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[오토저널] 수송분야 탄소중립 전략

채영석 입력 2022. 07. 28. 

[오토저널] 수송분야 탄소중립 전략 (daum.net)

[오토저널] 수송분야 탄소중립 전략

지난 100년간 우리나라는 평균 기온 1.8도 상승하며 폭염과 한파 등 기상 이변 현상이 증가하고 있다. 기후변화정부간협의체(IPCC)는 2018년도에 발표한 ‘지구온난화 1.5도’ 특별보고서에서 2100년까지 산업화 이전의 지구 온도보다 1.5도 상승을 억제하려면 2050년까지 이산화탄소(CO2) 배출과 흡수가 서로 상쇄(Net Zero)되어야 하는 매우 도전적인 CO2저감을 요구하고 있다. 

각국은 이 보고서를 기반으로 장기 저탄소발전전략(LEDS)인 CO2 감축 로드맵을 만들고 있으며, 산업 각 분야에서 CO2를 줄이기 위한 노력이 세계적으로 진행되고 있다. 전세계 CO2 발생의 16%를 차지하는 수송분야에서도 CO2/연비 규제를 통해 각국은 저감 목표를 정하고 있으며, 가장 앞서가는 유럽에서는 2030년까지 2021년 대비 승용차에서 평균 37.5%를 줄여야 하며, 작년에 발표한 “Fit for 55” 제안서에는 2030년까지 55%, 2035년까지 Zero tail-pipe CO2를 요구하고 있는 상황이다. 

우리나라도 2050년 탄소중립 선언 이후, 작년에 2050 탄소중립 시나리오와 2030 NDC 감축 목표를 기존 26.3%에서 40% 상향하는 것으로 확정 발표했으며, 수송분야에서는 8년안에 37.8%를 감축해야 한다. 이를 위해서 전기차, 수소전기차 보급을 450만대, 바이오 디젤연료 확대, 대중교통 강화 등 수요관리 강화를 주요 방법으로 정부가 추진하려고 한다.

CO2는 미세먼지나 다른 유해배출물처럼 국지적인 문제가 아니라 글로벌하게 줄여야 한다. 현재 자동차의 CO2 제도(Tank-to-Wheel 기반)는 배기관에 나오는 CO2양을 기준으로 하고 있다. 현재 수송분야에서 CO2를 줄이려면 배기관에서 배출이 전혀 없는 전기차와 수소전기차가 가장 좋은 대안이라고 할 수 있다. 그래서 자동차업체에서는 CO2 규제를 만족하기 위해서 전기차, 수소전기차 개발과 판매에 노력하고 있고, 정부는 각종 규제와 인센티브를 이용하여 전기차와 수소전기차를 장려하고 있다. 

과연 내연기관차를 모두 전기차와 수소전기차로 바꾸면 자동차 때문에 발생되는 CO2는 해결되는 것일까? 자동차로 인한 CO2 발생은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 자동차를 생산하고 폐차할 때 발생되는 것(Vehicle cycle)과 자동차 운행에 필요한 전기나 연료를 생산하고 사용할 때 발생되는 것(Fuel cycle)이다. 이 둘을 합한 것이 넓은 의미의 자동차 전과정평가(Life Cycle Assessment)로 자동차로 인한 CO2 총 배출량이다. 

최근 유럽에서 내연차를 2030년 판매 금지할 경우와 2045년에 판매 금지를 할 경우에 대해서 자동차 관련 전체 CO2 발생량 동향을 발표했다. 예측한 결과를 보면 배기관 기준으로는 효과가 있지만 배터리 생산 시 발생되는 CO2 양 때문에 자동차 생산을 포함한 LCA 기준의 CO2는 큰 차이가 없는 것을 볼 수 있으며, 초기에는 전기차를 생산하는데 훨씬 많은 CO2가 발생되어 조기에 내연차를 판매금지하는 경우가 더 많은 CO2가 발생되는 것을 볼 수 있다. 배터리 생산을 얼마나 친환경 에너지를 이용하여 생산하느냐가 글로벌 CO2를 줄이는데 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 

최근 한국자동차공학회에서 발표된 자료를 보면 전기차의 LCA CO2 배출은 하이브리드차와는 동등하고 내연기관차보다 약 25% 정도밖에 적게 배출됨을 알 수 있으며, 또한 전기 생산 방식에 따라 큰 차이가 있다. 일본은 2030년의 연비 제도를 전기, 연료의 생산 시 발생되는 CO2를 고려한 방법(Well-to-Wheel 기반)을 도입할 예정이고, 유럽도 2023년까지 전과정평가를 고려한 규제의 도입여부를 결정할 예정이다. 현재 배기관 CO2 규제보다 LCA기반 CO2 규제로 전환되어야 수송분야의 CO2를 체계적으로 줄일 수 있다. 

자동차 관련 CO2를 줄이기 위해서는 <그림 2>에 나타낸 것과 같이 두 가지 큰 변화가 필요하다. 첫째는 연료의 전환이다. 현재의 화석연료 사용을 줄이고 탄소중립에너지의 생산을 확대하고, 사용하는 시스템의 전환이다. 태양광과 풍력을 이용한 청정 전기 생산, 청정 전기를 이용한 그린수소 생산 및 보급, 그린수소와 CO2 포집으로부터 생산한 E-fuel, 바이오매스로부터 생산한 바이오연료를 사용해야 한다. 국내에서 신재생에너지를 포함한 무공해 에너지 생산 확대와 해외에서 신재생에너지를 이용한 그린수소와 E-fuel을 전략적으로 생산하거나 수입하는 정책이 요구되며, 탄소중립에너지로의 전환은 장기적인 로드맵 수립과 전략이 필요하다. 

둘째로는 고효율의 동력원 개발이다. 현재는 엔진기반의 자동차를 줄이고 전기차와 수소전기차의 보급을 위해 정부의 보조금이 확대되고 있다. 그러나 정부의 보조금 정책이 소비자가 에너지를 적게 사용하는 동력원과 차량을 선택하게하는 전환이 필요하다. 현재는 소비자가 에너지를 많이 사용하는 대형차와 SUV를 선호하는 추세이고, 최근 전기차의 판매 동향을 보면 대형화 추세로 차량 무게 증가로 인해 전비가 악화되고 있다. 시스템 효율이 높은 동력원 개발과 에너지를 적게 사용하는 자동차를 개발하고 판매를 유도하는 정부의 정책과 보조금 정책 전환이 요구된다. 최근에 하이브리드를 포함한 엔진기반 동력원에서도 초희박엔진, 직분식 수소엔진 개발 등 새로운 기술이 개발되고 있다. 향후 정부는 다양한 동력원이 개발될 수 있는 장기적인 지원과 생태계조성이 필요하고, 전기차와 수소차의 원활한 보급을 위해 충전 인프라의 구축에 더욱 매진해야 한다.

글 / 민경덕 (서울대학교)

출처 / 오토저널 2021년 3월호 

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