전기차가 대세인 이유에 대해서 알아보자

미래의 승용차로써 전기차가  대세가 될 수밖에 없는 이유가 무엇일까? 얼마 전 테슬라 전기차는 시가 총액 1조 달러(한화 1200조)를 넘어섰습니다. 2021년 초기만 하더라도 테슬라 전기차는 거품이 많이 끼었으며 실제 가치보다 주가가 너무 높게 평가되었다고 모두들 부정적인 의견이었습니다. 그러나 불과 1년이 되지 않은 시점에서 테슬라 전기차에 대한 관심이 그 어느 때보다 점차 높아지고 있습니다. 다음은 미래 승용차로써 전기차가 내연 기관차나 수소 전기차를 제치고 왜 대세가 될 수밖에 없는지에 대해 알아볼까 합니다.

1. 모빌리티 서비스 : 서비스로서의 모빌리티
2. 전기차의 가격 경쟁력 확보 
3. 전기차의 단순함 

1. 모빌리티 서비스 (Mobility as a Service) 

2016년 9월 파리 모터쇼에서 디터 제체 벤츠 회장은 CASE를 발표했습니다. CASE란 연결성(Connected), 자율주행(Autonomous), 공유화(Shared & Service), 전동화(Electric)를 의미합니다. 이것은 자동차 산업에 있어서 커다란 변화를 상징하고 있습니다. 현재 자동차 업계는 지난 100년간 내연 기관차가 누렸던 지위에 심각한 도전과 변화를 경험하고 있습니다. 이를 타계하기 위하여 전기차로 변화를 모색하고 있습니다. 

 

모빌리티 서비스로 수익을 내기 위해서는 커넥티드, 자율주행, 차량 공유 기술이 필요합니다. 서비스로서의 모빌리티(Mobility as a Service, MaaS)가 최적의 상태가 되기 위해서는 자율주행 소프트웨어를 탑재할 수 있는 플랫폼이 있어야 합니다. 그리고, 플랫폼을 설치할 디바이스가 바로 전기차가 되는 것입니다. 그러나 내연기관차의 경우 자동차를 운용하기 위해서는 엔진과 그 외 수만 개의 부품들로 만들어져 있어 전기차와 같이 자동차 제어 시스템을 중앙 컴퓨터로 작동하는 것이 전기차보다 훨씬 어렵다고 합니다. 하이브리드 자동차 역시 엔진 중심으로 자동차가 설계되어 있어 소프트웨어를 중심으로 한 스마트카로 발전하기에는 태생적 한계를 가지고 있습니다.

 

테슬라의 전기차는 단순히 전기차로서 뿐만 아니라 소프트웨어를 통한 스마트카이기 때문에 더 많은 관심을 가지고 있습니다. 테슬라는 SDV(software Defined Vehicle, 소프트웨어로 정의되는 자동차)이기 때문에 더 의미가 있다고 볼 수 있습니다. 테슬라는 전기차는 단지 데이터를 모으기 위한 수단에 불과하고 소프트웨어를 통해서 얻을 수 있는 빅데이터에 더 많은 관심을 가지고 있다고 합니다. 이것은 애플의 아이폰이 처음 출시되었을 때 기존의 피처폰 소비자들이 아이폰에 열광했던 것과 같은 현상이라 볼 수 있습니다.

 

테슬라는 차를 팔아 수익을 내기보다는 소프트웨어를 기반으로 한 모빌리티 서비스와 데이터를 통해서 더 많은 수익을 낼 것으로 기대하고 있습니다. 세계 1인 자동차 업체인 폭스바겐도 2030년 MaaS시장이 700억 달러 규모로 예측하며 이를 위해서 회사의 총역량을 전기차와 소프트웨어 개발에 쏟고 있습니다. 

 

2. 전기차의 가격 경쟁력 확보

전기차를 의심의 눈초리로 바라보는 것 중의 하나가 차량 가격입니다. 휘발유 차량의 가격은 최근 들어 연비 규제와 탄소 배출 규제 등으로 인하여 계속적으로 비용이 상승하고 있습니다. 그러나 전기차의 경우는 원가의 대부분을 차지하고 있는 것이 배터리인데 계속적인 혁신을 통해서 배터리 가격이 계속적으로 내려가고 있습니다.  하이브리드나 플러그인의 경우는 전기차 시스템과 내연기관 시스템을 동시에 설치해야 하기 때문에 가격 경쟁력에서 밀릴 수밖에 없습니다. 그리고 수소 연료 전지차 역시 전기차 시스템을 동시에 탑재해야 하기 때문에 가격적인 면에서 한계를 가지고 있습니다. 

 

가격적인 측면에서 내연기관차와 전기차를 비교하면 대략적으로 아래 설명과 같습니다.  현재 한 번 충전으로 400km를 가는 전기차의 배터리 원가는 900만 원 정도 하고 있습니다. 이는 전기차 전체 원가의 40%를 차지한다고 합니다. 업계에 따르면 2025년쯤이면 배터리 원가가 약 400만 원 정도로 예측하고 있습니다.  자동차 산업에서는 Wright의 법칙이 있는데 누적 생산량을 2배로 늘리때마다 비용이 15%씩 감소한다는 법칙입니다. 전기차에 대한 수요가 급격히 증가함에 따라 생산량이 증가할수록 전기차에 중요 부품인 전기 모터와 배터리에 대한 원가가 지속적으로 감소할 것이고 결과적으로 전기차 가격 전체에 영향을 줄 것으로 보고 있습니다. 또한 전기차는 대당 2만 개 이상으로 내연 기관차와 비교하였을 때 부품이 그 절반이면 충분하기 때문에 전기차 생산이 급증할수록 부품의 수평 분업이 가속화되고 대부분의 부품 가격도 지속적으로 내려갈 것으로 보고 있습니다. 

 

중형 내연 기관차의 경우 차량 제조원가는 1300만 원이라고 합니다. 반면 같은 크기의 전기차는 원가는 현재 2000만 원 정도입니다. 단순히 산술적으로 계산해도 2025년이면 배터리 원가 인하분만 반영해도 전기차 원가가 1500만 원으로 떨어지게 됩니다. 다른 부품 가격의 원가 인하를 같이 고려한다면 내연 기관차와 생산 제조 원가가 비슷해지거나 좀 더 제조 비용이 이 저렴하게  들어갈 것이라 예측할 수 있습니다.

 

하이브리드카의 경우는 내연기관차와 전동 시스템을 동시에 설치해야 하기 때문에 완성차를 만드는데 많은 부품과 함께 훨씬 복잡한 상태가 됩니다. 따라서, 당연히 가격 경쟁력 측면에서는 한계를 가지고 있을 수 밖에 없으며 획기적인 비용절감이 상당히 어려울 것으로 예상됩니다. 도요타의 경우 지난 20년간 지속적인 노력에도 불구하고 내연기관차 대비 추가 비용이 200만 원까지 차이를 줄이는 것에 만족하고 있습니다. 그 이상의 비용 절감은 어려울 것으로 보고 있습니다. 

 

이러한 몇 가지 측면을 고려해 보았을 때 전기차는 이제 대량 생산의 초입단계이고 향후 10년 뒤 전기차가 상용차의 주류가 될 경우 생산단가의 하락과 여러 공정으로 단순화 및 개선으로 인하여 전기차 가격의 하향 조정될 것으로 긍정적으로 내다보고 있습니다. 

 

3. 전기차의 단순성

소비자의 사용을 늘리거나 기술 보급을 하는 데 있어서 중요한 덕목 중의 하나가 단순함(Simplicity)입니다. 동일한 기능을 수행할 때 복잡한 것보다는 단순한 것이 훨씬 높은 선호도를 가지며 경쟁력에서 우위를 가지게 됩니다. 단순할수록 비용을 낮출 여지가 많고 사용의 증가를 가져올 수도 있습니다. 이러한 관점에서 바라보면 상용차의 대부분을 차지하는 2만 개 이상의 부품으로 만들어진 내연기관차와 여기에 기능을 추가한 수소연료전지차 또는 하이브리드차와는 단순함에 있어서 비교가 되지 않을 것입니다. 

 

전기차는 단순한 파워트레인 구조를 가지고 만들었습니다. 전기차에는 엔진과 변속기, 연료 탱크 등 기존의 파워트레인이 하던 역할을 배터리와 모터가 그 역할을 담당하고 있습니다. 엔진과 변속기의 역할은 작고 단순화한 모터가 담당하며, 연료탱크의 역할은 배터리가 그 기능을 대신하게 되었습니다. 따라서, 전기차에서는 엔진을 움직이기 위해 필요한 많은 부품이 사라지고 변속 부품의 구조도 단순화되었습니다. 이렇게 단순화된 차제 구조는 차량의 공간 활용과 전체적인 외양 및 모습 등에 대하여 다양한 시도를 할 수 있게 도와주고 있습니다. 

 

전기차의 부품이 전체적으로 내연기관 대비하여 절반 수준으로 구성되기 때문에 부품 유지비에도 상당한 영향을 줍니다. 전기차의 전체 구성의 단순함은 내연기관차와 비교하였을때 부품 유지비를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 내연기관차와 비교하여 관리 항목이 적습니다. 내연 기관차는 엔진하나만 해도 거기에는 밸브, 필터, 벨트 등이 있으며 정기적으로 관리하거나 교체를 해야 합니다. 또한 주행거리에 따라 지속적인 점검과 관리가 필요합니다. 그러나 전기차의 경우는 굉장히 단순하게 되어 있으며 배터리나 모터는 대부분 수리가 아니라 교체의 방식이기 때문에 정비가 아주 손쉽게 진행될 수 있는 장점을 가지고 있습니다.  

 

폭스바겐 등 유럽의 승용차 회사들이 전기차에 몰입하는 이유들 중 중요한 이유은 복잡성을 줄이기 위해서라고 합니다. 앞으로 우리가 운전할 미래의 차량은 탄소 배출이 없으며 모빌리티를 극대화할 수 있는 디바이스로서의 역할을 해야 합니다. 모빌리티를 구현하기 위해 필요한것이 앞서 설명되었듯이 소프트웨어를 설치하고 차량의 기능을 컴퓨터로 제어할 수있는 기능을 구축해야 합니다. 이렇게 하기 위해서는 차량의 구조가 내연기관처럼 복잡한 것이 아니라 가능하면 단순화하게함으로써 그 본연의 기능을 극대화 할 수 있어야 합니다. 이러한 필요성에 가장 부합하는 것이 지금으로서는 전기차인 것입니다.