CWN(CHANGE WITH NEWS) - 전기차 이용한 환경 되살리기, 핵심은 ′배터리′와 ′전기 그리드′

OECD 국제에너지기구(International Energy Agency)가 지난해 전 세계 전기차 주행 비율이 사상 최고치로 증가했다는 조사 결과를 발표했다. 기후변화 위기 대응 전략 중 하나로 전기차 전환을 택한 사실을 고려하면, 희소식이다. 그러나 미국 방송사 CNBC는 전기차의 인기가 증가하는 것은 좋지만, 환경 보호 측면에서 전기차 보급과 관련해 몇 가지 문제를 짚고 넘어가야 한다고 주장한다.

일각에서는 친환경을 위해 등장한 전기차가 오히려 환경에 악영향을 미칠 수 있다는 우려의 목소리를 낸다. 이에 대한 근거로 주로 전기차 배터리 충전 과정에 사용하는 전력 그리드 대부분이 화석 연료로 전력을 공급한다는 사실, 전기차와 전기차 배터리 생산 과정에 소모되는 에너지양이 막대하다는 점 등을 언급한다.

위의 두 가지 문제를 보면, 전기차가 환경 문제 개선에 그리 큰 도움이 되지 않는 듯하다.

그렇다면, 실제 전기차가 환경 문제에 도움이 될까? 그리고, 전기차 보급을 통한 효과적인 환경 살리기 전략으로 어떤 방법을 택할 수 있을까? CNBC의 분석과 여러 기관의 연구 결과를 바탕으로 아래와 같이 분석한다.

전기차, 환경에 득이 될까 독이 될까?
결론부터 말하자면, 전기차가 기후변화 문제 개선에 도움이 되는 것은 맞다. 대신, 전기차의 환경 문제는 장기적인 측면에서 보아야 한다.

다수 전문가가 차량의 전체 수명을 두고 보았을 때, 내연기관 차량보다 전기차가 탄소발자국을 훨씬 더 감축할 수 있다는 점에 동의한 사실만 보더라도 전기차가 환경에 도움이 된다고 말할 수 있다.

게다가 지난해, 영국 케임브리지대학교와 엑서터대학교, 네덜란드 네이메헌대학교 전문가로 구성된 합동 연구팀은 전기차 주행이 가솔린 차량보다 전 세계 환경 개선에 95% 더 도움이 된다는 분석 결과를 발표했다.

다만, 앞서 언급한 전기 그리드의 전력 공급 문제와 전기차 및 전기차 배터리 생산 과정 자체가 환경에 악영향을 미칠 수 있다는 사실도 함께 확인됐다.

이와 관련, MIT 에너지 이니셔티브(Massachusetts Institute of Technology Energy Initiative)이 게재한 자율주행 차량보다 전기차 생산 과정에서 소모하는 에너지양이 더 많다는 사실을 입증하는 연구 논문을 근거로 제시할 수 있다.

그러나 장기적으로 보았을 때, 전기차 자체가 뛰어난 에너지 효율성을 지닌 덕분에 장기적으로 전기차 생산 과정의 에너지 소모 문제를 상쇄할 수 있다는 사실도 함께 확인됐다.

MIT 에너지 이니셔티브 수석 과학자이자 연구 논문 저자인 세르게이 팔트세프(Sergey Paltsev) 박사는 CNBC 인터뷰를 통해 "많은 국가가 전기차의 전력 공급 자원을 재생에너지로 전환해야 한다. 재생에너지로 전환하는 과정은 수십 년이 걸릴 것"이라고 설명했다.

팔트세프 박사는 미국 내 전기차의 연간 이산화탄소 배출량이 평균 1마일당 200g 수준이라는 점에 주목하며, "전기 그리드를 친환경 에너지로 바꾼다면, 2050년까지 전기차의 이산화탄소 배출량이 최대 75% 감소할 것"이라고 분석했다.

배터리, 전기차의 이산화탄소 배출 주범
지금까지 시장에 출시된 전기차 대부분이 교체 가능한 리튬이온 배터리를 장착했다. 그러나 리튬이온 배터리의 원자재인 코발트, 리튬 등을 채굴하는 과정부터 시작해 전기차 배터리의 전체 생산 과정을 통틀어 보았을 때, 에너지 소모량이 막대하다.

특히, 전기차 배터리를 양산하는 대규모 공장인 기가팩토리의 배출 문제가 매우 심각하다. 미국 일간지 워싱턴포스트는 2021년 기준, 중국에만 리튬이온 배터리를 생산하는 기가팩토리가 총 93곳 설립되면서 전기차 배터리 생산 부문을 장악한 사실을 관측했다. 그러나 중국 내 기가팩토리 상당수가 노후화됐으며, 주로 화석연료로 전력 공급을 한다는 사실 때문에 이산화탄소 배출 문제가 상당히 심각하다. 이를 개선할 방법은 없을까?

미국 에너지부 산하 에너지 저장 합동 연구 센터(Joint Center for Energy Storage Research) 소장인 조지 크랩트리(George Crabtree)도 전기차 배터리 생산 과정의 문제를 인지하고 있다.

크랩트리 소장은 CNBC와의 인터뷰를 통해 "전기차 부품 중, 배터리가 가장 다루기 까다롭다. 배터리 공급망이 매우 복잡하므로 생산 과정의 환경 문제를 효율적으로 다루기가 쉽지 않다"라며, "전기차 배터리 생산 과정에 사용하는 에너지 자원을 변경한다면, 전기차의 탄소발자국에 큰 변화를 가져올 것"이라고 설명했다. 이어, 그는 "다행스럽게도 전반적으로 전기차 배터리의 자원이 탄소발자국에 큰 영향을 미친다는 사실을 인지하고, 이를 개선하기 위한 노력이 이루어지기 시작한 추세"라고 전했다.

전기차 배터리 셀 재활용·전기 그리드 탈탄소 시급
전기차 배터리 셀 대부분 재활용이 이루어지지 않는다. 그러나 많은 전문가의 주장을 분석했을 때, 배터리 셀 재활용 문제는 시간이 지나면서 차츰 개선될 것으로 보인다. 배터리 생산에 사용할 수 있는 원자재 공급량이 제한되면서 기업이 원자재 확보를 위해 배터리 셀 재활용 과정을 거칠 수밖에 없기 때문이다.

글로벌 컨설팅 기업 맥킨지 프랑크푸르트 지사 소속 애널리스트 에릭 해논(Eric Hannon)은 전기차의 전자 폐기물 방출 시 과징금을 부과하는 등 다양한 규제로 전기차 배터리의 환경 문제를 개선하려는 각국 정부의 움직임도 자연스러운 재활용 추세를 이끌 것이라고 내다보았다.

또, 해논은 많은 기업이 향후 10년 이내에 전기차 수명이 다하기 전, 배터리 셀 재활용 기술을 확보하기 위한 연구에 착수했다고 언급했다.

케임브리지대학교 산하 환경·에너지·천연자원 관리 센터(C-CEENRG)의 펠로우 플로리안 노블로치(Florian Knobloch)는 업계 전반에 걸쳐 지속가능성 개선과 원자재 의존도를 낮추는 친환경 배터리 기술 투자가 집중적으로 이루어질 것이라고 전망하는 한편 전기 그리드의 탈탄소 노력도 함께 이루어져야 한다고 주장했다.

대규모 태양열 발전소나 풍력발전소에서 생산하는 전력으로 기존 전기 그리드의 공급 전력을 대체하는 방안을 이야기할 수 있다. 하지만, 재생에너지도 온실가스 배출 문제를 100% 해결하지 못한다. 재생에너지 발전소도 화석연료를 기반으로 가동하기 때문이다.

이에, 노블로치는 "전기 그리드 탈탄소 성공이 전기차의 탄소배출량 감축에 중요한 역할을 할 것"이라고 언급했다.

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