전기차 시대 새로운 환경오염이 시작되었다.

21일 전 by 플랜X 매거진

 

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<출처=Photo by Oscar Sutton on Unsplash>

 


세계적인 전기차 시장의 성장과 역설적인 환경오염  


전기차 시장이 무서운 속도로 성장하고 있다. 이미 전 세계 대부분의 자동차 메이커들이 한 개 이상의 전기차 전용 모델을 선보이고 있고, 이는 테슬라가 촉발시킨 것이라고 해도 과언이 아니다. 그런데 친환경을 자처하는 전기차가 환경오염을 일으키고 있다면 무슨 뜻일까? 


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<출처=Photo by j-dean on Unsplash> 


전기차는 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있다. 기존의 화석연료를 사용하면서 부가적으로 전기 에너지를 사용하는 하이브리드 자동차와 순수 전기차로 불리는 전기차 전용 모델이다. 여기에 전기차의 연료 매개에 따라 연료전지 자동차를 구분하기도 하는데 이것은 마지막에 다루도록 하겠다. 


결국 전기자동차는 화석연료를 부가적으로 사용하는 경우를 제외하고는 거대한 배터리 장착이 필수적이라 할 수 있는데 바로 이 배터리의 촉매에 따라 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 

대부분의 전기차에 사용되는 배터리는 2차 전지의 일종인데 납, 카드뮴, 니켈, 리튬 이온, 리튬 폴리머 등의 화학 에너지가 전기에너지로 바뀌는 과정에 나타나는 전기 에너지를 사용하는 것을 말한다. 최근에는 리튬 폴리머 전지가 주로 사용되고 있는데 테슬라를 제외한 거의 대부분의 자동차 메이커들이 리튬 폴리머 배터리를 주력으로 사용하고 있다. 


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<출처=Photo by bram vanoost on Unsplash> 


해당 배터리는 이미 다양한 전자기기에 사용되고 있는 모델로 각형이나, 파우치형으로 개발하기 좋은 제품으로 알려져 있다. 반면 테슬라는 비교적 제조 단가가 저렴한 원통형 배터리를 사용하면서 전해질을 니켈, 코발트 알루미늄을 사용하는 NCA를 사용하고 있다. 여기에 최근 중국의 CATL을 중심으로 저가형으로 평가받는 리튬 인산철(LFP)을 사용하는 배터리가 공급된다고 알려지면서 관심을 모으고 있다. 


일반적인 평가는 리튬 인산철 배터리의 경우 고가의 전해질 사용이 줄어들면서 가격 측면에서는 강점을 가지고 있는 데다, 열안정성도 잡을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 상대적으로 주행 가능 거리는 줄어들 수 있는 것으로 알려졌는데, 테슬라는 기존과 동일한 주행거리를 소프트웨어 업데이트로 진행하겠다는 전략이다. 


친환경의 역설은 사고에서 시작된다. 


이렇듯 다양한 물질을 사용하는 전기차의 특성상, 화재에 취약하다는 점이 가장 큰 단점으로 지적되어 왔다. 최근 환경 보호 정책의 일환으로 전기차 보급에 열을 올리고 있는 각국의 정책상, 전기차의 보급은 앞으로 기하급수적으로 빨라지고 있는 가운데 전기차 사고 시 화재 사고가 발생하면서 문제가 되고 있다.


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<출처=Photo by dominik on Unsplash> 


전기차의 화재 사고의 가장 큰 원인은 바로 열폭주라는 현상인데, 리튬 이온 배터리가 발열 반응을 만나 냉각이 불안정해지면, 배터리 내부가 팽창하고 이를 이기지 못한 배터리가 폭발하는 경우를 말한다. 미국에서도 테슬라 자동차의 배터리 폭발 사고가 나타나면서 물 11만 리터, 장장 8시간 동안 진화를 위해 소방차가 출동하는 사고가 발생하면서 이 같은 문제가 지적되었다. 


일부 자동차 제조사들은 화재 진압용 용제를 담은 마이크로캡슐을 장착하는 방식을 동원하는 등 최근 들어 전기차 배터리 사고에 대비하기 위한 전략을 수립하고 있다. 그러나 여전히 화재 발생 시, 너무나 많은 자원과 연료가 필요하다는 점에서 과연 친환경 연료를 사용한다고 할 수 있을지 의구심이 든다. 


여기에 연료 전지 자동차로 분류되는 수소 자동차의 경우 일반 전기 자동차에 비해 용량이 적은 전기 배터리를 사용하고 있다는 점에서 화재 발생 시 상대적으로 안전할 수 있다는 점에서 긍정적으로 보는 경향이 있으나, 수소가 공기 중에 노출될 경우 폭발을 일으키는 등 화재와 관련한 안전성은 여전히 미지수이다. 


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<출처=Photo by etienne on Unsplash> 


여기에 친환경 에너지로 분류되는 수소의 경우 두 가지 연료원을 통해 얻어지는데 그중 하나가 바로 화석연료 정제 과정에서 발생되는 수소를 사용하고 있다. 업계에서는 화석연료 정재 과정에서 나오는 수소에너지의 경우 이른바 그레이 수소로 명칭 하면서 친환경적인 에너지원이 아니라는 점을 강조하기도 한다. 


수소 에너지원을 가지고 있는 거의 대부분의 나라에서 아직도 자체 수소 능력 개발을 위해 노력하고 있지만, 이른바 화석연료에서 비롯된 그레이 수소를 여전히 수요 에너지원으로 사용하고 있는 것이 사실이다. 

결국 친환경 에너지원으로 기대되었던 전기차나, 연료 전지 차량의 친환경은 아직은 미완성이라는 점을 간과해서는 안된다. 이들이 사용하는 연료와 모든 안전성이 지구의 온난화를 이겨낼 수 있을 그때 우리는 지구가 드디어 항상성을 되찾았다고 할 수 있을 것이다.   



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