[전기차 거꾸로보기] 3. 배터리

전기차는 기본적으로 배터리를 핵심부품으로 구성됩니다. 그래서 배터리의 성능과 용량에 따라서 주행거리와 충전에 대한 부분이 다르게 됩니다. 그런데 이런 배터리가 과연 우리가 얼마나 안심하고 전기차를 사용할 수 있는 수준일지 그 부분에 대해서는 아직 명확한 부분은 없습니다.

그래서 이번에는 배터리는 과연 어떤 문제를 가져오게 될 것인가.. 그 부분을 생각해 보도록 하겠습니다.

1. 배터리 수명
현재 전기차에 공급되는 배터리 수명은 0%~100%의 충전을 1 Cycle로 규정할 경우 약 500 Cycle로 흔히 알려져 있습니다. 즉 해당 자동차의 배터리 완충시 거리가 400km라면 이론적으로 20만km를 사용할 수 있다는 점이죠. 그런데 이것에는 약간의 문제가 있습니다. 즉 배터리가 항상 최적의 상태는 아닐 수 있다는 점입니다. 이론적 가정과 차이가 있을 수 있고 실제 완충과 급속 등의 영향으로 그 수명은 다를 수 있습니다.

배터리 수명이 중요한 이유는 안정성의 문제도 있지만 비용의 문제도 있습니다. 전기차의 가장 큰 비용을 차지하는 것이 바로 배터리 이기 때문이죠. 그래서 배터리가 얼마나 안정적으로 작동하느냐는 그만큼 고비용 고효율 이라는 점을 부각할 수 있기 때문에 중요한 요소로 인식되게 됩니다.

배터리의 수명을 그래서 업체들은 500 Cycle이라고 말은 하지만 아직 보급초기이고 그것이 도래하는 것은 적어도 5년 내외인 2020년 정도부터 이런 배터리 수명의 안정성에 대해서 고민하게 되지 않을까 합니다. 과연 업체들의 말이 맞을지... 아니면 또 다른 무언가가 숨어 있을지는 지켜봐야 할듯 합니다.

2. 배터리 원재료
배터리의 수요 증가는 그 원료인 코발트와 니켈 등으로 번지고 있습니다. 아직 시장이 확장되기도 전에 이미 가격은 가파르게 상승하고 있는 상황입니다. 이런 상황에서 내연기관을 배터리가 대체한다는 것이 과연 가능할 것인가 고민되는 부분입니다.

친환경이라고 하지만 사실 니켈과 코발트의 생산에 대한 여러 이슈들이 있습니다. 그래서 이미 코발트 전쟁이라고 언급할 정도로 배터리 업체들은 원재료 수급을 위해서 다방면으로 뛰고 있습니다. 그만큼 배터리 생산과 연관된 만큼 업체뿐만이 아니라 국가별 사활을 걸고 있는 사안이기도 합니다.

그런데 지금 전기차 보급 초기임에도 이런 상황에서 앞으로 내연기관을 대체할 경우 수급이 가능할 것인가, 배터리 가격의 상승은 없을것인가 그런 질문에 선뜻 아니라고 답하기는 어려운 부분입니다. 그만큼 지금의 원재료확보도 문제지만 점차 가격상승까지 겹치는 상황이기 때문에 지금도 높은 전기차 가격의 소비자의 접근을 더 어렵게 만드는 원인으로 작용하게 될 것입니다.

원재료에 대한 현 상황 특히나 콩코의 수출관세 부과 등으로 인해서 배터리 생산원가는 증가할 것이여서 얼마나 많은 원재료를 저렴하게 확보하느냐가 결국 배터리 전쟁에서 승자가 되지 않을까 합니다.

3. 겨울철 배터리
한국의 4계절은 배터리에도 영향을 주게 됩니다. 특히 내연기관과 다르게 겨울철에 전기소모가 더 큰 전기차의 특성을 고려한다면 과연 한국의 환경에 얼마나 전기차가 효율적으로 사용할 수 있게 될지는 전기차가 증가함에 따라서 나타나지 않을까 합니다.

특히 겨울철에 대한 대비가 필요한데 흔히 기온이 낮아지면 리튬 이온 배터리 계열의 경우 온도가 낮을 경우 효율이 떨어지는 문제가 있습니다. 그런데 더 큰 문제는 겨울에 전기의 사용도가 높아진다는 점입니다. 가장 큰 부분이 히터인데 내연기관의 경우 엔진의 열을 이용하기 때문에 전기소모가 덜한 반면 전기차는 엔진이 없기 때문에 온전히 전기로 히팅하기 때문에 전기사용이 증가하게 됩니다. 더욱이 시트 등 전기소모가 많고 낮은 기온으로 배터리 효율도 낮아져서 주행거리는 줄어들게 됩니다.

그래서 충전효율도 결과적으로 낮아지게 되고 수명도 같이 줄어들게 됩니다. 특히 추위가 강할수록 전기사용이 증가함에 따라서 실제 주행거리와 큰 차이를 만들게 되고 이에 따라서 충전, 공간 등의 문제로 친환경이란 의미가 무색하게 사용성이 급격하게 낮아지게 됩니다. 

4. 폐배터리 처리
아직 가시화 되지 않았지만 5년뒤부터 나타날 폐배터리 처리는 현재도 큰 고민사항 중 하나입니다. 사용이 다된 배터리를 어떻게 할 것인지 친환경이지만 폐배터리는 별도의 처리를 해야 하는 분해되지 않는 문제로 오히려 또다른 환경적 문제를 만들 수 있습니다.

배터리 처리는 환경오염을 유발하기 때문에 이에 대한 대비책이 없다면 엄청나게 쏟아지는 폐배터리로 인한 환경오염을 피할 수 없게 됩니다. 일각에서는 ESS(Energy Storage System)으로 활용한다고 하지만 근본적인 폐배터리의 해결책은 될 수 없습니다.

이에 따라서 이미 중국의 경우 이런 폐배터리 처리를 위한 업체선정 등을 고려하고 있고 만약 이것이 잘 관리된다면  재처리를 통해서 배터리 재조원가도 절감할 수 있다고 하지만 여전히 숙제로 남아 있습니다. 만약 재처리가 되지 않는다면 친환경으로 시작했지만 엄청난 환경오염에 직면할 수 있습니다.

이렇듯 배터리 부분의 문제가 극복되지 못한다면 전기차의 장점이 단점이 되고 가격은 비싸고, 효율은 낮은 그리고 최악의 환경오염을 유발할 수 있게 됩니다. 사실 이런 부분들을 부각해서 보여주는 곳들이 없다보니 친환경적이고 경제적이라는 부분만 우리들은 접하고 있는 것이 아닌가 합니다.

그렇다면 정말 전기차는 친환경일까!!! 이 부분에 대해서 근본적인 고민을 하도록 하겠습니다.