전기차, 너 진짜 친환경 맞아?

전기차,  너 진짜 친환경 맞아?

대학생신재생에너지기자단 19기 김수정, 21기 이태환

 

전기차 시장은 계속 성장한다

2020년 12월, 코로나가 만개했던 겨울. LEDS의 UN 제출 시한이 도화선이 되어 주요국의 탄소 중립 선언이 가속화되었다. 이에 2050 탄소 중립이 글로벌 패러다임으로 대두된 것이다. 그에 따른 첫 번째 움직임은 친환경 차의 보급이다. 한국, EU, 중국, 일본 등 글로벌 각국은 자동차 제작사에 적극적인 온실가스 감축 및 연비개선 의무를 부과하였다.

 

[자료 1. 주요국 온실가스 및 연비규제 동향]

출처 : 제4차 친환경자동차 기본계획

세계 각국의 친환경차 도입을 위한 규제와 지원 정책에 발맞춰 글로벌 자동차 기업들 역시 전기차 개발에 힘을 쏟았다. 그 결과 전기차 보급률은 빠른 성장을 이루었다. 블룸버그 NEF(New Energy Finance)가 발표한 “2019 전기차 전망(Electric Vehicle Outlook 2019)”에 의하면 2010년 수천 대 판매에 불과했던 전기차가 2018년 200만 대 이상, 2025년 1,000만 대, 2030년에는 2,800만 대, 2040년에는 5,600만 대를 돌파할 것으로 추정하고 있다. 한 마디로 전기차가 내연기관차를 앞질러 ‘대세’가 된 것이다.

그런데 최근 한 연구에서 전기차가 배출하는 비배기가스성 오염물질이 내연기관차보다 환경에 부정적 연구를 끼칠 수 있다는 내용이 발표되어 전기차 개발의 방향성을 다시 생각해보게 되는 계기가 되었다. 이에 따라 본 기사에서는 100% 친환경 자동차라고 생각했던 전기차가 배출하는 비배기가스성 오염 물질에 대해서 알아보고자 한다.

 

배기가스성 오염물질과 비배기가스성 오염물질

 

전기차의 오염물질 배출에 대해 알아보기 위해선 앞서 배기가스성 오염물질과 비배기가스성 오염물질을 구분하는 과정이 선행되어야 한다. 먼저 배기가스성 오염물질은 우리가 흔히 알고 있는 내연기관차가 배출하는 대기오염물질이다. 내연기관차의 자동차 배기가스는 가솔린 엔진의 경우 질소(70.3%), 이산화탄소(18.1%), 수증기(8.2%), 유해 물질(1%)로 이루어져 있으며 유해가스 물질은 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 미세먼지(Particulate Matters)로 구성되어 있다.

비배기가스성 오염물질이란 무엇일까? 간단하게 얘기하자면 차량 타이어나 브레이크 패드, 도로의 분진 등을 의미한다. 미국 포드가 유엔유럽경제위 PMP 그룹에 발표했던 비배기가스 미세먼지 자료에 의하면 타이어와 브레이크 패드 마모 때 나오는 분진은 PM2.5(지름 2.5um 크기)보다 훨씬 작은 나노미터 단위의 초미세먼지이다. 타이어는 종류별로 차이가 있으나 평균 15~50 나노미터의 초미세먼지가 나온다고 파악했다.

 

전기차와 내연기관차의 비배기가스성 오염물질 배출량은 어떻게 다른가

 

그렇다면 전기차와 내연기관차의 비배기가스성 오염물질 배출량은 어떻게 될까?

환경 학술지인 Atmospheric Enviroment지의 134호(2016년)에 Victor R.J.H.Timmers와 Peter A.J. Achten이 발표한 논문에 따르면 차량이 무거울수록 비배기가스성 오염물질의 배출량이 증가하며 또한 전기자동차의 경우 배터리를 장착하고 있기 때문에 평균적으로 동일한 사양의 내연기관 자동차보다 24% 무거운 것으로 나타났다. 이를 통해 전기자동차에서 내연기관차보다 더 많은 양의 비배기가스성 오염물질을 배출할 수도 있음을 유추해 볼 수 있다.

비배기가스성 오염물질 배출량에 대해서는 지난 6일 한국기계연구원 이석환 박사 연구팀에서 발표한 ‘차종별 미세먼지 측정 연구’을 통해 자세히 알아볼 수 있다. 연구팀에서는 자체 개발한 타이어·브레이크 마모 시뮬레이터와 이동형 도로 먼지 측정 차량을 활용해 차량에서 발생하는 비배기가스성 미세먼지를 측정했다. 이에 따르면, 가솔린, 디젤, 전기차(회생제동 90%)에서 PM10(미세먼지) 기준 2.3㎎/㎞, 43.2㎎/㎞, 47.7㎎/㎞, PM2.5(초미세먼지) 기준 14.5㎎/㎞, 14.1㎎/㎞, 13.9㎎/㎞ 수준의 미세먼지가 발생한다.

[자료 2. 차종별 미세먼지 발생량]

출처 : 한경산업

일반적으로 사람들은 전기차에서는 배기가스가 배출되지 않기 때문에 내연기관차에 비해 적은 양의 미세먼지가 발생할 것이라 생각한다. 그러나 최신 내연기관차의 경우 엔진 연소 및 후처리 장치의 발달 덕분에 배기 미세먼지의 배출량이 매우 낮아지고 있는 실상이다. 이에 이번 연구에서는 자동차에서 발생하는 미세먼지의 90% 이상이 비배기 미세먼지에서 유래하는 것으로 분석했다. 결국 무거운 무게로 인해 비배기가스가 많이 배출되는 전기차에서 더 많은 양의 미세먼지가 발생하고 있는 것이며, 만약 전기차 주행 거리를 늘리기 위해 큰 배터리가 장착될수록 전기차는 더 많은 양의 미세먼지를 배출하게 될 것이다.

 

이제는 비배기가스에 관심을 가질 차례

 

독일연방환경청에서는 수송 부문의 비배기가스의 배출 비율은 2005년기준 PM10은 58%, PM2.5는 24%에서 2030년에는 각각 93%와 74%로 늘어날 것이라 예측했다.

[자료 3. 독일연방환경청 수송 부문 비배기가스 배출 비율 예측]

출처 : 에너지플랫폼 뉴스

이와 같은 연구들이 발표되면서 영국 정부에서는 2030년까지 비배기 미세먼지는 10%, 배기 미세먼지는 1% 감축 목표를 설정하는 등 도로 교통 부문 규제가 기존의 배기 미세먼지에 대한 규제에서 비배기 미세먼지에 대한 기준 강화로 옮겨지고 있다.

비배가기스 미세먼지의 효과적인 저감을 위해서는 비배기가스의 배출량, 영향등을 객관적으로 측정·평가할 수 있어야 한다. 그러나 현재까지 수송 부문에서 미세먼지를 다루는 대부분의 공공 정책들은 배기가스를 대상으로 진행되고 있으며, 배기가스 배출에 비해 비배기가스 미세먼지에 대해서는 이해가 부족해 이에 대한 많은 관심이 필요한 상황이다.

지금까지 대중들에게 잘 알려지지 않았던 전기차가 배출하는 비배기가스성 오염물질에 대해 알아보았다. 물론 전기차는 환경에 유해한 배기가스의 배출이 없다고 봐도 무방하기 때문에 분명 내연기관차에 비해 환경적으로 가치 있는 것은 사실이다. 하지만 전기차가 환경에 공해를 전혀 일으키지 않는 진정한 청정 이동 수단으로 거듭나기 위해서는 "배기가스" 감축에 집중하던 전과 달리 "비배기가스" 저감 대책 마련에도 관심을 가져야 한다. 앞으로 전기차 보급 정책과 함께 보다 효과적인 도심 대기질 개선을 위한 노력이 이루어져야 할 것이다. 

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전기차에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "현대차의 '하이드로젠 웨이브' 1주년, 아직은 시기상조 일까?", 20기 윤지민, 21기 박지원, 21기 오화종, 21기 한세민, 22기 이지원

https://renewableenergyfollowers.org/3791

2. "이제는 버스도 무선충전 시대!", 21기 김보연

https://renewableenergyfollowers.org/3719

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참고문헌

[전기차 시장은 계속 성장한다]

1) 관계부처 합동, ”제4차 친환경자동차 기본계획(2021~2025)“, 2021.02.

2) 현대모터그룹 TECH, 전기차는 왜 대세가 됐나?, 2019.06

https://tech.hyundaimotorgroup.com/kr/article/will-electric-cars-dominate/

[배기가스성 오염물질과 비배기가스성 오염물질]

1) 전병역, 번지수 잘못 찾은 미세먼지 대책, 2016.06.28., 주간경향

http://weekly.khan.co.kr/khnm.html?www&mode=view&art_id=201606201828031&dept=114

[전기차와 내연기관차의 비배기가스성 오염물질은 어떻게 다른가]

1) 구기성, 기계연, “비배기 미세먼지는 전기차가 많아”, 2022.10.06., 한경산업,

https://www.hankyung.com/car/article/2022100609272

2) 김신, 타이어.브레이크 마모 등 비배기가 배기보다 미세먼지 기여 높아, 2019.12.20, 에너지플랫폼뉴스, http://www.e-platform.net/news/articleView.html?idxno=56390

3) 정선경 외2명, 자동차 비배기관 미세먼지 저감 기술 동향, 2022.04.29., 다나와자동차,

https://auto.danawa.com/news/?Tab=A&Work=detail&no=5039652

4) 차민주, 전기차의배신...디젤차보다 미세먼지 더 뿜는다., 2022.10.06., 뉴스트리

https://www.newstree.kr/newsView/ntr202210060008