토요타, “플러그 인 하이브리드가 최선의 대안”

[국이]

토요타, “플러그 인 하이브리드가 최선의 대안”

토요타, “플러그 인 하이브리드가 최선의 대안”

토요타자동차가 프리우스의 마이너 체인지 모델을 한국시장에 출시했다. 토요타는 미국과 유럽, 일본, 한국시장 등 각지의 특성을 고려해 그에 걸맞는 라인업 전략을 시행하고 있다. 한국시장에 출시된 2012년형 프리우스의 포인트는 세 가지 그레이드의 설정으로 소비자들의 선택의 폭을 넓히기 위함이다. 그런데 그보다 더 주목을 끈 것이 PHEV(플러그 인 하이브리드)카의 출시에 관한 것이었다. 국내시장에는 인프라 등의 문제로 검토 단계에 있지만 이미 미국과 일본, 유럽시장에서는 판매되고 있다. 토요타의 하이브리드 전략의 전반을 살펴 보자.

1992년 미국 캘리포니아주가 발표한 클린 에어 액트(Clean Air Act) 이후 30년 동안 전동화(Electrification)에 대한 다양한 시도가 있었다. 캘리포니아주 입장에서는 1998년이면 완전 무공해차를 2%는 판매할 수 있을 것이라고 보았었다. 그러나 기술적인 문제로 10년 연기되어 2008년까지 8%의 완전무공해차 의무 판매로 물러섰다가 다시 2012년 3%로 후퇴했다.

1990년대 GM과 포드, 크라이슬러는 배터리 전기차 개발을 위한 합작회사를 설립하는 등 노력을 기울였으나 3년만에 문을 닫으면서 배터리 전기차는 수면 아래로 가라앉았다. 토요타자동차만이 하이브리드 전기차에 올인하며 전동화를 위한 기반 기술을 축적해왔다. 그러다가 다시 2009년 미국 디트로이트 메이커들이 배터리 전기차를 미래의 대안이라고 주장했다. 그러자 업계와 미디어들은 예민하게 반응했다. 최근 3년 동안은 배터리 전기차가 금방이라도 시장을 확대할 것이라는 주장이 난무했다.

2011년 봄 상하이오토쇼와 가을의 프랑크푸르트오토쇼에서도 배터리 전기차는 필수 아이템이 될 것 같은 분위기였다. 하지만 2012년 1월 배터리 전기차의 근원지인 디트로이트오토쇼에서는 양상이 사뭇 달랐다. 배터리 전기차가 없어진 것은 아니었지만 목소리는 잦아 들었다. 대신 플러그 인 하이브리드(Plug In Hybrid), 혹은 레인지 익스텐더(Range Extender)가 현실적인 대안이라는 의견이 지배했다.

플러그 인 하이브리드와 레인지 익스텐더는 내연기관 엔진과 전기모터가 공존한다는 점에서는 기술적으로 같다. 다만 접근 방식이 다르다. 전자는 내연기관과 전기모터를 적절히 사용해 연료소비를 최대한 줄인다는 것이다. 그에 비해 후자는 평상시에는 전기모터로만의 구동을 전제로 한다. 그런데 배터리의 한계로 전기모터로만은 장거리 주행이 불가하다. 때문에 내연기관을 예비 동력으로 설정해 배터리가 방전되기 직전 충전용으로 사용하는 것이다. 둘 다 필요에 따라 충전을 할 수 있는 시스템을 갖고 있다.

배터리 전기차는 1990년대 이후 2009년에 다시 수면 위로 부상했었다. 하지만 기술적인 한계로 인해 당장에 중장거리용 자동차로서까지는 사용할 수 없다는 것을 확인하고 차선책을 찾게 되었고 그것이 플러그 인 하이브리드와 레인지 익스텐더인 것이다.

문제는 두 가지 모두 석유 소비를 줄일 수 있다는 점에서는 석유 의존도를 조금이라도 낮출 수는 있어도 궁극적으로 탈피할 수는 없다는 것이다. 또한 완전무공해 자동차는 아니다. 배터리 전기차 역시 Tank to Tire의 관점에서는 무공해지만 Well to Tire로 보면 전기를 생산하는 연료의 종류에 따라서 내연기관 자동차보다 더 많은 이산화탄소를 배출하기도 한다.

그렇다면 턱없이 비싼 비용을 들여 배터리 전기차를 고집하기보다는 당장에 효율성을 조금이라도 높일 수 있는 플러그 인 하이브리드나 레인지 익스텐더로 석유의 소비를 줄이자는 쪽으로 의견이 모아지고 있는 것이다.

석유가 그랬고 이산화탄소가 그랬듯이 배터리 전기차도 최근 수년 동안 정치적으로 많이 이용되고 있다. 배터리 전기차에 대해 다른 행보를 보이고 있는 것은 르노 닛산 그룹과 BMW 정도다. 기본 골격은 같지만 전용 전기차를 시판하거나 개발하고 있다는 점에서 그렇다. 대부분이 개조 전기차를 모터쇼장에 전시하는 정도의 수준인 것과는 비교가 된다는 것이다.

토요타자동차는 플러그인 하이브리드가 차세대 친환경차의 중심이 될 것이라고 단언하고 있다. 배터리 용량과 엔진 배기량의 최적의 조합을 시행할 수 있는 것이 하이브리드 전기차나 배터리 전기차보다 우위에 있기 때문이라는 것이다. 또한 가솔린 대비 하이브리드 전기차가 연비저감 효과면에서 40% 가량인데 비해 플러그 인 하이브리드는 70%에 달한다는 점을 내 세우고 있다.

특히 배터리 전기차가 75~85%의 정도의 저감 효과를 볼 수 있어 비용 등을 고려하면 PHEV가 가장 현실적인 대안이라는 것이다. 토요타자동차는 이 부분에 대해서는 배터리 전기차를 근거리용 교통 수단으로 사용하고 중장거리는 플러그 인 하이브리드로 가는 것이 최선의 대안이라는 대세를 주도하고 있는 것이다. 다만 하이브리드 전기차가 그랬듯이 초기 구입비용과 더불어 별도의 충전시설 등 인프라가 필요하기 때문에 시장 확대는 시간이 걸릴 것으로 보인다.

토요타는 지난 1월 30일부터 일본 내 판매를 시작했다. 일본 내 3만 5천~4만대를 포함해 전 세계 판매대수 6만대를 목표로 설정하고 있다. 엔트리 트림인 S 그레이드는 320만 엔부터.

프리우스 플러그-인의 가장 큰 특징은 배터리가 리튬-이온 방식이 채용됐다는 것이다. 리튬-이온 배터리가 적용되면서 전기차 모드로 가능한 거리는 26.4km로 늘어났다. 연비는 JC08 모드 기준으로 61.0km/L에 달한다.

외부 충전이 가능한 하이브리드인 것을 감안해 프리우스 플러그-인에는 PHV 드라이브 서포트라는 서비스가 기본으로 제공된다. PHV 드라이브 서포트는 인터넷을 통해 차와의 통신이 가능하고 여기에는 스마트폰으로 배터리 잔량과 충전소 위치 등의 기능 등이 포함돼 있다.

파워트레인은 98마력의 힘을 내는 1.8리터 가솔린과 80마력의 전기 모터가 조합된다. 종합 출력은 134마력이다. 고효율 충전 케이블을 채용해 200V 기준으로 90분 만에 완전 충전이 가능하다. 배터리가 방전된 하이브리드 모드에서도 31.6km/L의 연비를 자랑하며 종합 CO2 배출량은 38g/km에 불과하다. 그리고 전기차 모드로 100km/h까지 속도를 올릴 수 있다.

1997년 초대 프리우스 출시 이후 토요타자동차는 EMS(Energy Management System)를 비롯한 관련 핵심 기술의 노하우 축적을 바탕으로 PHEV 부문에서도 리더의 자리를 확고히 할 수 있다는 자신감을 보이고 있다.

>>>이에 대한 반대 의견

 하이브리드카는 고연비, 알고보니 "속았다!"

고속 주행 연비, 일반 차보다 떨어져
배터리·모터 추가로 적재공간 작아져
페차 시 환경 오염 발생 우려

가격을 `확' 낮춘 2000만원대 하이브리드 자동차가 등장하면서 차량 구매을 앞둔 드라이버들의 고민이 깊어졌다.

고유가 시대에 가솔린 차량보다 연비가 탁월한 하이브리드 자동차를 구입할 것인지 아니면 아직까지 시기상조라는 생각에 상대적으로 선택의 폭이 넓은 가솔린 차량을 선택할 것인지 갈등하기 때문.

신차 광고에서도 하이브리드 자동차는 탁월한 연비에 친환경을 강조하고 있으니 차량 교체를 앞둔 고객들은 그야말로 `진퇴양난'이다. 보통 차를 한번 구매하면 적어도 3~5년은 몰아야 하니 한 번의 잘못된 선택 돌이킬 수 없는 후회를 만들 수 있다.

그렇다면 이제 막 자동차 시장에서 인기를 얻고 있는 하이브리드 자동차, 정말 좋기만 할까?

결론부터 말하자면 `꼭 그렇지는 않다'다.
하이브리드 자동차는 저속에서는 전기로, 고속에서는 기름으로 동작하기 때문에 얼핏 보면 연비가 정말 탁월한 것처럼 보인다.

그러나 여기에 함정이 있다. 하이브리드 자동차의 경우는 일반 자동차에 비해 약 100~300kg 무겁다. 자동차 엔진 외에 모터와 배터리가 추가로 탑재되기 때문이다. 실제 K5 하이브리드는 K5보다 120kg이 더 나간다.
따라서 하이브리드 자동차가 고속 주행을 할 경우에는 같은 시간 더 많은 휘발유가 소모된다. 이는 일반 휘발유 차량보다 연비가 떨어진다는 것을 의미한다. 시내 주행의 경우 저속 운전을 주로 하기 때문에 연비 효과를 보지만 고속도로나 차량이 없는 도로에서 속도를 높이면 이 때부터는 연비가 안좋아진다는 얘기다.

또 다른 단점은 모터와 배터리 추가 탑재로 휘발유 차량보다 적재공간이 작다는 것이다. 따라서 짐 등을 실을 때 상대적으로 제한적이다.
폐차 할 경우는 심각한 환경 오염의 원인이 될 수 있다. 친환경 차량으로 탄생했지만 폐차할 때는 일반 차량보다 오염도가 높다니 아이러니하다. 그 이유는 배터리, 납, 플라스틱 등 대당 상당한 양의 오염물질이 나오기 때문이다.

특히 하이브리드 차량의 핵심 부품인 리튬 배터리를 처리할 때 발생하는 오염은 불가피하다.
이 밖에도 비싼 배터리 가격, 충전소 인프라 부족 등도 하이브리드 자동차의 단점으로 꼽고 있다