[김필수(대림대학 자동차공학과) 교수의 자동차칼럼]
모터쇼는 앞으로 다가올 새로운 자동차의 모습과 기술을 미리 확인할 수 있는 창구역할을 한다. 1997년 12월 토요타 프리우스가 발표됐을 때 자동차의 새로운 시대가 오고 있음을 확인하는 계기가 됐다. 이 차는 우리가 일반적으로 알고 있는 엔진 힘으로만 구동력을 얻는 방식이 아닌, 모터와 엔진을 병용하는 이른바 "하이브리드(Hybrid)"라는 용어가 본격적으로 등장하는 계기를 만들었다.
하이브리드는 "잡종", "혼성" 등 여러 의미로 쓰이고 있으나 자동차의 경우 동력원을 두 가지 이상 사용하는 의미로 파악하면 된다. 요즘 나오는 하이브리드카는 엔진과 모터를 이용하는 방식을 지칭한다.
요즘 차세대 자동차로는 크게 전기차, 하이브리드카, 연료전지차 등이 부각되고 있으나 개발되는 대체연료에 따라서도 LPG, CNG, DME, 알콜, 수소, 바이오디젤 등 다양한 종류가 개발되고 있다. 또 기존의 엔진을 개량하고 경량 재료 등을 활용하면서 특성에 맞는 차를 만들고 있다. 각 국가의 환경 및 특징에 따라 개발하고자 하는 차종 및 방향이 다르므로 차세대 자동차는 다양한 특징을 가진 퓨전(Fusion) 개념을 갖고 있다고 할 수 있다.
이 중에서도 하이브리드카는 현재의 기술 수준과 주변의 인프라 측면에서 가장 적용하기 쉽고 경제적인 차로 꼽힌다. 완전히 새로운 개념의 자동차가 활용되려면 자동차 자체의 특징도 중요하지만 이를 유기적으로 활용하기 위한 주변의 인프라 구축에 더욱 많은 기간과 비용을 필요로 한다. 따라서 각 국에서는 이러한 측면을 고려해 차종과 연료를 개발하고, 국민의 이해와 홍보를 병용하게 된다.
우리가 주변에서 타는 일반적인 자동차는 엔진을 동력원으로 하고 구동력을 얻기 위해 석유자원을 쓰게 된다. 이 석유자원은 연소될 때 에너지와 함께 유해 배기가스를 발생시키고, 이는 인류의 건강뿐 아니라 지구 온난화 요인인 이산화탄소를 배출하게 된다. 배기가스는 인류의 생존을 위협하는 요소로 등장해 90년대 후반부터 선진국을 중심으로 이산화탄소를 비롯한 각종 유해가스에 대한 규제를 강화하기 시작했다.
따라서 세계 자동차메이커들은 새로운 개념의 무공해차 개발에 사활을 걸고 있으며 20~30년 내 도래할 석유자원의 부족을 염려해 새로운 대체에너지를 만들어야 하는 상황이 됐다. 특히 자동차 수출이 국가 경제에 지대한 영향을 주는 우리나라의 경우 선진국에 뒤지지 않는 자동차 기술을 개발해야 하는 절대절명의 과제를 안게 됐다.
일반적으로 자동차는 초기 시동 때와 가속 때 연료의 70% 이상이 소모되고 80% 이상의 배기가스가 배출된다. 바로 하이브리드카는 이러한 에너지 소모가 큰 영역을 엔진이 아닌 모터로 구동해 가장 효율적으로 운전하는 방식을 말한다. 모터를 사용하면 공회전 영역이 존재하지 않으므로 시동 시와 가속 시 이용하고 일반 정속 영역에서는 정상 동작하는 엔진을 이용함으로써 효율을 극대화한 모델이다. 특히 감속 시에는 마찰제동으로 없어지는 제동에너지를 회생시켜 축전지에 저장함으로써 에너지를 절감한다.
회생에너지는 전체 하이브리드카의 에너지 효율 중 40%를 차지할 정도로 중요한 역할을 한다. 정상 동작 시에도 기존 자동차에 비해 소형의 엔진을 얹음으로써 에너지를 절감하게 된다. 기존 자동차의 엔진은 저속에서 고속까지 이용함으로써 엔진의 용량을 크게 만들어야 하는 단점이 있으나 하이브리드카용 엔진은 고효율 영역의 구간만을 이용함으로써 크기도 작으면서 최적의 조건에서 동작된다.
토요타가 개발한 하이브리드카는 현재 세계 각 국에서 판매되고 있으며 세계 하이브리드카시장의 95% 이상이 토요타, 혼다, 닛산 등 일본 3사가 차지하고 있다. 토요타 프리우스, 혼다 인사이트, 닛산 티노 모델은 하이브리드카시장을 석권했다. 현재 후속모델이 개발되고 차종도 확대생산되고 있다. 올해초부터 미국 GM 등도 하이브리드카를 생산, 판매하고 있으나 실적은 미미하다. 그 만큼 일본의 하이브리드카 기술 수준은 세계 최고 수준으로 평가받고 있으며, 앞으로도 당분간 강세를 유지할 것으로 판단된다.
국내에는 현재 하이브리드카가 수입되지 않고 있으며, 국내 메이커들도 양상하지 못하고 있어 몇 년동안은 보기 어려울 것으로 보인다. 현대와 기아자동차는 2005년부터 양산모델을 생산할 예정이나 일본산 하이브리드카의 기술 수준이 매우 높아 낙관하기 힘든 상황이다.
앞으로는 무공해차의 시대인 만큼 누가 먼저 이 시장을 선점하느냐가 관건이라 할 수 있다. 따라서 우리의 대책은 어떤 지 살펴봐야 한다. 아직 자동차의 핵심기술은 수입하고 있고 정부 정책도 혼선을 거듭하는 부분이 많다. 그나마 최근 차세대 10대 성장동력으로 미래형 자동차 및 텔레마케팅 기술이 포함된 건 다행으로 여겨진다. 자동차는 각 분야의 기술이 모인 총합체인 만큼 산학연관의 조화 및 일관된 자세가 중요하다.
지금부터라도 하나가 되는 모습 및 이를 조율하는 정부의 역할을 기대해 본다.
