전기차는 새로운 발명품이 아닙니다 — 전기차는 19세기 말부터 존재해 왔으며, 한때 내연기관(ICE) 차량과 동등하게 경쟁했지만 100년 이상 동안 뒤처졌습니다. 그렇다면 이번에는 왜 달라야 할까요? 그 답은 핵심 구성 요소인 견인 배터리에 있습니다. 전기차(EV)가 기존 자동차를 진지하게 대체하려면 세 가지 요소가 일치해야 합니다:
- 높은 에너지 용량
- 확장 가능한 대량 생산
- 합리적인 가격
오늘날 이 세 가지 조건이 모두 충족되고 있으며, 전기차 혁명은 이미 본격적으로 진행 중입니다.
간략한 역사: 약국 연료에서 현대 전기차까지
충전 인프라와 배터리 교환 네트워크의 발전은 별개의, 그러나 똑같이 중요한 논의입니다. 하지만 역사는 인프라 문제가 결의에 찬 개척자들을 막은 적이 없다는 것을 상기시켜 줍니다. 베르타 벤츠가 1888년 세계 최초의 장거리 자동차 여행을 했을 때, 휘발유는 약국에서만 구할 수 있었으며 세정제로 판매되었습니다. 그래도 그녀는 멈추지 않았습니다. 오늘날 충전 네트워크, 원자재 조달, 배터리 수명 종료 후 재활용에 관한 과제들이 적극적으로 해결되고 있으며, 최근 몇 년간 상당한 진전이 있었습니다.
최초의 대중 시장 전기차를 죽인 것은 무엇인가?
2006년 다큐멘터리 “누가 전기차를 죽였는가?”는 현대 최초의 대량 생산 전기차라고 할 수 있는 제너럴 모터스 EV1의 이야기를 담고 있습니다. 주요 사실은 다음과 같습니다:
- 1996년부터 1999년까지 생산
- 1,117대 제조, 모두 리스 방식으로만 제공
- 2003년 프로그램 중단; 거의 모든 차량이 회수되어 폐기됨
- 소수의 EV1만 박물관에 보존되어 살아남음
- 배터리 옵션은 16.5 kWh에서 26.4 kWh까지
- EPA 재계산 주행 거리: 1회 충전 시 89~169 km
음모론은 석유 로비를 지목했습니다. 진짜 원인이 무엇이든, EV1의 사라짐은 주류 전기차 보급을 10년 이상 지연시켰습니다.
배터리 용량: 수십에서 수백 킬로와트시로
EV1의 소박한 배터리 사양을 오늘날의 최첨단 전기차와 비교해 보십시오. 현재 여러 모델이 100~200 kWh 이상의 배터리를 제공하며, 사용된 테스트 기준(EPA, WLTP, NEDC)에 따라 600~1,600 km의 인증 주행 거리를 자랑합니다. 주목할 만한 예로는 다음이 있습니다:
- Tesla Model S — 최대 405마일(EPA)
- Lucid Air — 500마일 이상(EPA), 현재 세계 기록
- Aptera — 태양광 보조로 1,600 km 이상의 주행 거리
- Nio ET7 — 150 kWh 전고체 배터리 옵션
- Zhiji L7 — 확장 주행 거리를 갖춘 115 kWh 배터리
- Aito M5 — 장거리 하이브리드 옵션
- GMC Hummer EV — 212.7 kWh 배터리 팩
공식 사양 외에도 실제 내구력 기록은 배터리 기술이 얼마나 발전했는지를 더욱 잘 보여줍니다. 열정적인 운전자들은 Tesla Model S와 현대 코나 일렉트릭 같은 차량이 신중하고 에너지 효율적인 운전을 통해 1회 충전으로 1,000 km를 초과할 수 있음을 증명했습니다.
대량 생산: 이제 규모가 엄청납니다
견인 배터리의 글로벌 생산량은 급격히 증가했습니다. 전 세계 월간 생산량은 현재 약 22 GWh에 달하며, 이는 매달 약 55만 대의 2세대 닛산 리프 해치백(각각 40 kWh 배터리 장착)이 생산되는 것과 동일합니다.
전기차 제조업체들은 두 가지 주요 방식으로 리튬 이온 셀과 배터리 팩을 조달합니다:
- 제3자 공급업체 — CATL, LG에너지솔루션, 파나소닉과 같은 전문 배터리 제조업체로부터 셀과 모듈을 구매
- 자체 기가팩토리 — 테슬라가 파나소닉과 협력한 것처럼, 동일한 배터리 전문업체와 파트너십을 맺어 자체 생산 시설 구축
배터리 가격: 10년 만에 10배 하락
전기차 전환에 대한 가장 설득력 있는 주장은 배터리 비용의 극적인 하락입니다. Bloomberg NEF 데이터에 따르면:
- 2010년: kWh당 $1,200 (업계 평균)
- 2021년: kWh당 $132 (전기 트럭, 버스, 정지형 저장장치 전반의 업계 평균)
- 2021년: kWh당 $118 (승용 전기차 전용)
11년 만에 10배 이상의 비용 절감이 이루어졌습니다. 2021년 급증하는 수요로 인해 특히 리튬, 코발트, 니켈의 원자재 가격이 상승해 일부 상방 압력이 가해졌지만, 이는 전반적인 하락 추세에 비하면 미미한 수준입니다.
다음은 무엇인가? 더 스마트한 충전, 더 가벼운 배터리
배터리 팩의 추가적인 대폭적인 가격 인하는 달성하기 더 어려울 수 있습니다. 그러나 업계는 대안적인 방향을 가지고 있습니다. 도시와 고속도로를 아우르는 더 촘촘한 충전 네트워크는 점점 더 커지는 배터리 팩의 필요성을 줄여, 제조업체들이 사용성을 희생하지 않고 더 작고 가볍고 저렴한 배터리로 전환할 수 있게 해줄 것입니다.
방정식을 재편할 수 있는 신기술로는 다음이 있습니다:
- 주행 중 무선 충전 — 주행 중 배터리를 충전하는 유도 충전 기술이 탑재된 도로
- 전고체 배터리 — 현재의 리튬 이온 화학 대비 더 높은 에너지 밀도, 더 빠른 충전, 향상된 안전성
- 서비스형 배터리(BaaS) — 중국의 Nio가 이미 대규모로 도입한 구독 기반 배터리 교환 모델
- 차량-전력망 연계(V2G) — 전기차 배터리를 분산형 에너지 저장장치로 활용하여 전력망 안정성 지원
광범위한 충전 인프라의 경제적 실행 가능성, 전력망 용량 확대, 안전성, 신뢰성, 그리고 이 차량들에 전력을 공급하는 더 넓은 에너지 믹스에 관한 열린 질문들이 남아 있습니다. 하지만 나아가야 할 방향은 분명하며, 전기차 배터리의 추진력은 그 어느 때보다 강합니다.
이 글은 번역본입니다. 원문은 여기에서 읽을 수 있습니다: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html
게시 3월 10, 2022 • 읽기까지 3m 소요
