[SPECIAL REPORT] ‘전환기가 기회’… 역전 노리는 한국 전기차들

기사입력 2014-09-03

기획 연재 제2 자동차 혁명의 최전선, 세계 ‘전기차 도시(EV City)’를 가다⑦ 

전기자동차 신드롬이 세계 자동차 산업을 강타하고 있다. 엔진과 화석연료 대신 모터와 전기를 주축으로 하는 전기차는 기존의 생산 방식·마케팅·인프라 등 모든 것을 한꺼번에 바꿀 혁명과도 같다. 한국의 기업들도 완성차 업체는 물론 핵심 부품인 배터리에 이르기까지 글로벌 전기차 시장을 선점하기 위한 전쟁에 나섰다. 

2006년 미국에서는 ‘누가 전기자동차를 죽였나(Who killed the Electric car)’라는 제목의 다큐멘터리 영화가 상영됐다. 제너럴모터스(GM)가 1996년 선보인 전기차 ‘EV1’에 관한 얘기다. EV1은 대량 양산 체제를 갖춘 완성차 업체가 처음으로 생산한 전기차였다. 한 번 충전해 160km를 달릴 수 있었고 최고 속도는 시속 130km에 달했다. 요즘 전기차와 비교해 봐도 결코 떨어지는 성능이 아니다. 

당시 할리우드 스타들이 EV1을 구입해 몰면서 신드롬이 일기도 했지만 웬일인지 2002년부터 생산이 중단됐고 급기야 2004년에는 운행 중이던 EV1을 모두 회수해 전량 폐기 처분하기에 이른다. 전기차 상용화로 수입이 줄어들 것을 우려한 정유 업계와 (EV1 제조사인 GM을 포함한)완성차 업체의 반발 그리고 이들의 로비와 압력이 EV1을 세상에서 사라지게 했다는 음모론이 영화의 주된 내용이다. 같은 시기 도요타에서 판매 중이던 RAV4-EV와 혼다의 EV-플러스 역시 생산이 중단되면서 의심은 확신으로 번져갔다. 

EV1 이야기가 전기차 단종의 첫 사례는 아니다. 사실 전기차는 내연기관 자동차보다 오랜 역사를 가지고 있는데, 1828년 헝가리에서 처음 고안됐다는 것이 정설이다. 19세기 말까지는 전 세계적으로 전기차가 내연기관 차량보다 많이 팔렸다. 하지만 20세기 초에 들면서 휘발유 가격이 급락하고 내연기관 자동차의 대량생산 체제가 구축되면서 전기차는 점차 시장에서 자리를 잃어 갔다. 특히 1920년대 텍사스에서 발견된 원유는 전기차 단종의 결정적 계기가 됐다. 

내연기관차보다 오랜 역사

내연기관 자동차가 100년 이상을 지배해 온 시장에 지각변동이 시작된 것은 1990년대 들어서였다. 미국 캘리포니아 주에서 발표한 ‘배기가스 제로법’ 등 환경오염 문제가 대두되면서 전기차의 가능성이 새롭게 주목받게 된 것이다. EV1의 폐기 처분과 함께 잠시 소강상태에 빠졌던 관심은 2000년대 후반 들어 선진국을 중심으로 한 에너지 및 환경 관련 규제가 자리 잡으며 다시 불붙기 시작했다. 특히 2008년 미국의 테슬라가 선보인 2인승 스포츠카 ‘로드스터’와 2010년 닛산의 ‘리프’, 2012년 테슬라의 ‘모델 S’ 등은 전기차의 성능·실용성·시장성에 대한 의구심을 걷어내게 만들었다. 

세계 각국의 에너지·환경 관련 규제는 갈수록 강화되는 추세다. 여기에 유가 급등, 세계적인 경기 침체(저비용 필요성 대두) 등 전기차가 성장할 수 있는 시장 환경이 조성되고 있다. 2010년 GM이 선보인 플러그인하이브리드 자동차(PHEV) ‘쉐보레 볼트’ 이후 PHEV 및 순수 전기차(EV)는 글로벌 주요 자동차 기업들의 새로운 성장 동력으로 자리 잡았다. 2011년 프랑크푸르트에서 열린 모터쇼에선 GM을 비롯해 벤츠·볼보·아우디·폭스바겐·르노 등 내로라하는 완성차 업체들이 독자적인 전기차 모델을 선보이며 시장에 불을 지폈다. 

이에 비해 한국의 전기차 시장은 아직 북미·일본·유럽 등에 비해 열세에 있는 게 사실이다. 국내 완성차 업계의 선두 주자인 현대·기아차그룹은 지난해 5월 친환경차 설명회를 통해 “수소연료전지차(FCEV)를 중심으로 차세대 친환경차 전략을 세우고 있다”고 밝히기도 했다. 그러나 일반적으로 FCEV 전기차에는 비해 원가가 3~4배 비싼 것으로 알려져 있다. 상용화 기간도 전기차에 비해 오래 걸릴 것으로 전망된다. 업계에선 장거리 주행과 수소 충전 등 장기적으로는 장점이 훨씬 큰 FCEV 개발에는 힘을 쏟되 탄력적인 전기차 양산을 통해 시장 지배력을 유지해 나갈 것이라는 전망이 우세하다. 지난 4월 출시된 ‘쏘울 EV’는 이러한 전략의 일환이다. 다행스럽게도 전기차 제조 기술력은 시장이 초기 단계이기 때문에 나라별 혹은 기업별로 큰 차이가 없다. 쏘울 EV는 1회 충전으로 148km를 달릴 수 있고 최고 속도도 시속 145km에 달해 글로벌 경쟁사 차량과 견줘 손색이 없다.

현대차는 전기차의 가능성에 일찍 눈을 떴다. 이미 1991년 11월 ‘쏘나타’ 전기차를 선보이며 국내 전기차 1호를 기록했다. 이어 1993년에 ‘엑셀’ 전기차를 실용화하는 데 성공했고 1996년 3월에는 니켈메탈수소전지와 독자 개발한 모터를 장착한 ‘엑센트’ 전기차를 개발해 냈다. 최고 속도 시속 130km에 1회 충전으로 390km를 달릴 수 있는, 당시 세계 최고의 기술력을 자랑한 전기차였다. 

현대차, 1991년 이미 전기차 개발 성공

1997년 2월 들어선 미국의 US 일렉토리카(Electorlica)와 모터·컨트롤러 등 핵심 부품의 공동 개발 계약을 체결하고 이 회사의 주식 5.4%를 매입했다. 그해 5월에는 미국 캘리포니아 대기보전국(CARB)으로부터 세계에서 다섯째로 무공해차 인증을 취득해 실용화하기도 했다. 1997년 말에는 2000년부터 한국과 유럽 시판을 목표로 ‘아토스’ 전기차(니켈메탈수소전지 탑재)를 개발했고 2000년에는 스포츠유틸리티차량(SUV) ‘싼타페’ 전기차 개발에 성공해 하와이 및 제주도에서 시범 운행했다. 

현대차는 2010년 8월 ‘블루온’을 공개했다. 1년여의 연구 기간, 400억 원의 개발비용이 들어간 이 차는 국내 첫 고속 소형 전기차이자 양산형 전기차라는 기록을 세웠다. 전기차 전용 리튬이온폴리머 배터리가 탑재돼 최고 출력 61kW, 최대 시속 130km, 1회 충전으로 140km를 달릴 수 있는 성능을 자랑했다. 

현대차는 당시 지식경제부가 2010년 발표한 ‘그린카 산업 발전 전략’에 따라 진행된 ‘준중형 전기차 개발’ 프로젝트에 참여하는 등 전기차 개발에 열을 올렸지만 이후 수소연료전지차 개발로 방향을 틀었다. 배터리 기술의 한계, 충전 인프라 구축 같은 문제가 쉽게 해결되기 어렵다는 판단 때문이었다. 

기아차의 전기차 개발 역사도 현대차 못지않다. 현대차그룹으로의 합병 이전인 1991년에 납전지를 탑재한 ‘프라이드’ 전기차 개발에 성공해 형식 승인을 받았다. 1993년에 ‘세피아’ 전기차와 대형 승합차인 ‘베스타’ 전기차 개발에 성공해 프라이드 전기차와 함께 대전엑스포에서 운행했다. 

납전지를 탑재한 세피아는 1회 충전으로 190km를 달렸고 최고 속도도 시속 160km에 달했다. 베스타는 1회 충전으로 120km를, 최고 속도는 시속 90km였다. 현대·기아차그룹의 본격 양산 전기차인 ‘레이 EV(2012년 출시)’ 역시 기아차가 생산한 모델이다. 

한국GM·르노삼성도 전기차 시장에 사활

지금은 한국GM으로 통합됐지만 옛 대우자동차도 전기차 개발을 등한시하지 않았다. 1993년 12월에 ‘르망’ 플랫폼을 사용한 전기차 개발에 나섰고 이듬해인 1994년에는 ‘에스페로’ 전기차 개발에 성공했다. 1996년에는 ‘씨에로’ 플랫폼에 고성능 납전지를 사용한 ‘DEV-4’를 개발했고 이듬해 4월에는 ‘DEV-5’ 개발에 성공했다. DEV-5는 니켈메탈수소전지를 탑재한 4인승 3도어의 해치백 타입으로, 알루미늄과 섬유강화플라스틱(FRP) 차체로 경량화에 성공해 최고 속도 시속 124km, 한 번 충전으로 201km를 달릴 수 있었다. 당시 대우차의 전기차 기술력은 세계 톱클래스에 속했다. 1997년 외환위기가 아니었다면 BMW의 i3나 테슬라의 모델 S 못지않은 글로벌 히트 메이커가 한국에서 나왔을지도 모를 일이다. 

대우차가 GM으로 합병된 후에는 GM 본사에서 개발한 전기차를 한국에서 테스트하는 수준으로 개발 활동이 진행되고 있는 것으로 알려졌다. 2013년 첫선을 보인 스파크 EV에는 미국 시장에서 검증된 ‘볼트’의 모터가 탑재되는 등 검증된 기술력을 인정받았지만 경차라는 한계와 내연기관 차량과의 가격 경쟁에서 밀리며 고전하는 양상이다. 지난 6월 한국GM은 “중국 A123의 리튬인산철 이차전지를 무게와 부피가 작은 LG화학 배터리로 교체한다”고 밝혔다. 이에 따라 배터리 효율이 7% 정도 상승했고 차량의 무게도 40kg이나 가벼워졌다. 한국GM은 판매 가격 인하까지 검토 중인 것으로 알려졌다. 

르노삼성은 2012년 말 ‘SM3 Z.E.’ 5대를 제주특별자치도 스마트 그리드 실증 단지에서 운행하며 전기차 경쟁에 뛰어들었다. 이 차는 르노가 유럽에서 2만 유로에 판매한 전기차 ‘플루언스(Fluence) Z.E.’와 같은 모델이다.

전기차가 내연기관 자동차를 대신하게 되면서 기존의 자동차 산업에도 획기적인 변화의 바람이 불고 있다. 제일 먼저 배기량을 기준으로 하던 상품 개념 자체가 사라지게 될 전망이다. 또 오랜 연구·개발(R&D) 노하우와 숙련된 기술력으로 진입 장벽이 높았던 엔진·변속기 기술이 불필요하게 되면서 엔진·구동계 부품이 배터리·모터·인터버 등 전기차 부품으로 대체될 전망이다. 

특히 전기차 배터리, 즉 자동차용 이차전지 업체들은 전기차 시장 확대의 최대 수혜주로 떠올랐다. 미국 전기차협회에 따르면 전기차의 원가 중 이차전지가 차지하는 비중은 29~33%에 이른다.

스마트폰용 리튬이온 배터리의 단가는 5달러에 불과한 데 비해 자동차용 리튬이온전지는 대당 1만2000달러(2013년 기준)에 달한다. 김창진 NH농협증권 연구원은 “2020년 전체 자동차 판매량 중 10%만 전기차가 차지한다고 해도 중대형 이차전지 시장은 70조 원 규모로 커질 것”이라고 내다봤다.

자동차용 이차전지 산업은 한국과 일본 기업이 시장을 장악하고 있다. LG화학·삼성SDI·AESC(일본 닛산·NEC 합작사)·파나소닉 등이 4강을 형성하고 있는데, 특히 LG화학의 전기차 배터리 성장세가 돋보인다. 일본의 시장조사 업체 B3는 “LG화학이 올해 안에 AESC를 제치고 친환경 차량(xEV)용 배터리 시장에서 29.3%의 점유율로 1위를 차지할 것”이라고 예상했다. 글로벌 시장조사 업체인 내비건트리서치도 LG화학이 친환경 차량용 배터리 시장에서 세계 최고의 경쟁력을 보유한 기업이라고 평가했다. 내비건트리서치가 강조한 LG화학의 경쟁력은 2가지 특허 기술에서 나온다. ‘스택&폴딩(Stack & Folding)’ 기술과 ‘안정성 강화 분리막(SRS)’이다.

스택&폴딩은 배터리 생산 시 기존의 감는(winding) 방식이 아닌 쌓고 접는 방식을 말한다. 배터리 기술의 핵심은 뒤틀림 방지 같은 안정성과 초슬림·고용량 구현에 있다. 감는 방식에 비해 쌓고 접는 방식이 안정성 확보에 훨씬 유리하다는 게 전문가들의 평가다. 분리막은 리튬이온전지를 만드는 4대 핵심 소재 가운데 하나다. LG화학의 독자 기술인 SRS는 나노세라믹 코팅을 적용해 내구성과 내열성을 강화한 소재다. 전기차 배터리 안정성의 핵심인 내구성과 발열 부문의 앞선 기술력은 전기차 배터리 업계에서 큰 강점으로 작용하고 있다.

LG화학은 이미 2000년부터 신규 사업 진출의 일환으로 전기차 배터리 개발에 뛰어들었다. 그 결과 2009년에는 세계 최초로 전기차용 리튬이온전지를 상용화하는 데 성공하며 세계 첫 양산형 전기차인 GM ‘볼트’의 배터리 공급 업체로 선정됐다. 이후 LG화학은 전기차 배터리 업계의 ‘퍼스트 무버’로 평가받으며 르노·포드·볼보와 현대·기아차 등 다양한 업체에 배터리를 공급하고 있다.

LG화학·삼성SDI, 전기차용 배터리 시장 주도

BMW는 지난해 하반기에 i3를 유럽에 선보이며 뒤늦게 전기차 경쟁에 뛰어들었다. 작년 3분기 0.3%에 불과했던 BMW의 전기차 시장점유율은 올 2분기 4.1%로 뛰어올랐다. 특히 유럽에선 시장점유율 10%를 차지하며 5위를 기록했다. 상반기 전기차 시장에서 i3는 여덟째로 많이 팔린 차량이다. 최근 독일에서 i8이 출시됐고, 2016년 이후부턴 i5를 비롯한 다양한 전기차가 생산될 것으로 예상되는 가운데 최대 수혜자는 BMW의 배터리 독점 공급자라는 소리가 나온다. 바로 삼성SDI다. 

폭스바겐·다임러·BMW 등 유럽의 메이저 3사 가운데 가장 먼저 전기차 시장에 진입한 곳은 BMW다. 또 테슬라를 제외하곤 기존 자동차 기업 중 전기차 모델에 별도의 서브 브랜드를 부여하고 중·장기 로드맵을 제공하는 곳 역시 BMW밖에 없다. BMW는 앞으로 i 시리즈의 시장 안착을 위해 순수 전기차와 PHEV, 콤팩트 해치에서 스포츠카에 이르기까지 다양한 차종을 출시할 계획이다. 

삼성SDI의 전기차 배터리 글로벌 시장점유율은 지난해 1.8%에 불과했다. 하지만 올해 3.9%, 2015년 5.3%, 2016년에 7.6%에 이를 전망이다. 배터리 공급처도 다양해진다. BMW의 i3를 시작으로 포르쉐·페라리 등 최고급 PHEV 차량에 신규 공급이 예정돼 있다. 특히 내년부턴 전 세계 1위 업체인 폭스바겐에 배터리를 공급할 것으로 알려지면서 LG화학과 함께 세계 전기차 배터리 시장을 한국 기업이 장악한다는 시나리오가 현실화될 전망이다. 

전기차 업계의 록스타인 테슬라와의 협력도 꾸준히 점쳐진다. 현재 테슬라에 원통형 전지를 단독으로 공급하는 곳은 파나소닉이다. 테슬라는 공격적인 사업 확장을 위해 파나소닉과 함께 ‘기가 팩토리’를 세울 예정이다. 테슬라와 파나소닉이 2017년까지 20억 셀 규모의 장기 공급 계약을 한 배경이다. 하지만 모델 S의 폭발적인 판매량(올해 3만8000대 예상)과 모델 X 등 신모델 출시로 배터리 수요가 파나소닉의 생산능력을 벗어날 것이란 예상이 대세다. 테슬라도 핵심 부품인 배터리의 안정적인 확보를 위해 공급처 다변화에 나서고 있다. 업계에선 이미 테슬라가 삼성SDI나 LG화학 등 국내 이차전지 업체들과 공급 협의에 나선 것으로 알려졌다. 

비운의 전기차 기업 CT&T

‘한국 CT&T 세계 최대 전기차 회사로 떠오르나.’ 2009년 10월 30일자로 소개된 한 일간지의 기사 제목이다. 지금은 기억에서 가물가물하지만 당시 CT&T는 한국에서 가장 기대되는 전기차 생산 업체였다. 현대차에서 상용수출본부장을 맡았던 이영기 사장이 2004년에 세운 CT&T는 국내 골프카트 시장의 90%를 차지할 정도로 근거리용 저속 전기차(NEV) 시장의 최강자였다. 

CT&T는 2008년 2인승 NEV ‘e-존’을 개발하는 데 성공했다. 때마침 이명박 정부의 ‘저탄소 녹색 성장’ 정책과 맞물리며 전기차 시장의 차세대 주자로 떠올랐다. 당진 공장을 방문한 이 전 대통령 내외의 e-존 시승은 CT&T를 전국적으로 알린 최고의 홍보 전략이었다. 실제로 2011년 당시 환경부는 NEV 구입 보조금을 대당 578만 원으로 정하고 지급 대상으로 CT&T의 e-존을 선정했다.

CT&T는 ‘2011년까지 세계 40개소에 공장 개설, 2013년까지 50만 대 판매와 7조 원대 매출’이라는 야심찬 계획을 세웠다. 2010년에는 코스닥 시장에서 퇴출 직전이던 방송 수신기 제조업체 CMS를 인수해 우회상장에도 성공했다. 그해 2월까지 5000원대에 불과했던 주식은 6월에 2만 원까지 급등했다. 하지만 거기까지였다. 차량 자체의 품질 문제, 도시고속화도로 진입 금지, 무리한 사업 확장 등이 겹치면서 2011년 들어 주가는 300원으로 폭락했다. 결국 2012년 1월 법원으로부터 기업 청산 결정을 받으며 몰락했다.

글 장진원 jjw@hankyung.com 후원= 한국언론진흥재단