 것이다.    

내연기관에서 발생하는 대기환경 오염물질에 대한 규제는 해가 거듭될 수록 강화되고 있습니다. 이에 대한 대응으로 글로벌 자동차社들은 친환경차를 출시하고 있으며 이에 사용되는 기술에 따라 친환경차 또한 여러 카테고리로 분류 될 수 있습니다. 오늘은 어떻게 친환경차가 분류되고 있는지 정리해 두도록 하겠습니다.

1. ICE(Internal Combustion Engine, 내연기관) - "Before 친환경차"

내연기관 차는 친화경차 시대로 넘어가기 이전 가장 널리 사용되고 있는 자동차 입니다. 화석연료(Gasoline, Diesel, LPG)를 태워서 발생한 에너지를 구동원으로 사용하고 있는 자동차를 통칭합니다. 내연기관에서 친환경차로 진화하고 있는 주원인은 환경규제를 꼽을 수 있습니다.

2. HEV(Hybrid Electric Vehicle)

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HEV(Hybrid Electric Vehicle)는 Hybrid라는 단어에서 알 수 있듯이, 내연기관과 모터를 동시에 활용하여 구동하는 자동차 입니다. 단, PHEV에 비해 베터리 용량이 작은 차량으로, HEV의 모터는 연비향상에 초점을 둔 보조적 수단으로 사용됩니다. 또한 베터리의 충전은 차량 제동시 열에너지를 전기에너지로 변환시키는 회생제동 충전방식과, 주행 중 엔진이 모터를 작동시켜 중전하는 방식이 있으며, 외부 충전은 불가한 차량입니다.

HEV는 전기차/수소차로 전환되기 이전 과도기 단계에 활용되고 있는 자동차로 전기차/수소차의 치명적인 단점인 충전인프라 부족 문제를 기존 내연기관이 사용하던 인프라(주유소)를 활용하면서 극복해 나아가고 있는 자동차입니다. 대표적인 자동차로는 현대의 그랜저 하이브리드, 도요타의 프리우스 등이 있습니다.

3. PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

PHEV를 HEV 카테고리 내에서도 특별히 구분 할 수 있는 것은,

A. 외부 충전기를 사용하여 충전이 가능하다는 점

B. 베터리 용량을 키워 전기모터가 보조동력원에 머무르지 않고 저속 주행시에는 주동력원으로 사용되는 점

위 두가지 포인트를 생각 할 수 있습니다. 대표적으로 니로PHEV를 예로 들 수 있습니다.

4. BEV(Battery Electric Vehicles)

BEV(Battery Electric Vehicles)는 전기만을 사용하여 구동하는 자동차이며 내연기관에서 완전히 벗어난 자동차입니다. 전기모터의 구동력만을 이용하기에 에너지원이 되는 베터리의 용량 및 성능이 매우 중요시 되고 있으며 국내 대기업들도 전기차 베터리 시장을 선도하기 위해 노력 중에 있습니다(LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션)

BEV의 대표 차종은 역시나 테슬라가 가장 먼저 떠오릅니다. 그러나 기아 니로EV, 현대 코나EV 등의 성장도 만만치 않습니다.

5. FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)

FCEV역시 BEV와 마찬가지로 내연기관은 사용하지 않습니다. 단 모터를 구동하기 위해 전기를 확보하는 방식이 BEV와는 다르며 수소를 산소와 결합시키므로 전기에너지를 얻습니다. 즉 구동원은 BEV와 같이 모터이지만 에너지원이 수소라는 점이 큰 차이점입니다.

수소연료전지자동차의 핵심 기술은 연료전지이며, 연료전지에서 전기에너지를 만들어 내기 때문에 베터리는 보조적 기능만을 담당하는 것이 특징입니다. 대표적인 예는 현대 넥쏘를 들수 있습니다.

다음에는 연료전지기술에 대해 조사를 해 보도록 하겠습니다.