점차 지구에 남아있는 자원들은 고갈되고, 지구 온난화에 대한 피해와 함께 환경오염에 대한 경각심이 높아져 가고 있는 만큼 친환경 정책과 친환경 기업이 소비자들에게 더 많은 관심을 받고 있습니다. 현대인의 편리한 삶을 위해 가장 중요한 운송수단인 자동차 측면에서 보더라도 친환경 자동차 또한 우리 모두에게 관심 있는 분야일 것입니다. 오늘은 앞으로 우리가 더 관심 갖게 될 친환경 자동차의 종류와 그 원리에 대해 알아보도록 하겠습니다.
친환경 자동차란?
배기가스를 줄여 환경이나 사람에게 피해를 주지 않도록 제작된, 에너지 소비 효율 또한 높은 자동차를 말합니다. 우리가 알 고 있는 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 수소 자동차 등이 모두 친환경 자동차에 해당됩니다.
친환경 자동차의 종류와 원리
하이브리드 자동차(hybrid car)
내연 기관(가솔린 또는 디젤 연료 사용 엔진)과 전기 모터가 함께 구동되는 자동차로, 두 동력원의 장점을 활용하였기 때문에 연비는 높이고 배기가스를 줄이는 설계로 작동됩니다. 시동을 걸 때부터 일정한 속도로 저속 주행에 접어들게 되기까지는 전기 모터의 동력만으로 주행하기 때문에 내연 기관만을 이용하는 일반 차량에 비해 가스 배출량을 줄일 수 있습니다. 감속할 때는 전기 모터가 발전기 역할을 하여 자동차의 운동에너지를 전기에너지로 전환해서 배터리에 저장됩니다. 또 잠시 신호 대기나 교통 체증과 같은 정차 시에는 엔진 정지로 연료 절감의 효과를 내는 것입니다. 일반 내연 기관차에 비해서 출력이 떨어지고 구조가 복잡하다는 단점은 있으나 연비를 높이고 배기가스를 줄일 수 있는 데다 따로 충전소가 없어도 된다는 장점을 가지고 있습니다. 첫 번째 구동 원리가 연료 엔진이고, 전기 모터는 보조 구동 원리이므로 완전한 친환경 자동차로 가기 위한 과제와 배터리를 소형화해야 한다는 과제가 남아있다 할 것입니다.
플러그인 하이브리드카(plug-in hybrid car)
하이브리드 자동차와 차이가 나는 부분은 외부 전원을 사용한다는 점으로, 하이브리드 자동차와 전기 자동차의 장점을 결합한 자동차입니다. 전기 자동차처럼 외부 전기 콘센트에서 충전한 전기로 주행을 하고, 충전된 전기가 모두 사용되어 소모되면 그때 가솔린 엔진으로 작동됩니다. 따라서 첫 번째 구동 원리가 전기 모터, 보조 구동 원리가 연료 엔진이 됩니다. 하이브리드 자동차보다는 조금 진화했다고 볼 수 있으나 이 또한 가솔린 엔진을 사용해야 하므로 역시 탄소제로를 향한 최고의 대안이 될 수는 없습니다.
전기자동차(Electric Vehicle)
화석 연료를 사용하지 않고 전기만을 동력으로 작동되는 친환경 자동차입니다. 역사적으로 볼 때는 1873년에 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었다고 하는데 무거운 배터리와 충전 시간과 같은 현실적인 문제의 해결책을 찾지 못해 제작이 중단되었다가 1990년대부터 화석 연료의 자원 부족 문제, 환경오염 등에 경각심을 갖게 된 각국의 자동차 업체들이 앞다투어 개발 경쟁을 뛰어들었습니다. 무엇보다 화석 연료를 사용하지 않으므로 이산화탄소(CO2), 질소산화물(NOx) 등의 배기가스를 전혀 배출하지 않아 친환경적이며, 전기모터만을 동력을 작동하기 때문에 운행 비용이 상대적으로 저렴해서 경제적으로도 이점이 많습니다. 대부분 장시간 주차로 이동하지 않을 시, 심야 전력을 이용해서 자택에서 충전이 가능하고, 엔진이 없으므로 소음이나 진동도 적고 운전 조작 방법이 간편하다는 장점도 있습니다. 충전소가 많이 늘어나긴 했으나 아직 제한적인 점과 긴 충전 시간 등의 단점이 있으나 계속해서 개발되고 발전할 부분일 것입니다.
수소차(Fuel Cell Eletric Vehicle)
수소를 원료로 하여 수소와 산소의 화학반응으로 전기를 생산해 내고 이 에너지로 작동되는 자동차이므로 물 이외의 배기가스가 만들어지지 않으므로 친환경 자동차입니다. 수소충전소에서 수소를 충전해 저장하면 연료전지에서 이 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 전기를 생산해 내고, 이 에너지를 배터리에 저장, 모터에서는 저장된 전기에너지를 이용해서 자동차를 작동시키게 됩니다. 수소차가 작동될 때 생성되는 물은 남은 공기와 함께 배출되니 환경에 나쁜 영향이 없고, 전기차와 같이 전기 공급이 필요치도 않습니다. 수소의 충전시간은 짧은 편이며, 에너지 효율이 높아 장거리 운행 또한 가능하다는 장점이 있습니다. 단점으로는 일반 내연기관 자동차나 전기차보다 비용이 비싸며, 수소충전소 공급이 많이 제한적인 점, 수소의 안전한 저장이 필요한 점 등이 있습니다. 또한 수소를 생산해 낼 때 결국 화석 연료를 사용하여 온실 기체를 배출하게 되는 점은 꼭 해결해야 할 과제일 것입니다.
정리하며
이제는 전 세계적으로 자동차 분야에서도 각국의 기업들이 친환경적으로 앞서나가기 위해 많은 연구와 기술 개발을 하고 있습니다. 그에 따라 친환경에 대한 관심이 깊어지면서 친환경 자동차를 구매할 경우 차량 구매 보조금 혜택 정책도 이어지고 있습니다. 지금도 하루가 다르게 전기차를 소비하는 사용자가 늘어나고 있지만, 하루빨리 더 안전하고 더 편리하게 사용할 수 있는 친환경 자동차가 개발되고 상용화되길 모두가 기다리고 있습니다. 친환경 자동차의 개발 이득은 어느 한 기업의 것만이 아니라 우리 모두에게 다시 돌아올 것이기 때문입니다.