자동차 역사 교과서에 나올 법한 질문 하나. 자동차 탄생 초기인 100년 전에도 가솔린 자동차가 지금처럼 주류였을까? 정답은 ‘아니오’다. 당시 가솔린 자동차의 비중은 불과 20% 수준이었다. 증기자동차와 전기자동차의 비중이 각각 50%, 30%로 대세를 차지하고 있었다. 그러면 가솔린 자동차가 20세기의 주종이 된 것은 무엇 때문일까.

증기자동차는 주행하면서 계속 물을 데워야 한다는 약점이 있었다. 전기자동차는 한번 충전해서 갈 수 있는 주행거리가 짧은 데다 충전에 많은 시간이 걸린다는 불편이 있었다. 반면 가솔린 자동차는 유전 발견으로 연료를 안정적으로 공급받을 수 있는 데다 헨리 포드가 대량생산을 통해 가격을 낮춤으로써 차츰 자동차 시장을 장악하게 됐다.

EU 2012년부터 CO2 배출량 20% 감축 추진

그러나 100년 역사를 가진 가솔린 자동차가 오늘날 다시 커다란 도전을 받고 있다. 일부에서는 성급하게 100년 전의 증기자동차나 전기자동차와 같은 운명이 되는 것 아니냐고 말하기도 한다. 자동차가 배출하는 이산화탄소가 기상이변 등을 불러오는 지구온난화의 주범으로 꼽히기 때문이다. 에너지경제연구원 배경환 책임연구원은 “지구 전체의 이산화탄소 배출량 가운데 30%가 수송용에서 나온다”고 설명했다.

이에 따라 세계 각국은 자동차 배기가스에 대한 규제를 강화하고 있다. 한국자동차산업연구소 류기천 선임연구위원은 “유럽연합(EU) 집행위원회는 최근 2012년부터 EU 역내에서 판매되는 모든 차량에 대해 이산화탄소 배출량을 현재 평균 163g/km에서 130g/km로 20% 이상 줄이라는 신규 법안을 제안했고, 일본이나 미국도 연비 개선을 목표로 내걸었다”고 소개했다.



문제는 이산화탄소 배출량을 130g/km 이하로 줄이는 것이 쉽지 않다는 점이다. 자동차 업계 관계자는 “자동차의 개념을 근본적으로 바꿔야 이룰 수 있다”고 말했다. 현재 자동차 업계는 이런 환경규제에 대한 대응으로 연비 개선, 대체연료차 개발 그리고 궁극적으로는 배기가스를 전혀 배출하지 않는 무공해차 개발에 나서고 있다.

연비 개선 때문에 뒤늦게 각광받는 차가 디젤차다. 원래 디젤차는 가솔린차보다 연비와 이산화탄소 배출량 면에서 유리하다. 여기에 기존 디젤엔진의 성능을 크게 개량한 커먼레일 엔진의 등장으로 배출가스와 소음까지 줄어들었다. 현재 유럽에선 신차 판매의 50% 정도가 디젤차인 것으로 알려졌다.

최근 들어선 화석연료를 대체할 수 있는 바이오연료 사용도 늘고 있다. 독일의 루돌프 디젤이 처음 디젤엔진을 개발할 때 콩기름을 연료로 사용했음을 감안하면 바이오연료는 새로울 것도 없다. 현재 바이오연료 가운데 상용화되는 것은 바이오디젤과 바이오에탄올이다.

일찍부터 바이오연료를 사용해온 나라는 브라질. 브라질은 사탕수수에서 추출하는 바이오에탄올의 세계 2위 생산국으로 70년대부터 가솔린과 에탄올을 혼합해 사용했고, 2000년대 들어 에탄올 비율을 20~25%까지 높이기도 했다. 그러나 2006년부터는 에탄올 연료 수요가 증가하면서 에탄올 혼합 비율을 20%로 낮췄다.

미국은 바이오연료 사용 확대 계획 발표

미국은 최근 브라질을 벤치마킹해 바이오연료 사용을 늘리겠다는 계획을 발표했다. 조지 W 부시 미국 대통령이 5월14일 앞으로 10년 안에 휘발유 소비를 20% 감축한다(20-in-10 plan)는 대통령령을 공포한 것. 미국은 수송용 연료에서 대체연료의 사용 비중을 2006년 3%에서 2017년 15%로 늘릴 계획이다. 미국은 그동안 이산화탄소를 비롯한 온실가스 배출량 감축을 의무화한 교토의정서 비준에 소극적이라는 비난을 받았다.

EU의 경우 2005년 바이오연료 생산량은 390만t. 이 가운데 바이오디젤이 81.5%인 318만t이다. 독일이 총생산량의 52.4%를 차지해 바이오디젤의 메카 구실을 한다. 프랑스 이탈리아 스페인 폴란드 등에서도 생산쿼터제 및 소비세 감면 등으로 생산을 확대하는 추세다. EU는 수송용 연료에서 대체연료 비중을 2005년 2%에서 2010년 5.75%, 2020년 20%로 늘린다는 계획이다.

현재 바이오연료는 기존 화석연료에 바이오디젤이나 바이오에탄올을 혼합해 사용하고 있다. 화석연료를 근본적으로 대체하지 못한다는 점이 한계라는 얘기다. 여기에 최근엔 바이오연료가 과연 친환경적인가에 대한 논란이 일고 있다. 브라질에선 바이오에탄올 원료인 사탕수수 재배를 위해 열대우림을 불태우고 있어 또 다른 환경파괴라는 비난을 듣는다.

또 바이오연료 생산을 위한 원료작물 재배 증가가 물 부족과 기아문제를 일으킨다는 비판도 제기된다. 바이오에탄올로 스포츠유틸리티 차량(SUV) 한 대의 연료를 채우기 위해선 한 사람이 1년간 먹을 곡물을 소비해야 한다는 지적도 있다. 여기에 세계 각국의 바이오연료 생산 개발로 국제 곡물가격이 급등해 경제성과 공급 안정성이 의심받고 있다.

하이브리드 자동차 주목 한 몸에

바이오에탄올의 경우 근본적인 한계가 제기되고 있다. 가솔린에 바이오에탄올을 혼합하는 경우 일정량 이상의 수분이 섞여 들어가면 가솔린과 에탄올의 상분리(相分離) 현상이 생겨 연료로 사용하는 것이 불가능해진다. 또 에탄올 비율이 50% 이상 되면 자동차 부품이 부식될 수 있는 데다 불이 붙어도 불꽃이 보이지 않아 위험하다는 단점이 있다.

바이오연료의 이런 한계 때문에 바이오연료 차량은 21세기 친환경차의 주역이 되기는 힘들 것이라는 전망이 우세하다. 한국환경정책평가연구원 강만옥 연구위원은 “20년 후에나 상용화될 것으로 보이는 연료전지 차량 등 다른 친환경차와 상호보완하는 관계가 되지 않겠느냐”고 예상했다.

자동차 전문가들은 궁극적인 친환경차 자리는 수소자동차가 차지할 가능성이 높다고 말한다. 수소는 배기가스가 없고 무제한적으로 공급될 수 있다는 점에서 미래 연료로 각광받는다. 그러나 에너지경제연구원 배경환 책임연구원은 “수소 연료탱크의 폭발 우려와 수소 저장소 같은 인프라 문제, 또 수소차의 엄청난 가격 등이 수소차의 상용화를 가로막는다”고 설명했다.

연료전지 자동차는 수소차의 이런 한계를 극복하기 위해 개발됐다. 연료전지 자동차는 가솔린이나 메탄올, 천연가스 등에서 수소를 안정적으로 뽑아내 연료로 사용한다. 연료전지 자동차는 물을 전기분해하면 수소와 산소가 생긴다는 원리를 반대로 이용해 전기를 얻어 동력으로 사용하는 자동차다. 그러나 역시 비싼 차량 가격이 한계로 지적된다.

이런 상황 때문에 국내외에서 새삼 주목받는 자동차가 바로 하이브리드 자동차다. 하이브리드는 엔진과 전기모터를 함께 사용하는 복합 자동차로, 연료 소모 및 배기가스 배출이 많은 시동이나 가속을 할 때는 전기모터가 동력원이 되고, 연료 소모가 적은 정속 주행 시에는 가솔린 엔진으로 구동한다.

현재 하이브리드 자동차 시장은 일본 도요타가 선두를 달린다. 미국의 GM, 포드, 다임러크라이슬러 등 ‘빅 3’는 뒤늦게 하이브리드 자동차의 상용화로 궤도를 수정했다. 이들 빅3는 그동안 하이브리드가 연료전지 차량으로 넘어가는 과도기 차량이라고 생각해 크게 관심을 기울이지 않았다. 그 결과 하이브리드 차량에 관한 한 안방을 일본 업체에 내주고 말았다.

전문가들은 하이브리드 자동차는 2010년에 75만~100만 대가 생산될 것으로 예측한다. 또 2030년엔 다른 종류의 자동차보다 높은 시장점유율을 보일 것이라고 한다. 이런 점에서 하이브리드 시장을 선점한 도요타가 미국 GM을 제치고 세계 1위 자동차 업체로 올라선 것은 예정된 절차 아니었을까.

바이오연료 사용 우리나라는? 품질·경제성 ‘별로’… 갈 길 먼데도 걸음마 단계 지난해 7월부터 우리나라 주유소에서 급유하는 경유는 BD0.5다. 기존 경유에 바이오디젤 원액 0.5%를 섞었다는 뜻이다. 지난해 3월 국내 정유회사와 바이오디젤 업체 간에 맺은 자율협약에 따라 공급되고 있다. 반면 바이오에탄올은 현재 산업자원부가 한국석유품질관리원에 의뢰해 도입을 위한 실증 평가작업을 진행하고 있다. 그러나 바이오디젤 업체에선 불만이 많다. 바이오디젤 원액 5%를 섞은 BD5도 아무 문제가 없는데 정유회사가 BD0.5만을 공급받고 있다는 것이다. 일부에선 정유사의 바이오디젤 업체 ‘죽이기’라며 음모론을 제기한다. 그러나 정유업계에서도 할 말이 없는 게 아니다. “BD5를 사용하다 차량에 문제가 생기면 누가 책임질 것인가.” 판정은 자동차 소유자를 대신해 자동차 업계가 할 수밖에 없다. 한국자동차협회 유기홍 환경기술팀장은 “바이오디젤의 경우 유럽에서 많이 사용되기 때문에 유럽의 품질 기준을 충족해야 하는데 국내 바이오디젤의 품질은 여기에 미치지 못하는 것으로 알려졌다”고 반박했다. ‘내 탓이오’도 하지 않고 다른 사람만 손가락질한다는 지적이다. 여기에 바이오디젤의 경제성도 극복해야 할 과제다. 현재 바이오디젤 원액 가격은 ℓ당 900원대로 600원인 경유보다 비싸다. 따라서 현재 경유에 부과되는 교통세와 교육세, 주행세 등을 면제해주지 않으면 경제성이 없다는 얘기다. 세수 확보가 과제인 재정경제부로선 아무리 친환경 연료라 해도 언제까지 면제해줘야 하는지 고민하지 않을 수 없는 대목이다. 또 원료 공급의 안정성도 문제다. 대한석유협회에 따르면 현재 국내 바이오디젤 원료의 대부분은 수입 대두유이고, 27% 정도가 국내에서 수거된 폐식용유다. 대한석유협회 관계자는 “국내에서 사용되는 대두유는 주로 남미에서 수입하고 있어 국내 농가의 소득 증진과 고용창출 효과도 없는 데다 작황이 안 좋을 경우 원료 공급에 차질이 생길 수 있다”고 말했다. 이에 따라 농림부는 바이오디젤 원료용 유채의 국내 생산을 추진하고 있다. 4월 말 전남·북, 제주도 등 3개 도 1500ha 지역을 바이오디젤용 유채 생산 시범단지로 정하고 이 지역엔 ha당 170만원의 보조금을 지급할 계획이다. 그러나 국내 생산 유채는 수입 대두유보다 더 경제성이 없어 사업 성공에 회의적인 시각이 많다. 이에 대해 농림부 농생명산업정책과 관계자는 “경제논리로만 보면 경제성이 없다고 할 수 있지만 이산화탄소 배출량 감소, 에너지 자급, 화석연료 대체, 과잉생산되는 보리 대체에 따른 농가소득 보전 등의 사회적 편익까지 고려하면 경제성이 있다는 주장이 있는 만큼 앞으로 3년의 시범사업 기간에 실증적인 연구를 통해 경제성을 엄밀히 따져볼 예정”이라고 말했다. 한편 바이오에탄올 보급은 유통 인프라에 대한 실증 평가작업이 끝나는 2008년 7월31일 이후에나 결정될 사안. 이 작업은 2005년 산자부 의뢰를 받아 바이오에탄올 도입 타당성 연구를 한 에너지기술연구원에서 제안해 이뤄진다. 이 작업을 주관하는 한국석유품질관리원 정충섭 연구개발팀장은 “바이오에탄올의 부식성과 상분리 문제를 방지하기 위해 주유소 등 유통 인프라를 어떻게 개조해야 하는지가 평가작업의 핵심”이라고 소개했다. 바이오에탄올 역시 장기적인 공급 안정성과 경제성이 풀어야 할 과제다. 대한석유협회 관계자는 “바이오에탄올은 전량 수입에 의존해야 하는데 수출 여력이 있는 거의 유일한 나라인 브라질의 자체 수요 증가로 가격이 불안정한 데다, 국제유가가 배럴당 80~90달러가 돼야 가솔린 대체연료로 경쟁력을 확보할 수 있다”고 말했다.