[류경진의 미래자동차 이야기] 내연기관차의 마지막 히든 카드 “e-퓨얼(e-fuel)”

2035년 내연기관차는 판매가 중지! .‘e-퓨얼’ 사용차량은 계속 달린다.

막강한 출력을 자랑하는 고급 스포츠카와 럭셔리 자동차를 만드는 회사들은 전기차 시대에 어디로 달려가야 될까. 포르쉐, 페라리처럼 레이싱카를 기반으로 한 스포츠카 회사들은 내연기관차 기술의 상징과도 같은 존재들이다.전기차 시대가 도래하면서 세계 최고의 자동차 브랜드 회사들의 고민도 깊어지고 있다.

그동안 쌓은 내연기관의 기술적 노하우를 지키기 위해 여러방면으로 '살길'을 모색하고 있지만 뚜렷한 해법을 찾지 못하고 있다. 하지만 전기차 시대를 맞아 고성능 엔진을 만드는 기술은 친환경이란 가치에 부딪혀 언젠가는 사라져야 할 운명으로 변해버렸다. 전동화 시대 유명 자동차 회사들은 생존전략 찾기에 골몰하고 있다.

유럽은 중국과 함께 세계에서 전기차 시장이 가장 활발한 지역으로 꼽힌다. 최근 유럽연합(EU)은 2035년까지 내연기관차를 완전히 퇴출하는 법안을 둘러싸고 한 차례 소동을 빚었다. 하지만 독일을 중심으로 자동차 산업이 발달한 일부 국가들이 거부권을 행사하면서다.

2035년부터 내연기관차 신규 등록을 금지키로 한 유럽연합(EU) 집행위원회가 e-퓨얼(e-fuel)을 사용하는 내연기관차의 경우는 예외적으로 인정하기로 했다.e-퓨얼 사용 차량이 탄소 중립 달성에 도움이 된다는 판단에서다.

2021년 엑손모빌과 함께 e퓨얼 실증 테스트에 나선 포르쉐.포르쉐 제공

◆'e-퓨얼' 사용차량은 계속 달린다.

e-퓨얼은 Electricity-based fuel의 약자로 직역하면 '전기기반으로 생산한 연료'라는 뜻이다. e-퓨얼은 태양광, 풍력 등 천연에너지로 물을 전기 분해해 만든 수소를 이산화탄소와 질소 등과 합성해 만드는 연료다. 메탄올과 가솔린, 디젤 등 기존 내연기관차에 쓰인 연료를 대체할 수 있어 탄소중립 달성 수단으로 쓰일 수 있다는 것이다.

이러한 e-퓨얼을 내연기관에 그대로 활용할 수 있어 탄소중립연료로 주목받고있다. 탄소중립연료는 말 그대로 탄소중립으로 인정되는 연료를 총칭하며, 탄소중립연료에는 e-퓨얼, 바이오연료, 수소, 암모니아 등 다양한 연료들이 있다.

e-퓨얼을 사용하는 내연기관차가 온실가스(CO₂)를 완전히 배출하지 않는 것은 아니다. e-퓨얼로 달리는 내연기관차가 내뿜는 탄소 배출량은 연료를 합성 생산하는 과정에서 쓰이는 양과 같다. 즉, e-퓨얼이 만들어지고 연소되는 과정에서 같은 양의 탄소를 흡수했다 배출하기 때문에 탄소중립연료라고 불린다.

그런데 기존 화석연료와 달리 완전 연소 비율이 높아 기존 경유 자동차 대비 미세먼지·온실가스 배출량이 20~40% 수준에 불과하다. 독일 정부 산하 미래 모빌리티 플랫폼(NPM : Die Nationale Plattform Zunkunft der Mobilitaet)의 분석 결과에 따르면 e-퓨얼을 연료로 투입한 트럭의 배출가스가 디젤 트럭의 20~40% 수준에 그쳤다.

칠레 e-퓨얼 파일럿 플랜트 사진=포르쉐

◆포르셰, 20%는 내연기관차 달린다.

e-퓨얼 개발에 가장 적극적으로 나서고 있는 자동차회사는 독일의 포르쉐이다. 포르쉐는 2022년 4월에 e-퓨얼 생산 설비 개발에 투자를 결정했으며, 12월부터는 칠레 하루오니 공장에서 e-퓨얼 생산에 돌입했다.

당시 마이클 슈타이너 포르쉐 AG R&D 이사회 멤버는 " 현재 13억 대 이상의 전 세계 내연기관 차량이 존재한다"며 "e-퓨얼은 기존 내연기관 자동차 소유자에게 탄소 중립을 위한 대안일 수 있다"며 e-퓨얼의 잠재력을 강조했다.합성연료(e-퓨얼)를 개발해 기존의 엔진 기술과 내연기관차를 그대로 유지하겠다는 전략이다.

포르쉐는 파일럿 단계에서 연간 약 13만리터의 e-퓨얼 생산을 계획했고, 파일럿 단계 이후 2025년 이후는 연간 5500만리터, 나아가 2027년에는 5억5000만 리터까지 생산 규모를 확대할 것으로 기대하고 있다.

포르쉐는 2030년까지 전 차량의 80% 이상을 전기차 모델로 출시하지만 나머지 20%는 내연기관차 유지를 계획하고 있다.

홀가 게어만 포르쉐코리아 대표는 지난달 17일 포르셰 75주년을 맞아 열린 시승식 행사에서 "배터리 기술이 수십년 동안 많은 발전을 해온 것처럼 e-퓨얼도 앞으로 효율성이 더 높아질 것으로 생각한다"며 "전동화 기술이 더 발전하더라도 내연기관차를 좋아하는 마니아들을 위해서 여전히 만들어야 한다. 연료가 무엇이든 사람들이 원하는 차를 만드는 게 우리의 목표"라고 말했다.

◆페라리의 고민

페라리 자동차도 전기차화라는 큰 흐름에 따르면서도 내연기관차 유지라는 전략을 내세우고 있다.2026년까지 전체 라인업의 40%를 내연기관 모델로 유지하겠다는 것이다.이후 2030년까지 하이브리드와 순수 전동화 비율을 각각 40%로 확대할 계획이다. 하지만 나머지 20%의 내연차 매니아를 위해 차별화된 주행 감성을 제공하겠다는 것이다. 페라리 또한 대체 연료 개발을 지속하겠다고 읽힌다.

◆e-퓨얼의 장단점

업계 연구에 따르면 e-퓨얼은 기존 화석연료 대비 이산화탄소 배출량이 최대 40% 줄어든다는 이점과 전동화가 힘든 산업·수송 모든 부문에서의 적용이 가능하며 전기 인프라가 부족한 개발도상국에 과도기적으로 사용 될 수 있다는 것이다. 액체 상태의 e-퓨얼은 보관·수송이 용이하고 기존의 석유제품 운송·보관 인프라 활용이 가능하다. 하지만, 여전히 비용적 측면에서 많은 과제가 남아 있는 상황이다.

현재 개발되는 e-퓨얼 가격은 리터당 6,000원 정도로 2030년 상용화 단계에 이르더라도 리터당 가격이 휘발유 대비 4배 이상이 될 것이라고 예상하고 있다. 이후 공급 확대로 가격이 싸진다고 하더라도 2050년쯤에야 휘발유와 비슷한 가격이 된다. 이에 따라 업계는 가능성을 열어두되 슈퍼카와 같은 일부 고가 차량의 업체들만 해당 사업에 진입할 것으로 예측했다.

◆e-퓨얼, 국내서도 대체연료 인정 추진

탄소중립연료인 e-퓨얼이 국내에서도 허용될 전망이다. 2050 탄소 중립을 위해 내연기관을 없애는 게 아니라 내연기관의 연료 전환을 모색하고 있다. 지난달 14일 부산 백스코에선 정부, 기업, 학계 등이 모여 최근 떠오르는 e-퓨얼 산업 발전 방안을 모색했다. 이 자리에선 e퓨얼의 국내 연구 상황과 비전, 그리고 도입을 위한 정부 의지도 발표됐다.

최근 유럽연합이 2035년 내연기관 폐지에서 한발 물러나 합성연료 사용을 허용키로 하면서 e-퓨얼 산업에 대한 기대감을 높였다.참여 기업들은 내연기관 수준의 열효율 달성을 목표로 개발 중이며 궁극적으로는 고도화된 하이브리드 시스템이 적절하다고 말했다. 또 e퓨얼로 완전 전환이 아닌 다른 에너지원과 같이 상호 보완 작용을 해야 한다면서 다변화된 선택지를 강조했다.

최보선 산업통상자원부 자동차 과장은 "2030년까지 무공해차 450만대 보급은 결코 간단한 일이 아니다"며 "산업부 주도로 e-퓨얼 연구를 시작했다"고 말했다. 이와 함께 "정부는 e-퓨얼이 명확한 대안 에너지라는 생각을 하고 있다"며 적극적인 관심을 보였다.

류경진 영남이공대학교 스마트 e-자동차과 교수

류경진 영남이공대학교 스마트 e-자동차과 교수