배터리 성능개선 가속화, 3세대 전기차 시대 임박

전기차 산업은 전 세계에서 활발한 연구개발이 이뤄지고 있는 분야 중 하나다. 우리 나라 역시 기후변화에 대응하고 온실가스 감축 및 미세먼지 저감을 위해 전기차, 전기버스, 전기 상용차 보급이 확대 추진되고 있다. 전기차 시대에 돌입한 상태에서 시장 규모가 커지고 기술적 성장이 이뤄지면 지금의 전기차 시장도 더욱 크게 도약할 것으로 전망된다.

향후 5년 내 3세대 전기차 시대 도래, 기존 전기차 불편함 적극 해소 될듯

[인더스트리뉴스 최홍식 기자] 한화투자증권 자료에 따르면 오는 2021년이 되면 3세대 전기차 시대가 될 것으로 전망된다. 초기 정부 규제와 보조금으로 전기차 시장이 형성됐다면, 2세대 과정을 거쳐 3세대부터는 전기차 시장이 자생적으로 확대 될 것으로 예상하고 있다,

한화투자증권 이순학 연구원은 향후 3~5년 이내 전기차가 내연기관 자동차를 밀어내고 메인 스트림으로 자리잡을 것으로 판단하고 있다. 이 연구원은 “기존 전기차가 지니고 있던 문제점들이 점차 해결되고 있고, 친환경적으로 기여하는 부분이 더 증가하고 있으며, 상품성이 개선돼 보조금 없이도 충분히 구매할 수 있을 것이다”고 분석했다.

오는 2021년이 되면 3세대 전기차 시대가 도래할 것으로 전망되고 있는 가운데 주행거리가 대폭 늘어나고 충전시간 단축으로 전기차 활용이 급증할 것으로 예상된다. [사진=pixabay] — 2021년이 되면 3세대 전기차 시대가 도래할 것으로 전망되고 있는 가운데 주행거리가 대폭 늘어나고 충전시간 단축으로 전기차 활용이 급증할 것으로 예상된다. [사진=pixabay]

전기차 확대 보급에 대한 활동이 활발하게 이뤄지고 있음에도 불구하고 현재까지의 전기차는 1회 충전에 따른 주행거리가 짧고, 충전시간이 길다거나 충전소 부족으로 충전하는데 많은 불편함이 뒤따르고 있다. 또한, 성능이나 디자인적 부분에 있어 소비자의 구매 욕구를 자극하지 못하고 있다.

한화투자증권 리서치센터에서 최근 진행한 설문조사에 따르면 전기차 구입을 주저하는 이유로 최대 주행거리를 꼽은 비율이 23%로 가장 높았고, 인프라 부족 15%, 충전시간 15%, 비싼 가격 6%로 순으로 나타났다. 한편, 전기차 구매를 주저할 이유가 없다는 응답이 38%가 나와 전기차 사용에 대한 대중적 인식이 많이 바뀌고 있음을 보여주기도 했다.

주행거리 증가 및 충전시간 절감으로 전기차 확대 보급 예상

앞서 언급했던 현재 전기차 운용의 주요 문제들은 기술개발과 수요 증가 분위기를 타고 점차 해결될 것으로 이순학 연구원은 전망했다. 우선 3세대 전기차가 등장하면서 주행거리와 긴 충전시간 문제는 점진적으로 해결될 것으로 보인다. 3세대 전기차는 자동차 업체가 순수 전기차용 플랫폼으로 개발한 차량을 의미하는데, 1회 충전으로 최소 500km 이상을 주행할 수 있는 차량을 말한다.

전기차 구입을 주저하는 이유 [자료=한화투자증권 보고서, 한화투자증권 리서치센터, EV트렌드]

1세대 전기차는 BMW의 i3, 닛산의 Leaf 등 기존 내연기관 차량의 플랫폼을 부분적으로 개조해 만든 것으로 차량의 내외부가 거의 내연기관과 흡사하고, 주행거리는 130km 이내에 불과했다. 높은 배터리 가격으로 많은 용량을 탑재하지 못해 주행거리 제약이 매우 컸다. 2세대 전기차의 겨우 GM의 볼트나 테슬라의 모델 3가 해당되는데 배터리 용량이 1세대 전기차에 비해 획기적으로 증가했다. 1회 충전으로 300km 내외의 주행이 가능해졌다는 점에서 상품성이 높아지고 전기차 확산을 유도했다. 하지만 차량 내외부가 기존 내연기관과 크게 다를 바가 없어 비약적인 발전을 이뤘다고 할 수 없다.

반면, 곧 맞이하게 될 3세대 전기차는 배터리의 용량적 진화와 주행거리의 확대는 물론 전기차 전용 플랫폼으로 개발돼 세련된 디자인을 가질 것으로 예상된다. 더욱이 정부의 인센티브 정책 없이도 구매할 수 있을 정도로 차량 가격이 하락할 것으로 예상됨에 따라 대량 양산 체제가 구축되는 상황이 될 것으로 보인다.

전기차는 2차 전지의 성능 개선 상황과 비례해 성능이 결정된다고 해도 무방할 정도로 2차 전지의 비중이 높다. 3세대 전기차에 적용될 2차 전지의 에너지 밀도는 1세대 전기차에 적용된 에너지밀도 보다 2배 이상 개선될 것으로 전망된다. 1세대 전기차의 경우 리터당 250~350Wh 수준이었는데 3세대 전기차는 650~70Wh 정도로 높아질 것으로 기대되고 있다.

EV용 배터리 팩 가격 추이 및 전망 [자료=한화투자증권 보고서, 한화투자증권 리서치센터]

2차 전지의 에너지밀도가 높아지게 되면 당연히 짧은 주행거리 문제도 개선될 것이며, 무게를 줄여 연비를 더욱 높일 수 있다고 이순학 연구원은 예상하고 있다. 개선된 2차 전지에는 더욱 발달된 음극재와 양극재가 활용될 것이며, 이는 2차 전지산업 확산과 가격 인하 효과를 거둘 것으로 예상된다. 에너지밀도가 높아진 2차 전지의 셀 가격은 지속적으로 낮아지는 상황이 될 것이며, 1세대 전기차 시대에 kWh 당 700달러 정도였던 셀 가격이 3세대 전기차 시대가 되면 100달러대로 낮아질 것으로 보인다.

이러한 2차 전지의 가격하락은 전기차 주행거리와 가격에 큰 영향을 준다. 실제로 일본의 닛산은 2011년 완충 시 주행거리 117km의 전기차 Leaf를 처음 선보이면서 2만9,000달러에 판매했다. 그러나 올해 출시한 2세대 Leaf는 243km의 주행이 가능함에도 같은 가격인 2만9,000달러에 판매하고 있다.

BMW 역시 비슷한 상황이다. 초기 모델인 i3의 경우 4만4,500달러의 고가에도 불구하고 완충 시 주행거리가 130km에 불과했다. 지난해부터 2차 전지의 용량을 1.5배 높인 모델을 시장에 선보이고 있는데 이 차량의 경우 200km의 주행거리를 확보하고 있다. i3 모델은 2차 전지 용량을 확대하면서 차량 성능을 개선한 것으로 기존 차량의 설계를 크게 바꿀 수 없이 상품성을 높인 사례라 할 수 있다.

최홍식 기자 다른기사 보기