[알아봅시다] 자동차의 대체연료

에너지원 풍부한 전기, 미래연료로 '각광'
바이오디젤 등 재생가능 자원 활용
배터리ㆍ주행성능 개선 연구 활발
친환경ㆍ경제성 갖춘 연료발굴 과제

전세계 자동차 업체들 고민은 고갈되어가고 있는 석유를 대체할 수 있는 연료를 찾는 것입니다. 석유는 매장량이 한정되어 있기 때문에 언젠가는 새로운 연료를 찾아야 합니다. 또 이전과 달리 석유 가격이 계속 상승하고 있으며, 앞으로도 오를 가능성이 높기 때문에 자동차 업체들은 현재 자동차와 비슷한 성능을 낼 수 있는 대체 연료를 찾고 있습니다.

하이브리드 자동차, 전기차 등이 최근 부각되는 이유도 이런 이유입니다. 특히 최근에는 환경에 대한 인식이 높아지면서 석유보다 친환경적인 요소를 가지고 있는 대체 에너지가 주목받고 있습니다.

환경 관련 법에 제약을 많이 받는 유럽과 미국 캘리포니아 주에서는 자동차 연료에 붙는 세율이 매우 높은 편입니다. 특히 전세계적으로 온실 기체 배출에 대한 규제가 강화될 것으로 예상되기 때문에 대체 동력 시스템에 관한 연구와 정책적 시도가 지속적으로 이루어지고 있습니다.

이미 대체연료는 현재 사용되고 있습니다. 우리나라는 2006년 7월 1일부터 일반경유에 5%의 바이오디젤(식물성 기름이나 동물성 지방과 같이 재생 가능한 자원을 바탕으로 제조되는 디젤)이 섞인 혼합경유를 판매하고 있고, 독일과 이탈리아에서는 2006년부터 도심버스, 대형 트럭은 아예 100% 바이오 디젤을 사용하도록 의무화하고 있습니다.

디젤 엔진 차량은 100% 순수 바이오 디젤로 주행이 가능해, 디젤의 대체연료로 꼽히고 있습니다. 하지만 추운지방에서는 수분함량이 많아 응고될 수 있어 바이오 디젤을 그대로 사용할 수 없어 일정비율로 디젤과 혼합해 사용하기도 합니다.

특히 디젤 엔진은 23%를 연소하는 휘발유 엔진에 비해 50%의 연료를 연소시킬 수 있고, 리터 당 평균 17㎞ 높은 연비를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있어 가장 현실적인 친환경 대체연료로 꼽히고 있습니다.

휘발유를 사용하는 자동차들 중 일부는 식물성 설탕에서 추출한 연료인 에탄올을 그대로 사용할 수 있습니다. 또 대부분 휘발유 자동차들은 에탄올을 15% 혼합한 연료를 사용해서 주행할 수 있어 이 부분에 대한 연구도 진행중입니다. 그리고 일부 내연기관을 재 설계해 휘발유 자동차가 85%로 농축한 에탄올로 주행이 가능하기 때문에 이 부문도 주목받고 있습니다.

에탄올을 대체연료로 사용하는 자동차는 1900년대 초에 이미 등장했으며, 1970년대 석유파동으로 각광 받은바 있습니다. 또 최근 대체연료의 중요성이 떠오르면서 다시 떠오르고 있습니다.

미국에서는 에탄올을 옥수수 증류기로 생산해 왔었으나, 1919년 알코올 생산을 금지한 금주법이 실시되면서 생산 자체가 중단되었습니다.

1970년대에는 브라질에서 에탄올을 연료로 사용하는 자동차가 등장해 인기를 끌게 됩니다. 그 이유는 브라질 정부가 높은 석유 가격과 수입 의존도 때문에 사탕수수에서 에탄올 연료를 생산하는 기업과 에탄올 자동차를 제조하는 기업에 막대한 보조금을 지급해 주었기 때문입니다. 덕분에 브라질에서는 에탄올을 사용하는 자동차가 1980년대 큰 인기를 끌었습니다.

정부의 시장개입, 지원 여부에 따라서 대체연료 시장이 어떻게 바뀔 수 있는지 보여주는 단적인 예입니다.

하지만 에탄올 자동차는 석유 가격이 하락하자 경제성이 떨어지면서 그 인기가 식었습니다. 그래도 당시 개발한 전력이 있기 때문에 브라질 정부는 에탄올과 휘발유를 혼합해 사용할 수 있는, 플렉스 자동차(flex-fuel vehicle, FFV) 개발을 독려해 왔습니다. 이런 노력으로 2005년 기준으로 브라질에서 판매된 자동차의 70%가 플렉스 자동차가 차지하고 있습니다.

전기는 최근 가장 떠오르는 자동차 대체연료입니다. 다른 대체연료와 달리 전기는 여러 가지 에너지, 매개체를 통해서 만들 수 있다는 것이 장점입니다.

전기를 이용한 현대식 전기차는 1959년 헤니 킬로와트(Henney Kilowatt)가 전기차를 발표되면서 처음 소개되었습니다. 이후 전기를 저장하는 배터리를 탑재한 전기차 연구와 개발은 지속적으로 진행됐습니다. 하지만 높은 생산비용, 낮은 운행속도, 짧은 운행거리로 인해 그동안 실용화되지 못했습니다.

최근에는 전기차 관련 배터리, 주행거리, 속도 등에 대한 기술적인 문제가 하나둘씩 해결되면서 전기가 가장 유력한 대체연료로 꼽히고 있습니다.

또 전기차와 기존 화석연료차 장점을 합해 내연기관과 전기 동력을 함께 사용할 수 있는 하이브리드 자동차(hybrid vehicle)도 미래차로 꼽히고 있습니다. 수소연료도 새로운 대체연료로 꼽히고 있지만 아직 상용화하기에 높은 가격, 주유소처럼 수소연료를 공급하는 거점을 마련해야 한다는 단점이 있습니다.

이와 함께 중국, 인도 등 신흥국가들에서 자동차 판매가 늘어나고 있어, 환경오염에 대한 문제가 더욱 커질 것으로 예상돼 경제성과 친환경성을 갖춘 대체연료를 찾기 위한 노력은 계속 될 것으로 보입니다.

이형근기자 bass007@

참고=위키피디아