21세기형 꿈의 자동차 속속 개발

전기자동차의 시대는 과연 올 것인가. 기술적으로 해결해야 할 문제들이 남아있지만 예상보다 빨리 전기자동차 상용화가 이뤄질 전망이다. 지난 96년 미국에선 기존 주유소와 비슷한 형태의 전기자동차 충전소가 세계 최초로 선보이기도 했다.배기가스를 전혀 배출하지 않는 미래형 전기자동차는 어떤 원리로 작동할까. 방법은 전기를 저장했다가 사용하는 배터리식과 스스로 발전하는 연료전지식 두가지.배터리식 전기자동차의 성공열쇠는 얼마나 많은 전기를 얼마나 작은 배터리에 저장할 수 있느냐에 달려있다. 국내 한 전지업체는 최근 전기자동차용 대용량 리튬이온전지 및 전지제어시스템을 개발했다. 1회 충전으로 420㎞를 달릴 수 있으며 최고속도는 시속 124㎞. 전지제어시스템을 이용할 경우 11.5초 이내에 시속 100㎞를 낼 수 있다고.

세계적으로 상용화가 가능한 전기자동차용 리튬이온전지 및 제어시스템을 개발, 다이나모 시험(전기자동차가 전지에너지를 이용, 전륜 구동을 하며 실제 도로주행과 동일한 조건에서 각종 주행시험을 하는 성능시험)을 통과한 업체는 일본 소니 정도다.

연료전지식은 수소연료전지가 대표적이다. 배터리에 비해 작고 가벼운데다 재충전시간이 빠르다는 장점이 있다. 당초 수소연료전지는 우주선 동력공급용으로 개발됐다. 수소와 산소는 로켓의 연료와 산화재, 화학반응시 생기는 물은 승무원 음료수로 고안됐다. 연료전지는 수소와 산소를 화합해 물을 만들어내는 과정에서 발생하는 전기를 이용한다. 에너지 효율은 60% 이상으로 최신형 화력발전소의 효율 50%보다 경제적인 셈. 그러나 문제도 있다. 천연상태에서 수소가스가 없기 때문에 인위적으로 수소를 생성해 내야 한다. 현재 천연가스나 메탄올 등 수소화합물에서 수소를 추출해 사용하는 방법이 쓰이고 있다.

21세기 자동차산업의 키워드는 '저공해, 저연비'가 될 것으로 보인다.

석유자원 고갈과 환경오염에 대한 우려가 날로 커지며 자동차업체마다 보다 적은 연료로 많은 거리를 달리는 미래형 자동차 개발에 사활을 걸고 있다. 지난 7월 독일 폴크스바겐이 선보인 배기량 1천200cc급 루포는 휘발류 3ℓ로 100㎞를 주행, 초저연비 자동차의 가능성을 보였다.

이밖에 전기자동차, 태양광자동차, 하이브리드자동차, 압축천연가스(CNG)자동차 등이 속속 선보이며 꿈의 자동차로 발돋움할 준비를 하고 있다. 연비나 공해 면에서 전기자동차가 단연 주목받고 있지만 연료전지 소형화와 가격 문제로 진통을 겪고 있다.

때문에 최근 각광을 받으며 전세계 유명 자동차 메이커들이 앞다퉈 선보이는 것이 바로 하이브리드(Hybrid)차다. 하이브리드는 말 그대로 '잡종'이란 뜻. 기존 내연기관과 전기모터를 결합시킨데서 유래했다. 하이브리드차는 시내에선 매연이 없는 전기자동차로, 교외에선 가솔린이나 디젤 자동차로 변신하게 된다. 또 자동차 브레이크를 밟아 감속할 때 생기는 마찰에너지로 발전기를 돌려 전기에너지를 축적할 수도 있다.

상용 하이브리드차로는 지난 97년 도쿄모터쇼에 선보인 도요타의 '프리우스'가 최초. 1천500cc급 가솔린엔진과 니켈메탈 수소전지를 탑재한 프리우스는 1ℓ당 28㎞의 연비를 자랑한다. 지난달엔 혼다가 하이브리드차 '인사이트'를 개발, 연비 35㎞/ℓ을 달성하며 연비 경쟁에 불을 붙였다. 수바루의 하이브리드차 '엘튼'은 망간리튬전지, 일반전지, 태양광전지 등 3가지 전지를 갖춰 전기로 가는 동안 다른 전지를 충전할 수 있다.

미국 제너럴 모터스(GM)는 최근 디젤과 전기를 연료로 사용하는 하이브리드 버스를 내년부터 본격 시판할 계획이라고 밝혔다. 내년 중 선보일 GM사의 시험용 하이브리드 버스는 기존 엔진의 절반 크기인 전기-디젤 겸용 엔진을 사용, 디젤 소모량이 기존 차량에 비해 60% 이상 줄어든 것으로 알려졌다. 하이브리드 분야에서 도요타, 혼다와 3파전을 벌이는 GM이 버스 등 대형차량으로 영업전략을 선회한 것은 하이브리드용 축전지가 넓은 공간을 차지하는데다 대형차량의 연료비 부담이 커 시장성이 우수하다는 판단 때문.

한편 독일 다임러벤츠사는 최근 세계 최초의 수소자동차 '네카3' 개발에 성공했다. 2005년쯤 시판 예정인 '네카3'는 메탄올을 수소로 바꿔주는 연료전지로 엔진을 구동시키기 때문에 기존 석유연료 엔진에 비해 유해가스 배출량이 훨씬 적다.

국내에선 현대자동차가 지난 94년 시험용 하이브리드차 'FGV-1'을 선보였고, 지난해엔 태양광자동차인 '솔라Ⅱ'를 개발했으며, 지난해 상반기 초저공해 차량인 압축천연가스(CNG;Compressed Natural Gas) 버스를 개발하기도 했다. CNG버스는 기존 경유버스에 비해 공해물질 배출이 70~90% 이상 낮고 연비도 40% 이상 절감된다.