2021년 10월 31일부터 11월 13일까지 영국 글래스고에서 개최된 ‘제26회 국제 연합 기후 변동 프레임워크 조약 체결국 회의(COP26)’는 세계 각국의 생각이 부딪치는 상황 속에서 회기를 연장하면서도 세계의 평균 기온 상승을 1.5도로 억제하는 노력을 추구하겠다는 성과 문서를 채택하며 폐막했다.

 

COP26에서는 각국의 정부에 의한 협의뿐만 아니라 기후 변화와 깊이 관련된 섹터별 교섭도 이루어졌고, 자동차 분야는 주요 섹터 중 하나로 주목받았다. 자동차 분야와 관련해서는 ‘세계의 모든 신차 판매량에 대해, 주요 시장에서 2035년까지, 전 세계적으로는 2040년까지 전기차(EV) 등 이산화탄소를 배출하지 않는 제로에미션 차로 만드는 것을 목표로 한다’는 공동 성명이 발표되었다.

 

이 공동 성명에 찬동한 것은 의장국인 영국을 비롯한 스웨덴, 네덜란드, 캐나다 등 선진국 28개국과 선진국의 지원을 받는 개발도상국으로는 인도, 멕시코 등 10개국 외 캘리포니아주 및 바르셀로나 등의 지자체 및 도시였다. 한편, 자동차 대국인 미국, 독일, 중국, 프랑스, 이탈리아, 그리고 일본 등의 정부는 서명하지 않았다.

 

자동차의 CO₂ 배출량 삭감을 위해 주로 이하의 관점에서 대책이 추진되고 있다.

◼ CO₂ 배출량이 적은 하이브리드자동차, 혹은 배출량 제로의 전기자동차, 연료전지자동차 등의 ZEV(Zero Emission Vehicle) 자동차의 개발

◼ 가솔린차의 연비 향상

◼ AI, IoT 등을 활용한 교통시스템, 운행관리시스템 등의 개발에 의한 교통의 원활화

 

CO₂ 배출량 제로의 전기자동차(EV: Electric Vehicle)와 연료전지자동차(FCEV)의 개발은 실용화가 진행되어, 각국은 ZEV의 전면 채택을 목표로 목표의 구체화를 추진하고 있다.

 

그 예로, 미국 캘리포니아주에서 시행된 ZEV규제는 주(州)내에서 일정 대수 이상 자동차를 판매하는 업체에 대해 ZEV(Zero Emission Vehicle)을 일정 비율(14%: 2017년 기준) 이상 판매할 의무를 부여하는 제도이다. 2018년부터 규제비율을 16%이상으로 더욱 놀리고 대상 자동차업체도 확대하였다.

 

대상 차종도 2017년까지는 ZEV에 포함되어 카운트되던 하이브리드자동차는 제외되고, EV, FCV, PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)로 한정되었다. 이러한 움직임은 미국 내에서 더욱 확산되고 있다.

 

유럽에서는 독일은 2030년까지, 프랑스와 영국은 2040년까지 자국내에서의 가솔린차와 디젤 차량의 판매를 금지한다는 방침을 결정하고, 네덜란드와 노르웨이에서는 2025년까지 배기가스를 배출하는 모든 차의 판매를 금지하는 법안에 대해 준비가 진행되고 있다.

 

그렇지만 비용이나 각종 인프라 정비 등에 아직 많은 과제가 남아 있으며 ZEV화에 대한 커다란 움직임은 나타나고 있지만, 2030년까지 가솔린차가 여전히 시장의 대부분을 차지할 것으로 예상되며 그에 따른 CO₂ 배출량 감축은 앞으로도 지속적으로 이어지는 중요과제로 상정된다.

 

2021년 글로벌 전기차(BEVㆍPHEV) 연간 판매량은 최근 8년 동안 연평균 53.5%의 높은 성장세를 보이며 649만 대로 나타났다. 코로나19 팬데믹 속에서 세계 자동차 판매량은 8,415만대로 전년 대비 3.8% 증가에 그쳤지만, 전기차는 전년 대비 108%의 높은 성장세를 보였다.

 

<그림1> 세계 전기차(BEV, PHEV) 연도별 판매 추이 (단위: 대)

자료 : EV SALES 자료를 기반으로 재작성

 

최근 시장조사 업체들의 예측 결과를 종합해 보면, 2022년 세계 전기차(BEV, PHEV) 판매량은 처음으로 1천만대를 넘어설 것으로 전망되고 있다. 이에 따라 전기차가 전체 자동차 시장에서 차지하는 비중도 14%로 높아지며, 이는 2017년 100만대를 넘어선 지 불과 5년 만에 10배가 되는 폭발적인 성장세다.

 

<그림2> 세계 전기차(BEV, PHEV) 연도별 판매대수 전망 (단위: 백만대)

자료 : 블룸버그NEF

 

전기차로의 시프트는 거역할 수 없는 시대적 변화임을 구매자와 제조사 모두가 상호 인지하고 있으며, 최근 불어닥친 코로나 팬데믹이 점차 진정되면 최근 변화의 속도가 보다 빨라질 것으로 예측된다. 이는 코로나로 인하여 환경보호에 대한 니즈가 보다 더 확고해지고 관련 규제가 더 철저해지면서 전기차 도입 속도를 더 가속화 시키는 측면에도 영향을 미칠 것으로 예측된다.

 

자동차 산업은 이미 코로나19 이전부터도 환경 및 연비 규제로 인하여 위기를 맞고 있었으나 코로나 팬데믹으로 인하여 어려움이 보다 가중되고 있다. 하지만, 전기차 시장은 크게 성장하고 있다. 자동차수요 부진과 공장가동 중단 등이 전통산업인 내연기관차 브랜드들을 위축시키며 전기차 시대가 활짝 열리고 있다.

 

<그림3> 각국ㆍ지역의 배기가스 규제 동향

자료 : PWC

 

유진투자증권에 따르면, 최근 기후협약으로 인하여 내연기관차업체들이 탄소규제 크레딧을 구입해야 하고, 숙련 노동자 중심의 생산체제와 외부 딜러망을 이용한 오프라인 판매를 하고 있는데 반해 전기차업체들은 노동력을 상대적으로 덜 이용하는 완전 자동화 생산, 온라인 판매를 하고 있어 코로나19 상황에서 오히려 빠른 성장을 하고 있다는 분석이다.

 

이에, 전기차 도입을 가속화하려는 정부의 방침들이 발표되고 있다. 미국의 바이든은 선거 운동에서 2050년까지 온실가스 배출 제로화를 선언하며 우선적으로 정부 관계자들의 이동수단을 모두 전기차로 바꾸겠다고 언급한 바 있다.

친환경차 관련 공약에는 ▲ 2030년까지 미국 전기차 충전소 50만 개 추가 및 모든 버스 생산을 무탄소 전기버스로 전환 ▲ 전기차 관련 세제 혜택, 친환경 자동차 생산 기업 인센티브 제공 ▲ 내연기관 차량 소유주가 친환경차로 바꿀 시 인센티브 제공 등 다양한 정책이 포함돼 있어 향후 미국의 전기차시대가 앞당겨질 것을 예고하고 있다.

 

EU는 전기차 및 수소 연료 전지차 등 저탄소 운송 수단 확대 및 사용을 위한 충전인프라 시설을 확대하고 내연기관차 판매를 2035년부터 금지하기로 했다.

 

또한, 가장 큰 규모의 전기차 시장을 확보하고 있는 중국도 2035년까지 기존 내연기관차(ICE) 판매를 단계적으로 폐지하고, 자동차 시장은 신에너지차(NEV)와 하이브리드전기차(HEV)로 균등하게 분할할 계획임을 2020년 10월에 발표한 바 있다.

2020년 11월, 국무원 판공실에서는 신에너지차 산업의 향후 15년간 총체적인 발전방향을 담은 ‘신에너지차산업 발전규획(2021~2035년)(新能源汽车产业发展规划)’을 발표했다. 해당 문서는 ①2025년까지 중국 신에너지차 판매량을 신차 총판매량의 20%까지 높이고, 순전기차의 평균 연비는 12.0kWh/100km, 하이브리드차는 2.0L/100km까지 높일 것을 명시했다. 또한 전기 및 수소충전소 시설을 다수 설치할 것을 포함시켰다. 아울러 ②2035년에는 순전기차가 신차판매의 주류가 되어야 하고, 공공분야 차량은 전부 전기차로 바꿀 것을 명시했다.

 

점차 빠르게 확대될 것으로 예측되는 전기차 시장을 내다보고 완성차 업체들은 생산 공급 체제의 정비를 서두르고 있으며, 그 체제는 각사의 전략 및 기존의 생산ㆍ판매 네트워크 등에 따라 다르다.

판매 국가 및 주변 국가에 생산 거점(친환경차의 완성차 조립 공장)을 둔 경우도 있는가 하면, 멀리 떨어진 국가에서 수입하는 경우도 있다. 완성차 업체들은 각사 나름의 공급체인을 구축하여 빠르게 확대되는 EV 시장을 공략할 채비를 갖추고 있다.

 

중국의 BEV와 관련해서는, 세계 최대의 EV 제조사인 테슬라(미국)가 미국과 중국에서 2020년에 50만 9,737대를 생산했다. 동사의 중국에서의 신차 판매 대수는 13만 7,000대라고 한다. 테슬라의 상하이 공장의 생산 능력은 2021년에 들어서 45만 대 이상을 확대되었고, 미국과 중국을 합친 생산 능력은 연간 105만 대 이상이다. 2021년 1~9월에는 미국과 중국을 합쳐 62만 4,582대를 생산함으로써, 2020년의 실적을 뛰어넘었다.

 

폭스바겐(VW)은 2021년 1~9월에 중국에서 전년도 같은 기간 대비 3배가 증가한 4만 7,200대의 BEV를 판매했다. 생산대수를 향상하기 위한 움직임을 보면, EV에 특화된 플랫폼을 채용하는 최첨단 공장으로서, 2020년 9월에 중국 광둥성의 포산 공장, 10월에 상하이 공장을 연달아 가동시켰다. 두 공장의 EV 생산 능력은 연간 총 60만 대에 달한다.

 

유럽의 PHEV와 관련해서는, BMW(MINI 포함)가 2020년에 유럽에서 13만 5,000대 이상의 PHEV를 판매했다고 한다. 동사의 레겐스부르크(독일) 공장에서는 2020년부터 스포츠용 다목적차(SUV) ‘X1’와 ‘X2’의 PHEV를 생산하기 시작했다. 또한, BMW는 2021년에 딩골핑(Dingolfing, 독일) 공장(2020년 생산대수 : 23만 2,000대)에서 PHEV를 포함한 EV의 생산 비율을 전년도 대비 2배로 증가시킬 계획이다.

 

한편, 전기차 시장을 거론하면서 핵심 동력인 배터리를 빼놓을 수 없다. 글로벌 이차전지 시장규모는 전기차 보급 확대에 힘입어, 2030년에는 현재 시장 대비 8배나 성장하는 3,500억 달러 규모까지 확대되며. 특히, 전기차용 이차전지(EVB)는 향후 10년간 10배 성장할 것으로 전망되고 있다.

 

현재, 글로벌 이차전지 시장은 한국ㆍ중국ㆍ일본이 95%를 점유하고 있으며, 에너지밀도 등 전지 제조기술 수준은 3개국이 유사(250~300Wh/kg)하나, 생산성(품질관리수준)은 한국, 가격(생산단가)은 중국이 다소 우위를 점하고 있다.

 

최근 전기차 보급 확대가 본격화 되면서 이차전지 기업들의 시장 선점 경쟁이 확대되면서, 각국 정부도 역내 공급망 확보를 위한 유치 경쟁을 강화하고 있다.

또한, 선도기술 확보를 위한 경쟁 가속화와 함께 이차전지 생산에서 폐기까지 全 주기에 걸친 탄소배출 저감 요구가 강화되고 있다.

 

이에, 배터리 재활용 시장이 주목받고 있다. 친환경’이라는 이미지를 가진 EV는 사실 탑재된 배터리의 폐기 문제를 아직 해결하지 못하고 있다. 2030년경부터는 대량의 배터리가 폐기될 예정이라서, 관련 업계에서는 배터리 재활용에 대한 고민하고 있다.

 

Li-Cycle에 따르면, 전 세계 리튬이온전지의 폐기량은 2020년까지 누적 170만 톤에 달할 것이라고 추정한다. 또한 2030년에는 1500만 톤으로 팽창할 것으로 예측한다. 한편, 시장 데이터 회사인 ‘Statista’에 따르면, 리튬이온전지의 재활용 시장은 2019년에 15억 달러(1조 7천억 원)였지만, 2030년이면 180억 달러(20조 4천억 원)로 확대될 것으로 예상된다.

 

한편, 안전하고 공정한 폐기 방법을 모색하는 데에는 명확한 이유가 있다. 가전 쓰레기의 지구상에서의 움직임으로 인한 영향은 우리에게 교훈을 준다. 회수, 로지스틱스, 데이터 쉐어링, 표준화, 인프라 투자는 모두 배터리의 생산과 재이용의 지속 가능한 순환 시스템을 저해하는 요인이 된다.

 

여기에도 여러 가지 과제가 있다. 우선, 리튬이온전지의 재활용 비용이 매우 높은 데다 사업의 규모가 아직 크지 않기 때문에, 이익을 창출하기는 어려운 상황이다.

또한 재활용된 배터리의 품질과 성능을 보증하는 규격이 많지 않으며, 용도에 맞는 제품 사양 및 배터리 관리 시스템에 관한 규격도 거의 존재하지 않는다는 것도 문제라 할 수 있다.

현재는 재활용하여 전지를 만드는 것보다 재료를 채굴하여 새로운 전지를 만든 것이 더 저렴하다는 문제가 있다. 그래서 더욱 비용이 들지 않는 해결법으로서, EV용으로는 효율이 낮아지게 된 배터리를 태양광발전, 가전제품, 실외등에서 ‘재이용’하려는 시도가 이루어지고 있다.

 

배터리의 재활용에는 위와 같은 과제 이외에도 희소 가치가 높은 리튬이나 코발트의 고갈도 문제이다. 이러한 광물은 대부분의 국가가 중국, 콩고 민주공화국 등 해외 수입에 의존하고 있기 때문에, 전기차 활성화를 추진하는 국가라면 배터리 재활용 수요는 더욱 높아질 것으로 보인다. 재활용을 보급하려면 비용을 낮춰야 하기 때문에, 주요 기관을 중심으로 효율적으로 재활용하기 위한 방법 및 기술이 개발되고 있다.