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1 친환경자동차 하이브리드차 플러그인하이브리드차 전기차 수소차

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3 Contents Ⅰ. 자동차로인한환경오염 4 1. 자동차배출가스성분 2. 자동차로인한대기오염 3. 대기오염에따른건강피해 Ⅱ. 친환경자동차란? 하이브리드차 2. 플러그인하이브리드차 3. 전기차 4. 수소차 Ⅲ. 친환경자동차의비교 친환경자동차의특징비교 2. 친환경자동차의대기오염물질배출량 Ⅳ. 외국의친환경자동차보급정책 친환경자동차개발및보급 2. 세계친환경자동차시장전망 Ⅴ. 우리나라친환경자동차보급정책 친환경자동차보급목표 2. 친환경자동차인센티브혜택 3. 친환경자동차충전소 ( 시설 ) 확충 4. 친환경자동차연구개발 [ 부록 ] 용어해설 61

4 자동차로인한환경오염

5 1. 자동차배출가스성분 자동차연료인휘발유나경유등석유계물질은완전연소한다면산소와결합하여수증기 (H2O) 와이산화탄소 (CO2) 만생성한다. 그러나실제로완전연소되지는않는다. 불완전연소하면수증기나이산화탄소가아닌유해물질이형성되어배기가스에섞여나온다. 중간속도로가솔린기관을운전할때, 질소 (70%), 이산화탄소 (18%), 수증기 (8.2%), 유해물질 (1%) 정도로배기가스가이루어진다. 유해물질의대부분은 1 일산화탄소 (Carbon-monoxide, CO) 2 탄화수소 (Hydrocarbon, HC) 3 질소산화물 (Nitrogen-oxides, NOx) 이고, 디젤기관의경우에는매연, PM(Particulate Matters) 등이여기에추가된다. 자동차의배기가스평균조성 ( 무게기준 ) 가솔린차 디젤차 Ar 1.2% O2 1.1% CO2 18.1% H2O 8.2% 0.9% 0.09% 0.11% 유해물질 CO HC NOx H2O 6.2% CO2 10.6% O2 8.1% 1.73% 0.02% 0.04% 0.01% 유해물질 CO HC NOx PM N2 70.3% N2 73.3% 5

6 일산화탄소 (Carbon-monoxide, CO) 무색, 무취의유독가스인일산화탄소 (CO) 는공기부족상태에서연소될때발생된다. 즉혼합비 (= 연료 / 공기 ) 가높을수록 CO는증가한다. 그러나공기과잉일지라도공기와연료가잘혼합되지않으면 CO가생성된다. CO는인체흡입시혈액중의헤모글로빈 (Hb) 과결합하여혈액의산소운반작용을방해한다. CO가 0.3%( 체적비 ) 이상함유된공기를 30분이상호흡하면목숨도잃을수있다. 탄화수소 (Hydrocarbon, HC) 탄화수소 (HC) 란탄소 (C) 와수소 (H) 로조성된화합물을말한다. HC는배기가스뿐만아니라블로바이가스 * 나증발가스 ** 중에도포함되어있다. *블로바이가스(Blow-bygas):엔진 연소과정에서연소실내의연료가스가피스톤과실린더사이의틈새를통해 새어나가는가스를말함 **증발가스:자동차의연료탱크에서연료가증발되어나가는가스를말함 불완전연소로형성된배기가스중탄화수소는그형태가다양하다. 불완전연소로인한 HC는 CO와마찬가지로공기가부족한상태이거나희박한상태에서연소가진행될때주로발생한다. 또연소실표면근처와같이충분히고온인화염이전달되지않는구석진곳에서도발생한다. HC는호흡기계통과눈을심하게자극하고, 암을유발하거나악취의원인이되기도한다. 6

7 질소산화물 (Nitrogen-oxides, NOx) 일산화질소 (NO), 이산화질소 (NO2), 일산화이질소 (N2O) 등여러가지질소산화물을말하며, NOx로표기한다. NOx는연소실의온도와압력이높고, 동시에공기가과잉상태일때주로생성된다. 그중 90~98% 를차지하는 NO는무색, 무미, 무취인물질로서, 대기중에서서서히산화되어대부분 NO2로변환된다. NO2는적갈색이며, 독성이있고자극적인냄새가난다. 특히호흡을통해점막분비물에흡착되면, 산화성이강한질산으로바뀐다. 이렇게생성된질산은호흡기질환 ( 기관지염, 폐기종등 ) 을유발하고폐에수종이나염증을유발할수도있으며, 눈에자극을주는물질이다. NOx는이외에도오존의생성, 광화학스모그발생, 수목의고사에영향을미치는것으로알려져있다. 입자상고형물질 (Particulate Matters, PM) 가솔린기관은디젤기관에비해입자상고형물질 (PM) 이무시해도좋을만큼적게생성된다 ( 디젤기관의 1/20~1/200 수준 ). 자동차용디젤연료는공기가부족한상태에서연소되면순식간에고형의탄소핵이생성된다. 이탄소핵은수소 / 탄소의원자수비가약 0.1 정도로서, 직경 0.02~0.03μm의입자수백개가뭉쳐진고형미립자 ( 평균입경 0.1~0.3μm ) 이다. 이는머리카락지름 (100μm) 의 1/300~1/1000 크기이다. μm ( 마이크로미터 ):1 백만분의 1m(=10-6 m) 탄소핵에응집된입자상고형물질은폐암등을유발하는발암물질로서호흡기질환을일으키는것으로알려져있다. 특히초미립입자상물질이건강에악영향을미치는것으로밝혀져, 초미립입자는중량규제에서수량규제로전환되고있다. 7

8 2. 자동차로인한대기오염 자동차배출가스 1 차오염물질 자동차에서직접방출되는형태인 1 차오염물질중대표적인것은 NO2 이다. 수도권지역에서는자동차등이동오염원이방출하는 NO2* 가 2012 년 68% 를 차지하여비중이크다. * 이산화질소 (NO2): 경유차 건설기계, 산업 연소시설에서 주로 발생 수도권지역대기오염물질 (NO2) 기여율 구분 2001 년 2012 년 배출량 ( 천톤 / 년 ) 기여율 (%) 배출량 ( 천톤 / 년 ) 기여율 (%) 계 이동오염원 사업장 생활계 한편, 수도권지역의 NO2 발생원을국내외분으로보면국내분이 73~81% 를 차지한다. 8

9 자동차배출가스 2 차오염물질 자동차배출가스에들어있는 1차오염물질은대기중에서화학반응에의해 2차오염물질을생성하며, 그대표적인것은미세먼지와오존이다. 미세먼지 상당량의미세먼지 (PM2.5)* 는질소산화물 (NOx), 휘발성유기화합물 (VOCs)**, 암모니아 (NH3) 등의가스상전구물질 *** 이특정조건에서화학반응을일으켜 2차적으로생성된다. *미세먼지 (PM2.5):대기중에부유하는분진중직경이2.5μm보다작은먼지로머리카락지름의 1/30내지1/200수준의매우미세한입자 **휘발성유기화합물 (VOCs:VolatileOrganicCompounds):벤젠,톨루엔등탄화수소계화합물로자동차연료, 산업 생활용용제류등에서배출되며,햇빛에의한광화학반응에의해오존이생성됨 ***전구물질:어떤 물질이일련의화학반응을거쳐새로운물질로변화생성되는경우최초의출발물질을말함 자동차배기가스는반응성이강한물질과화학반응으로 2차유기물입자 (Secondary Organic Particles) 가되기도한다. 각종불완전연소과정에서발생한질소산화물 (NO, NO2) 은 O3와반응해 NO3가되고, NO3는물과반응하여 HNO3를생성한다. HNO3는대기중에 NH3 등과반응하여질산암모늄 (NH4NO3, Ammonium Nitrate) 등미세먼지를구성하는물질이된다. 자동차배기가스이외에화석연료의연소과정에서발생하는황산화물 (SO2) 은물과직접반응하여아황산 (H2SO3) 을생성하고아황산은급격히산화하여황산 (H2SO4) 이된다. 황산 (H2SO4) 은암모니아와복합적인반응을거쳐황산암모늄 ((NH4)2SO4, Ammonium Sulfates) 과같은미세먼지입자를생성한다. 9

10 오존 전체오존 (O3) 의약 90% 는지상 20~40km 사이의성층권에존재하면서태양광선중생명체에해로운자외선을흡수하여지상의생물들을보호하는 좋은오존 이다. 반면, 나머지 10% 는지상 10km 이내의대류권에존재하여지표오존이라고도하는데호흡기나눈을자극하는 나쁜오존 이라할수있다. 지표오존은가정, 자동차, 사업장등에서대기중으로직접배출되는오염물질이아니라, 질소산화물 (NOx), 탄화수소 (HC), 메탄 (CH4), 일산화탄소 (CO) 등과같은대기오염물질들이햇빛에의해광화학반응을일으켜생성되는 2차오염물질이다. 특히, 질소산화물 (NO, NO2) 과휘발성유기화합물 (VOCs) 이오존의주요한원인물질이다. 대기중에벤젠 (C6H6), 톨루엔 (C6H5CH3) 등휘발성유기화합물이없이질소산화물만이존재하는경우라면먼저일산화질소 (NO) 가이산화질소 (NO2) 로산화되고, 이산화질소가햇빛 ( 자외선중의장파와가시광선중의단파에너지, hν*) 에의해산소원자 (O) 와 NO로광분해된다. 그리고산소원자는대기중의산소분자 (O2) 와반응하여오존 (O3) 을만들며, 이오존은다시 NO를 NO2로산화시키는데소비된다. 따라서휘발성유기화합물이없는대기중에서는오존의생성과소멸이균형을이루어오존농도가증가없이일정하게유지된다. *hν( 태양광에너지 ):태양광에너지가주파수에비례하는성질을이용하여태양광에너지를 플랑크상수 [h( 하 ), Js] 와주파수 [ν( 뉴 ),s -1 ] 의곱으로나타낼수있음 그러나휘발성유기화합물 (VOCs) 이존재하면산소원자 (O) 와휘발성유기화합물의반응으로과산화기 (RO2, R은유기물을나타냄 ) 가생성되는데, 이과산화기가오존대신에 NO를 NO2로산화시키는역할을한다. 그결과오존이덜소모되어대기중의오존농도가증가한다. 이와같은이유로햇빛이강한하절기의낮시간대에오존주의보가자주발령되는것이다. 10

11 광화학반응에의한오존생성반응 VOCs 없을때 : 일정오존농도유지 VOCs 있을때 : 오존농도증가 NO2 + NO2 + O3 NO O3 RO2 NO VOCs O + O2 O + O2 수도권대기오염도 서울의경우미세먼지농도는 2001 년 71 μg / m3에서 2014 년 46 μg / m3으로상당히 개선되었으나, 이산화질소의농도는 2001 년 37ppb* 에서 2014 년 33ppb 로 개선이미흡한상황이다. *ppb(partsperbillion):10 억 분의 1(=10-9 ) 서울의대기오염도를세계주요도시와비교하면여전히높은수준이다. 2014년기준으로서울의미세먼지 (PM10)* 농도는일본동경보다 1.5배높고, 프랑스파리와영국런던보다각각 1.6배, 2.4배높았다. * 미세먼지 (PM10): 지름 10 μm 이하의 입자물질로 호흡기 질병이나 폐기능 저하의 원인이 됨 이산화질소 (NO2) 농도는동경보다 1.3배, 파리보다 1.4배, 런던보다 1.2배높다. 11

12 세계주요도시미세먼지 (PM10) 농도비교 (2014 년 ) 세계주요도시이산화질소 (NO2) 농도비교 (2014 년 ) 46 ( 단위 : μg / m3 ) ( 단위 : ppb) 서울동경 리 서울동경 리 수도권대기개선특별대책이시행된 2005년이후수도권지역의오존주의보 (120ppb 이상 / 시간 ) 발령횟수는크게개선되었으나 2012년이후또다시급증추세를보이고있다. 이는자동차의급증에따른이산화질소, 오존등 2차오염물질의증가때문으로풀이된다. 연도별수도권오존주의보발령현황 구분 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 발령횟수최고농도 (ppb/ 시간 )

13 3. 대기오염에따른건강피해 생활속에서접하게되는먼지들은호흡과정에서코털, 기관지섬모등에서걸러지는크기의것들이많다. 그러나자동차에서배출된미세먼지 ( 특히, PM2.5) 는입자가매우작아서폐를거쳐혈관또는혈액까지침투하기도한다. 미세먼지는기도점막을자극하고염증을유발한다. 정상인에게도기침 가래등의호흡기증상을유발하지만, 특히호흡기질환, 천식등알레르기질환이나심혈관질환의증상을악화시키는것으로알려져있다. 인체에미치는영향 세계보건기구 (WHO) 산하국제암연구소 (IARC) 는 2012년 6월 12일디젤배기가스를 2A등급에서 1등급발암물질로바꾸어지정하였다. IARC는발암물질을 5개등급으로나눠암발생에충분한증거가있는물질을 1등급, 발암개연성이있는물질을 2A등급, 발암가능성이있는물질을 2B등급으로분류하고있는데, 1등급에는석면, 비소, 담배, 알코올, 카드뮴, 수은등 100여종이있으며, 가솔린 ( 휘발유 ) 엔진배기가스는 2B등급으로분류되어있다. 13

14 호흡기질환 장기간미세먼지에노출되면면역력이급격히저하되어감기, 기관지염등의호흡기질환을악화시킨다. 성인의경우미세먼지에노출되면폐기능의감소속도가빨라진다. 질병관리본부의연구 ( 정성환, 2014년 ) 에의하면초미세먼지 (PM2.5) 농도가 10μg / m3증가할수록폐암발생이 9% 증가하고, 미세먼지 (PM10) 농도가 10μg / m3증가할수록만성폐쇄성폐질환관련입원이 2.7%, 만성폐쇄성폐질환관련사망은 1.1% 증가되는것으로나타났다. 14

15 심혈관질환 미세먼지에단기적으로심하게노출되면폐, 혈액, 심혈관계등전신순환계에 미세먼지가순차적으로침투하여심근경색, 심부전등심혈관질환의발생 위험을높이게된다. 이외에도미세먼지는혈압을높이거나교감신경계를활성화시켜심박수변동성, 부정맥을증가시킬수있다. 이러한영향은건강한정상인보다고령인사람 (75세이상 ), 기존심혈관질환을가지고있는환자, 당뇨, 비만등감수성이높은환자에게서더크게나타난다. 미세먼지로인한심혈관질환영향에관한질병관리본부의연구결과 ( 정보영, 2014년 ) 는다음과같다. - 초미세먼지 (PM2.5) 에장기간노출되면심근경색과같은허혈성심질환의사망률은 30~80% 증가 - 부정맥, 심부전, 급성심장사에의한사망과도상당한관련이있는것으로보고되었고, 특히초미세먼지 (PM2.5) 10μg / m3증가시심부전에의한입원률 30% 증가 - 뇌혈관질환관련사망률이미세먼지 (PM10) 농도 10μg / m3증가시 10% 증가, 초미세먼지 (PM2.5) 농도 10μg / m3증가시 80% 증가 15

16 천식 미세먼지는천식의발생이나악화와관련하여여러단계에걸쳐관여하는것으로추정된다. 첫째, 미세먼지는체내에서활성산소의농도를높여산화스트레스를증가시키고, 증가된산화스트레스는기도내염증성손상을일으켜서천식을일으킨다. 둘째, 미세먼지의구성성분의독성에의해소기도와폐에손상을일으켜서천식을일으키기도한다. 셋째, 미세먼지는자체적으로염증반응매개물질의발현을유도함으로써체내의면역기능을저하시켜천식을일으키기도한다. 질병관리본부의연구 ( 김철우, 2014년 ) 에의하면, 미세먼지는단기적으로알레르기나천식악화와연관이있으며장기간노출되는경우폐기능을감소시키고천식조절에부정적영향을미치며심한경우에는천식발작을일으키는것으로나타났다. 16

17 친환경자동차란?

18 들어가기전에알아두기 자동차엔진의원리 자동차엔진은연료를연소시키는과정에서발생한열에너지를운동에너지로바꿈으로써자동차를움직인다. 자동차엔진의 4 행정 흡기 브 배기 브 점화플러그 피스톤 크 크축 1 흡기 2 압축 3 연소 팽창 4 배기 1 흡기행정 흡기밸브열림,배기밸브담힘상태에서피스톤이하강하면실린더내부는압력이감소하여흡기밸브로부터 공기와연료가섞인혼합기가흡입된다 ( 디젤엔진의경우공기만흡입 ). 2 압축행정 흡기밸브담힘,배기밸브닫힘상태에서피스톤이반전하여상승하면실린더내에충만한공기또는혼합기를 압축하여연소실내에가두어둔다. 3 연소 팽창 ( 동력 ) 행정 흡기밸브닫힘,배기밸브닫힘상태에서피스톤이상부에이르렀을때점화플러그에서전기불꽃이튀어서 혼합기가연소함으로써가스가팽창하여피스톤을밀어내린다.디젤엔진의경우점화플러그대신에연료분사 장치를통해실린더내의압축된고온 고압의공기중에연료를고압으로분사시켜자기착화에의해연소된다. 4 배기행정 흡기밸브닫힘,배기밸브열림상태에서피스톤이반전하여상승하면서실린더내의팽창한가스를배기밸브를 통해밀어낸다.그후에또다시흡기행정으로되돌아간다. 18

19 들어가기전에알아두기 2 행정엔진과 4 행정엔진 자동차에사용되는엔진은작동방식에따라 2행정엔진 과 4행정엔진 으로구분된다. 2행정엔진은크랭크축의 1회전 ( 피스톤의 1회상하운동을 1행정 이라하며, 2행정마다크랭크축이 1회전을함 ) 마다폭발이일어나기때문에비교적엔진구조가간단하고출력이크다. 다만저속회전에서는배기 흡기가완전히행해지지않아회전이불안정하고연료가배기에섞여나오는문제가있어오늘날이륜차에서만사용되고있다. 4행정엔진은크랭크축의 2회전마다 1회의폭발이일어나기때문에비교적회전력이균일하고저속회전도안정적이다. 또한연료경제성도높아서오늘날대부분의자동차에사용되는엔진이다. 가솔린엔진과디젤엔진 가솔린엔진은가솔린 ( 휘발유 ) 을연료로사용한다. 공기와연료가섞인혼합기를실린더내에유입시킨후점화플러그에서전기불꽃을튀어서혼합기를연소시킴으로써동력을얻는다. 가솔린엔진에서압축비는 8~11:1로디젤엔진보다낮다. 가솔린엔진은매연발생이극히적고, 후처리장치로배출가스정화가상대적으로용이하다. 디젤엔진은디젤 ( 경유 ) 을연료로사용한다. 가솔린엔진과달리실린더내에공기만을흡입하여고압으로압축하여고온이된상태에서연료를분사해주면스스로불이붙어연소하는자기착화방식이특징이다. 19

20 들어가기전에알아두기 디젤엔진의압축비는가솔린엔진의약 2배인 15~22:1로높다. 이에따라연소효율이좋아연비가높은장점이있는반면, 고압펌프와튼튼한엔진사용으로중량이증가하고마찰손실도많아져소음과진동이커지는단점이있다. 가솔린엔진과디젤엔진비교 구분 가솔린엔진 디젤엔진 연료 휘발유 경유 연료공급방식 공기와혼합기형태로공급 실린더내에직접분사 연료압력 2~3kg/ cm3 120~140kg/ cm3 점화방식 점화플러그 압축열에의한자기착화 소음 작음 큼 압축비 8~11:1 15~22:1 착화 ( 연소 ) 온도 360~ 자동차바퀴의구동원리피스톤의왕복에의해운동에너지가발생하는데, 이때피스톤과연결된크랭크축이회전을하면서자동차는구동력을얻게된다. 이를동력전달장치 ( 클러치 변속기 Propeller shaft 차동장치 바퀴 ) 를통해바퀴에전달하여자동차를주행시키게된다. 자동차동력전달개요 엔진 러치 Propeller sha t 변속기 차동장치 20

21 1. 하이브리드차 (Hybrid Electric Vehicle) 하이브리드차는엔진과모터동력을조합하여구동하는자동차이다. 출발과저속주행시에는엔진가동없이모터동력만으로주행한다. 또한배터리충전은 회생제동 이라는방식으로이루어지는데, 그원리는감속시브레이크를밟으면모터가발전기로전환되어전기를생성하여배터리에충전하는방식이다. 이때문에연비가기존의내연기관차보다 40% 이상높고배기가스는저감된다. 또한엔진출력에모터출력이추가되어큰구동력이필요한오르막길등에서도가속성능이좋고정숙한승차감을갖는장점이있다. 하이브리드차작동원리 연료소모는최소화하면서주행성능은극대화하기위해출발과저속주행, 가속주행, 고속주행, 감속주행, 정지등 5가지주행형태별로모터주행과엔진주행을적절히조합한주행모드로주행한다. 변속기 교류 (AC) DC 모터 AC 인버터 엔진 엔진에모터의동력을더해큰힘으로구동 차량감속시회생제동으로충전하였다가출발, 저속주행시모터동력만으로주행하기때문에가솔린차대비연비 40% 이상좋음 직류 (DC) 연료탱크 배터리 *인버터(Inverter):전기모터에서생산된교류를직류로 변환시켜배터리에저장하고,전기모터를구동할때는 배터리에저장된직류를역 ( 易 ) 으로교류로변환시켜 전기모터에공급하는장치 21

22 하이브리드시스템 모터주행 ( 전기차모드 ) 엔진 + 모터주행엔진주행모터충전엔진정지 출발 / 저속모터만구동가속엔진작동 & 모터보조중 / 고속정속엔진만구동감속배터리충전정지 모터주행 ( 전기차모드 ) 큰 구동력이 필요치 않은 출발이나 서서히 가속 시 전기모터 사용한다. 엔진 + 모터주행속도 증가로 큰 구동력이 필요시 엔진 시동하거나 오르막길, 급고속 등으로 매우 큰 구동력이 필요시 엔진과 전기모터를 동시 사용한다. 엔진주행엔진 효율이 가장 좋은 고속 정속 주행시는 엔진만 사용한다. 모터충전감속이나 제동 시 발생되는 에너지를 전기 모터를 이용한 전기에너지를 전환시켜 배터리를 충전한다. 엔진정지신호대기 등 정차 시 엔진이 정지된다. 배터리 충전 상태에 따라 모터와 엔진작동 상태가 변경될 수 있다. 22

23 하이브리드차연비향상원리및경제운전요령 연비향상원리 전기차모드운행구간늘리기 전기차모드운행구간이늘어날수록연료를덜사용하게되어연비가높아짐 전기차모드주행구간:초기출발,서행 저속정속주행,일부고속정속주행 경제운전요령 전기차모드로운전하기 하이브리드연비최적화를위한운행모드이용하기 완가속습관들이기 에코운전범위로운전필요 급가속시불필요한엔진작동으로연료 소비가증가함 회생제동에너지활용하기 제동시완제동으로회생제동전기에너지충전후, 주행시충전에너지를재사용하여연비를향상시킴 D 단에서브레이크밟기 D 단에서제동시, 회생제동으로전기에너지충전가능 N 단에서는 동력 미전달로 회생제동 ( 충전 ) 불가 완제동습관들이기 급제동시희생제동에너지충전시간과수용용량 부족으로여분의에너지가공기중으로방출됨 에어컨전력소모최소화하기 에어컨은 AUTO 설정 ( 최적화 ) 으로연료소비를최소화시킴 에어컨을 AUTO 로설정후, 에어컨스위치를누르면하이브리드시스템과에어컨시스템이최적화되어연비가향상됨 23 :세계자동차메이커들이기준으로삼는 승객이가장쾌적하게여기는온도 23

24 2. 플러그인하이브리드차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 플러그인하이브리드차는엔진과모터동력을조합하여차량을구동하는면에서하이브리드차와동일하다. 플러그인하이브리드차는차량추진에너지를공급하기위해서외부전원으로부터에너지를끌어와서저장하는하이브리드차이다. 반면하이브리드차는자체엔진과발전기에서생산한전기만을저장하여활용한다는점에서다르다. 플러그인하이브리드차작동원리 배터리를가득충전한후출발하면처음 40km 전후까지배터리전원의힘만으로가는전기차모드로주행하고, 그이후는배터리충전량을일정수준으로유지하면서하이브리드모드로주행한다. OBC 완속충전기변속기모터 교류 (AC) 외부전원 엔진 DC AC 전기차모드와하이브리드차모드로주행이가능하여전기차의짧은주행거리를극복 출퇴근거리 (30~40km) 를연료소모없이전기차모드로만주행가능 전기차모드의주행기능강화로하이브리드차대비배출가스 40~50% 저감 직류 (DC) 인버터 연료탱크 배터리 24

25 플러그인하이브리드시스템 CD (Charge Depleting) 모드 CS (Charge Sustaining) 모드충전 모터주행 ( 전기차모드 ) 모터엔진 + 모터엔진배터리충전배터리충전 출발 / 저속모터만구동 가속엔진작동 & 모터보조 중 / 고속정속엔진만구동 감속배터리충전 외부충전 1 모터주행배터리를 일정량 사용할 때까지모터만으로 전 구간 주행을 한다. 2 모터주행 ( 전기차모드 ) 큰 구동력이 필요치 않은 출발이나 서서히 가속시 전기모터를 사용한다. 3 엔진 + 모터주행속도 증가로 큰 구동력이 필요시 엔진 시동하거나 오르막길, 급고속 등으로 매우 큰 구동력이 필요시 엔진과 전기모터를 동시 사용한다. 4 엔진주행 엔진 효율이 가장 좋은 고속 정속 주행시는 엔진만 사용한다. 5 배터리충전감속이나 제동 시 발생되는 에너지를 전기에너지로 전환시켜 배터리를 충전한다. 6 외부충전외부에서 배터리 충전이 가능하다. 25

26 플러그인하이브리드충전시스템 플러그인하이브리드차는완속충전인렛을적용하고있으며, 완속충전기전용충전케이블과비상용충전케이블을제공하고있다. 완속충전스탠드 가정용충전케이블 용량 220V, 35A (7.7kW) 용량 220V, 10A (2.2kW) 충전시간 약 3 시간 충전시간 약 8 시간 가정용 콘센트 완속충전 케이블 완속충전기 가정용충전케이블사용주의사항 과전류방지를위해가정의콘센트와전력용량점검필요 전기료과다발생 ( 누진세 ) 을피하기위해전기차요금제를받는별도전력설비를마련하거나별도충전서비스이용필요 공동주택이나타인소유건물에서사용할경우도전 ( 盜電 ) 의위험이있으므로사전협의후사용필요 기존의 전력 인프라를 활용하여 전기차 요금제 적용 26

27 3. 전기차 (Electric Vehicle) 고전압배터리에서전기에너지를전기모터로공급하여구동력을발생시키는차량으로, 화석연료를전혀사용하지않는완전무공해차량이다. 외부전원 OBC 완속충전기감속기모터 급속충전기 내연기관차와달리엔진이없이배터리와모터만으로차량구동 엔진이없으므로배출가스와온실가스를전혀배출하지않음 충전용량이적을경우배터리주행거리에제한이있음 직류 (DC) 교류 (AC) DC AC 인버터 100kW 배터리 27

28 전기차시스템 전기차고유의발진가속 전기모터특유의우수한초기발진토크로혼잡한도심에서가속력을높여준다. 주행상황별제어 회생제동 급속충전 브레이크를밟으면모터가발전기로전환되어반대로배터리가충전되는기능으로특히제동횟수가많은도심에서주행효율성을높여준다. 주행중배터리잔량이부족할경우, 공공충전소를통해 24 ~33 분내외의짧은시간에급속충전이가능하다. 완속충전상태에서의예냉 / 예열 충전기플러그인상태에서공조장치를미리가동시키면쾌적한상태로드라이빙이가능하며, 출발시에너지소비를줄여주행거리를연장하는데도움이된다. 28

29 전기차시스템 충전기인렛 충전시간 완속충전시간 (100%) : 4 시간 20 분 (6.6kW) 급속충전시간 (83%) : 24 분 (100kW) ~ 33 분 (50kW) 충전시간 100% 충전시약 12 시간 주의사항가정용전원으로충전시전기차용전기요금미적용으로인하여과다한전기요금이발생할수있음 220V 휴대용 충전 케이블 ( 선택품목 ) 29

30 유지비비교 경부하시간대충전시유지비가가솔린차대비약 1/5 수준이다. 시간대별전기자동차충전요금비교 00:00 ~ 09:00 09:00 ~ 10:00 10:00 ~ 12:00 23:00 ~00:00 13:00 ~ 17:00 22:00 ~ 23:00 12:00 ~ 13:00 17:00 ~ 23: 시간대는 봄, 여름, 가을 기준 가솔린대비유류비 ( 전기세 ) 비교 1,880 원 /,2 만 / 년 주행 기준 30

31 4. 수소차 (Fuel Cell Eletric Vehicle) 수소차 수소차는수소와공기중의산소를직접반응시켜전기를생산하는연료전지를이용하는자동차로서물이외의배출가스를발생시키지않기때문에각종유해물질이나온실가스에의한환경피해를해결할수있는환경친화적자동차이다. 수소차작동원리 수소가연료전지에공급되면전자와수소이온으로분리되고이때발생한전자들은외부회로로전달되어연료전지자동차의모터를구성하는동력원인전기에너지로사용된다. 또한수소에서분리된수소이온들은전해질막을통과해막반대편의연료전지에공급된공기중의산소와반응하여물을생성하게된다. 이때생성된물은수소차의유일한배출물로서남은공기와함께대기중으로배출된다. 31

32 시스템구동원리 수소차는내연기관차와달리엔진이없으며, 전기차와달리전기공급없이내부에서전기를생산한다. 공기공급기 모터 감속기 회생제동 교류 충전 산소 전력변환장치 배터리 직류 연료전지 수소 수소탱크 물배출 수소차구성과기능 ( 엔진없음 ) 연료전지 모터 배터리 수소탱크 수소탱크 : 충전소에서충전한수소를고압 (700bar) 으로저장 연료전지 : 수소와산소를화학반응시켜전기를생산 배터리 : 연료전지에서생산된전기를저장 모터 : 배터리에저장된전기를이용하여자동차바퀴를구동 32

33 연료전지의구조 수소와공기중의산소를반응시켜전기에너지를생성하는차세대무공해 에너지이다. 직류전류 수소 2e - + 전해질 2e - + 산소 ( 공기 ) H + O2 2H + 물, 열 (-) 극 : 2H2 + 2OH - 2H2O + 2H + + 4e - (+) 극 : O2 + 2H + + 4e - 2OH - 전체반응 : 2H2 + O2 2H2O 수소는 (-) 극에서산화되고산소는 (+) 극에서환원된다. 이반응식에서볼수있듯이, 수산화이온 (OH - ) 의농도는변하지않고, 단지수소와산소로물이만들어진다. 이것은수소가공기중에서연소하여물이되는반응과동일하다. 33

34 수소차의장점 H₂O 만배출하는친환경성 FCEV 수소차는가솔린사용없이수소와산소만으로전기를만들어구동되기때문에원천적으로배기가스없이물만배출 내연기관차 기존친환경자동차대비우수한수소차 수소차 (FCEV) 전기차 (EV) 배기가스배출 Zero Zero 충전시간 3 분 ~ 10 분 30 분 ~ 6 시간 하이브리드차 (HEV) CO2, CO, NOx 5 분이내 짧은충전시간, 길어진주행거리 3~10 분 FCEV l 1 회충전시 1 회충전시 EV 30 분 전기차는완전히충전되는데 30~360 분정도걸리며 140km* 주행이가능하지만, 수소차는 3~10 분만에완전히충전되며 1 회충전으로최대 415km 를달릴수있다. * 국내 출시 전기차 1 회 완충 시 주행거리 평균값 34

35 친환경자동차의비교

36 1. 친환경자동차의특징비교 구분장점단점 전기차 (EV) 무공해 저렴한충전비용 짧은주행거리 : 200km 이내 긴충전시간 : 급속 20~30 분완속 4 시간이상 충전인프라부족 수소차 (FCEV) 무공해 긴주행거리 : 500km 이상 짧은충전시간 : 5 분이내 충전인프라부족 Vehicle Class 수소차 Large Mid 하이브리드차플러그인하이브리드차 Compact 전기차 Electric Vehicle 200km 500km Driving Range Hybrid Vehicle (Plug-in) FCEV 36

37 구분개념도특징 하이브리드차 구동 : 엔진 + 모터 연료 : 화석연료 + 전기 배터리 0.9 ~ 1.8kWh 모터엔진배터리연료탱크 주행중대용량배터리충전 / 방전 플러그인하이브리드차 구동 : 엔진 + 모터 연료 : 화석연료 + 전기 외부전원 모터엔진배터리 외부전원에서의전력공급 배터리 4 ~ 16kWh 연료탱크 ( 엔진없음 ) 전기차 구동 : 모터 연료 : 전기 배터리 10 ~ 30kWh 외부전원 모터 배터리 순수전기에너지로구동 ( 엔진없음 ) ( 엔진없음 ) 수소차 구동 : 모터 연료 : 수소 배터리 0.9 ~ 1.8kWh 연료전지 모터 배터리 수소탱크 연료전지내수소 / 산소전기화학반응으로전기생산 / 구동 37

38 충전 ( 주유 ) 시간 1 회충전 ( 주유 ) 주행거리 하이브리드차플러그인하이브리드차 완속 240 급속 전기차 수소차 1,100 1, ,062 하이브리드모드 946 전기차모드 44 하이브리드차플러그인하이브리드차 148 전기차 420 수소차 최고속도 연비 하이브리드모드 전기차모드 하이브리드차플러그인하이브리드차 전기차 수소차 0 하이브리드차플러그인하이브리드차 전기차 수소차 38

39 2. 친환경자동차의대기오염물질배출량 하이브리드차 1 대보급 = 연간 CO₂ 0.7 톤감축 주행전 19.4g/km 주행 121.6g/km g/km 하이브리드차 g/km CO₂ 배출량 ( 연비 ) 비교 주행전 26.5g/km 주행 165.7g/km 가솔린차 100 그루 30 년생소나무 106 그루를심는효과 플러그인하이브리드차 1 대보급 = 연간 CO₂ 1.3 톤감축 주행전 99g/km 주행 19g/km g/km 주행전 26.5g/km 주행 165.7g/km 100 그루 50 그루 118 g/km 플러그인하이브리드차 CO₂ 배출량 ( 연비 ) 비교 가솔린차 30 년생소나무 197 그루를심는효과 30 년생 소나무 1 그루 당 연간 CO2 흡수량 :6.6kg - 근거 : 주요 산림수종의 표준 탄소흡수량 (2013 년 11 월, 국립산림과학원 ) 39

40 전기차 1 대보급 = 연간 CO₂ 2 톤감축 CO₂ 배출량 94.1g/km CO₂ 배출량 192.2g/km VS 전기차 발전 94.1g/km + 주행 0g/km 가솔린차 석유채굴 26.5g/km + 주행 165.7g/km 수소차 1 대보급 = 연간 CO₂ 2 톤감축 CO₂ 배출량 143.1g/km CO₂ 배출량 192.2g/km VS 수소차 발전 143.1g/km + 주행 0g/km 가솔린차 석유채굴 26.5g/km + 주행 165.7g/km 40

41 외국의친환경자동차보급정책

42 1. 친환경자동차개발및보급 친환경자동차산업의육성 세계자동차산업은지구온난화와자원고갈로위기에직면해있다. 각국은온실가스배출억제를위해자동차분야규제를강화하고있으며, 석유자원고갈에대비한 에너지다변화정책 이글로벌현안의제로부각되고있다. 자동차 CO₂ 배출기준 한국2015년140g/km2020년97g/km 미국2015년147g/km2020년113g/km 유럽2015년130g/km2021년95g/km 일본은연비규제(2015년17.0km/L2020년20.3km/L) 세계각국은정부주도로친환경자동차산업육성을전략적으로추진하고있다. 친환경자동차산업은미래자동차시장의판도를좌우하게될것이며, 나라마다자국의현실에맞는주력차종을발굴하고, 기술개발자금과보조금을지원하고있으며, 세금감경혜택을제공하고있다. 미국 개발 2009년에서 2018년까지 그린뉴딜정책 으로그린카를포함한녹색분야에 150조원을투자할예정이다. 보급 오바마정부는 2015년까지전기차 ( 플러그인하이브리드차포함 ) 1백만대보급목표를제시하고구입시세금감경혜택을제공하고있다. 42

43 유럽 개발 독일정부는 2010 년 5 월, 2020 년까지전기차 1 백만대를보급하는것을목표로기술개발과인프라구축을위한국가전략을발표하였다. 보급 EU 는 2020 년까지전기차 300 만대, 수소차 50 만대이상보급하는것을목표로친환경자동차보급을추진중에있다. 특히프랑스는 CO2 60g/km 미만차량에최대 5,000 유로의보너스를지급하고있으며, 영국은전기차에대당최대 5,000 파운드의보조금을지급하고있다. 개발 일본 차세대저공해자동차개발 에따라하이브리드차와수소차기술개발에 1,060 억엔 (1 조원 ) 을지원하고, 차세대자동차전략 에따라전력기반차에사용되는배터리기술개발에 210 억엔 (2 천 9 백억원, 2009 년 ~2015 년 ) 을지원하고있다. 보급 2013 년까지전기차와플러그인하이브리드차 32,000 대를보급하고, 충전기는 2020 년까지 2 백만대를구축할예정이다. 개발 중국 자동차발전정책 (2010 년 8 월 ) 에따라전기차, 하이브리드차, 수소차기술개발에 10 년간 1,000 억위안 ( 약 17 조원 ) 을투자하고있다. 보급 2020 년전력기반차 1.5 백만대생산, 5 백만대보급을목표로자동차대책을추진중에있다. 43

44 각국의친환경자동차지원내용 구분차종지원내용 보조금지급 세금감경 하이브리드차 (HEV) 플러그인하이브리드차 (PHEV) 전기차 (EV) 수소차 (FCEV) 하이브리드차 (HEV) 플러그인하이브리드차 (PHEV) 전기차 (EV) 수소차 (FCEV) ( 프랑스 ) 2008 년부터보너스맬러스에따라 2,000 4,000 유로 (2013 년 ) 지원 ( 일본 ) 1 차 30 만엔 (2009 년 4 월 ~2010 년 7 월 ), 2 차로 10 만엔지원 (2011 년 12 월 ~2012 년 12 월 ) ( 유럽 ) 영국 이탈리아최대 5,000 지원 ( 중국 ) 최대元 31,500 지원 / ( 일본 ) 최대 850,000 지원 ( 영국 ) 차량가격의 25%( 최대 5,000) 지원 ( 프랑스 ) 7,000 환급 ( 중국 ) 중앙정부와지방정부각元 60,000 지원 ( 일본 ) 최대 100 만엔지원 ( 미국 ) 캘리포니아 ($2,500), 조지아주 ($5,000), 오레곤주 ($1,500) 는추가지원 ( 중국 ) 승용차최대元 250,000 / 버스최대元 600,000 지원 ( 일본 ) 동급내연기관차와가격차이최대 50% 지원 ( 미국 ) 2006년 ~2010년까지하이브리드차에대해최대 3,400달러지원 ( 일본 ) 취득세 중량세면제, 자동차세 75% 감면 ( 미국 ) 세액공제최대 $7,500 / ( 일본 ) 세액공제 250,000 ( 유럽 ) 등록세 ( 네덜란드, 5,000) ( 중국 ) 구매세 100% 면제 ( 미국 ) 구입시 100% 세금공제와보험료 10% 감면 ( 중국 ) 취득세 2020 년까지면제 / ( 일본 ) 취득세, 중량세면제 ( 미국 ) 1 대당 $4,000 지원 ( 노르웨이 ) 자국에수입되는차량에한해 23,000 지원 44

45 친환경자동차판매현황 세계친환경자동차시장은 2013 년 195 만대규모 ( 차량판매량 8,420 만대의약 2.3%) 기타미국일본 친환경차판매현황 주요 5 개국신차등록현황 55,000 50,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5, 세계친환경자동차시장은성장세지속 ( 신차시장에서 2015 년 3%, 2020 년 20% 전후로성장전망 ) 주요 5 개국신차등록현황 브라질중국 일본 일미국 45

46 2. 세계친환경자동차시장전망 친환경자동차시장패러다임변화자동차시장의패러다임이급변하여고효율친환경자동차시장이연평균 11.3% 성장하고있다. 그리고전기차를포함한친환경자동차가내연기관차를대체해나가고있다. 친환경자동차 : 1,071(2010 년 ) 3,132 만대 (2020 년 ) 가솔린차 : 5,966(2010 년 ) 6,605 만대 (2020 년 ) 3,500 세계친환경자동차신규차량 ( 만대 ) 3,000 2,500 2,000 1,500 1, EV( 전기차 ) PHEV ( 플러그인하이브리드차 ) HEV ( 하이브리드차 ) FCEV ( 수소차 ) 출처 :IEA(InternationalEnergyAgency)Report(2009 년 ) 46

47 친환경자동차시장전망 EU는환경문제대응을위해 EURO-6 배출가스저감기준을제시하고있으며, 미국은캘리포니아주를중심으로 ULEV(Ultra Low Emission Vehicle), SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle) 을넘어서 ZEV(Zero Emission Vehicle) 프로젝트를실행중이다. 앞으로자동차산업은빠르게고연비, 친환경자동차중심으로재편될것으로예상되며, 하이브리드차, 전기차, 수소차로대변되는친환경자동차가큰비중을차지하게될것으로전망된다. 매대수 ( 만대 ) 10,000 8,000 6,000 내연기관 전기차 4,000 2,000 하이브리드차 수소차 2005 년 2010 년 2015 년 2020 년 2025 년 2030 년 2035 년 2040 년 출처:1.AutomotiveWorldCarIndustryForecastReport,GlobalInsight(2004년) 2.IEA,Booz&Companyanalysis 47

48 우리나라친환경자동차보급정책

49 1. 친환경자동차보급목표 2004년까지 6,000여대에불과했던친환경자동차의보급대수는 2009년 1만대, 2012년 3만대로빠르게증가하여 2014년현재 18만대 ( 누적 ) 가운행중이다. 하지만이수치는 2014년자동차등록대수 2,012만대의 0.9% 에불과한수준이다. 정부는 친환경자동차개발및보급기본계획 (2016년 ~2020년 ) 에따라 2020년까지자동차등록대수의 10% 인 220만대를친환경자동차로보급할계획이다. 하이브리드차 판매량면에서국내친환경차시장을선도하고있으며, 향후성장세를주도할것으로예상되고있다 년에출시된이후 2014년까지총 13만 9천대가판매되었다. 2020년까지하이브리드차 67만대 ( 누적 ) 보급을목표로하여 2015년 ~2020년기간중에 53만대를추가로보급할계획이다. 하이브리드차 (HEV) 보급목표 2020년까지 67만대 HEV ( 단위:만대 ) 계 ~'14 '15 '16 '17 '18 '19 ' 근거:저탄소차협력금조정안마련연구 (2014년7월,조세연KEI) 플러그인하이브리드차 2015년 8월플러그인하이브리드차가국내에처음출시되었다. 2020년까지보급목표는 5만대로 2016년 3천대등연차적으로보급물량을늘려갈계획이다. 플러그인하이브리드차 (PHEV) 보급목표 2020년까지 5만대 PHEV ( 단위:만대 ) 계 '16 '17 '18 '19 ' 근거:환경부자체계획(2015년6월) 49

50 전기차 2012년 1종이었으나 2015년 9종으로증가하였으며, 2014년까지총 3,000여대가보급되어초기시장형성단계에있다. 2020년까지전기차 20만대 ( 누적 ) 보급을목표로 2015년 0.3만대, 2016년 1만대등연차적으로보급해나갈계획이다. 전기차 (EV) 보급목표 2020년까지 20만대 EV ( 단위:만대 ) 계 ~'14 '15 '16 '17 '18 '19 ' 근거:전기차보급확대및시장활성화계획 (2014년12월,녹색위) 또한공공급속충전시설은 2020년까지총 1,400기를설치하여전국적으로생활반경내에서편리하게충전할수있는기반을구축해나가고있다. 수소차 2013년 2월양산체계를구축하여공공부문을중심으로시범보급하고있다. 2014년까지지자체, 공공기관, 비영리법인등을대상으로수소차 33대를보급하였고, 수소충전소도거점도시에설치해나가고있다. 특히 2015년 12월산업부, 국토부등과합동으로수립한 수소차보급및시장활성화계획 에따라 2020년까지수소차 9천대를보급하고수소충전소 80개소를신규로설치할계획이다. 수소차 (FCEV) 보급목표 2020년까지 9천대 FCEV ( 단위:천대 ) 계 '16 '17 '18 '19 ' 근거:수소차보급및시장활성화계획 (2015년12월,관계부처합동) 50

51 2. 친환경자동차인센티브혜택 차량구매보조금지원 친환경자동차를구입할때내연기관과가격차이, 차량유지비절감, 온실가스감축, 대기오염저감등을고려하여차종에따라구매보조금을지원한다. 특히, 내연기관차와가격차이가클수록더많은구매보조금을지원함으로써소비자들의차량구매부담을줄여주고있다. 전기차하이브리드차플러그인하이브리드차수소차 1,200만원 100만원 500만원 2,750만원 * 지방비 지원 별도 인센티브제공 친환경자동차를이용할때혼잡통행료할인, 공영주차장이용료할인, 전용주차장이용등다양한인센티브혜택을받을수있다. 항목하이브리드차플러그인하이브리드차전기차수소차 공영주차장 20~50% 할인 혼잡통행료면제 ( 서울남산터널 ) 51

52 세금감경 친환경자동차를구매할경우차량구매보조금지원외에개별소비세, 교육세, 자동차취득세등세금감경혜택을추가로받을수있다. 항목 하이브리드차 플러그인하이브리드차 전기차 수소차 계최대 270 만원최대 270 만원최대 400 만원 - 개별소비세최대 100 만원최대 100 만원최대 200 만원 - 개별소비세 / 교육세 최대 30 만원최대 30 만원최대 60 만원 - 취득세최대 140 만원최대 140 만원최대 140 만원 - 지역개발채권 ( 차량가격의 9~20%) 최대 200 만원최대 200 만원최대 200 만원 - 52

53 3. 친환경자동차충전소 ( 시설 ) 확충 충전시설설치지원 친환경자동차보급초기에충전인프라부족으로인한소비자불편을해소하기위하여충전소 ( 시설 ) 의설치비용을지원한다. 전기차 1 대당완속충전시설지원 공공급속충전시설 1 기당지원 4 백만원 70 백만원 수소충전소 1 기당지원 1,500 백만원 급속충전시설 2011년부터 2017년까지총 320억원을지원하여전국에 637기의공공급속충전시설을설치해나가고있다. 또한전기차수요를반영하여핵심거점, 광역거점, 거점간연계등으로단계별충전인프라를구축하고있다. 핵심거점 ( 반경 10km 이내 ), 광역거점 ( 반경 30km 이내 ), 거점간 연계 ( 고속도로, 국도 ) 53

54 단계별전기차충전인프라구축전략 1 단계 2 3 단계 핵심 거점 ( 반경 10km 내외 ) 광역 거점 ( 반경 30km 내외 ) 거점 연계 ( 고속도로, 국도 ) 완속충전시설 전기차수요자에게완속충전시설보조금 (2016년 400만원 ) 을지원하고, 차량운행패턴과주거상황을고려하여민간충전사업이가능하도록전력정보와부하관리종합시스템을구축하여충전전력의효율적인이용과전력수요관리를강화해나가고있다. 54

55 수소충전소 2020 년까지전국주요거점지역에수소충전소 80 기를운영해나갈계획이다 년에는광주광역시와내포신도시에각각 1 기씩설치하였다. 2014년수소충전소를그린벨트에설치할수있도록관련법령을개정하였으며, CNG 충전소와수소충전소를병설할수있도록관련규정을마련할계획이다. 천연가스공급시설설치자금융자운용요강( 환경부고시 ) 을개정하여, 융자지원대상에수소충전소를포함하여지원 (2011년이후) 충전시설보급목표 ( 단위 : 기, 누적 ) 구분 2011 년 2013 년 2015 년 2020 년 소계 354 1,971 6, ,400 전기차충전시설 완속충전시설 321 1,794 5, ,000 급속충전시설 ,400 수소충전소 근거 전기차보급확대및시장활성화계획 (2014년12월,녹색성장위원회) 수소차및수소충전소보급활성화방안 (2015년10월,환경부) 친환경자동차중기보급계획 (2015년2월,환경부) 55

56 참고 1 전기차급속충전시설과완속충전시설비교 구분 급속충전시설 ( 복합멀티형 ) 스탠드식충전시설 완속충전시설 이동형충전기 충전시설모양 충전용량 50kWh 7kWh 3.2kWh 충전시간 20~30 분 5~6 시간 8~9 시간 설치 사후관리 소요비용 ( 공사비포함 ) 장점 단점 국가 국가 지자체, 자동차제작사 개인, 자동차제작사 휴대형 개인 70 백만원 4~7 백만원 1 백만원이내 충전시간단축 전문관리필요운영비과다소요 심야전기이용안정적인충전 (100%) 개인관리가능 충전시간필요 휴대와사용편리기설치된콘센트이용 콘센트마다태그부착작업전력용량검사필요상대적으로긴충전시간필요 해외완속충전시설보급현황 선진국의경우전기차보급시충전시설설치공간이있을경우스탠드식충전시설 ( 벽걸이포함 ) 을설치하고, 공간이부족할경우에는이동형충전기를보급 56

57 참고 2 친환경자동차운영비용 하이브리드차 하이브리드차는감속시배터리를충전하여충전된전력을주행할때사용한다. 따라서하이브리드차연비 (18.2km/L) 는내연기관차연비 (12.1km/L) 보다우수하며, 연간 15,000km 주행시연료비를약 65만원절약하는효과가있다 ( 연료비 1,534원 /L 기준 ). 또한하이브리드차는내연기관 ( 엔진 ) 과전기모터 ( 배터리 ) 를함께사용하는데, 전기모터가작동할때는전기차와마찬가지로소음이없어우수한승차감을느낄수있다. 플러그인하이브리드차 플러그인하이브리드차는하이브리드차와전기차의장점을결합한모델로서출퇴근 (30~40km) 거리를전기차로주행할수있으며, 장거리운행시에는별도의배터리충전없이도하이브리드차모드로전환하여주행할수있다. 또한일반하이브리드차보다대기오염물질을 40~50% 정도저감할수있으며, 내구연한을 165,000km( 전기차 11만km, 내연기관차 5.5만km) 로가정할경우내연기관차보다 1480만원, 하이브리드차보다 760만원가량유류비를절감할수있다. 57

58 전기차 전기차는연료비용이휘발유자동차대비 1/5~1/3 수준으로서고유가시대의가계부담을덜어주며, 전기차가늘어날수록석유의존도와에너지수입비용을절감할수있다. 전기차의또다른장점은엔진없이전기모터로작동하기때문에소음이없다. 미국등에서는보행자의안전을위해서오히려전기차에소리를내도록하고있다. 서울 1 회충전 1,500 원으로최대 135km 주행 청주 전기차용전기요금은일반가정용전기요금과달리계절별, 시간대별전력부하에따라최저 51.2원 /kwh, 최대 206.5원 /kwh( 평균 100원 /kwh) 까지차등적용 수소차 차량용수소연료가격이유동적이지만, 현재의수소생산비와운송비를감안할때연간 15,000km 주행시약 50~80만원을절약하는효과가있을것으로예상된다. 수소차는충전소요시간이 5분이내로짧고, 배출가스가전혀발생하지않기때문에승차감이좋다. 58

59 4. 친환경자동차연구개발 친환경자동차 ( 전기차 ) 기술개발실적 친환경자동차산업을육성하기위하여정부와민간이함께배터리성능향상등기술개발을추진하고있다. 년도 현대블루온 (2011 년 4 월 ) 기아레이 (2012 년 3 월 ) 기아소울 (2014 년 5 월 ) 부품실적달성률 (%) 실적 달성률 (%) 실적 달성률 (%) 주행거리 (km) 배터리 용량 (kwh) 중량 (kg) 완속충전 (hr) 충전기 급속충전 (min) 근거 : 현대차, 기아차 내부자료 (2015 년 9 월 ) 59

60 전기차핵심부품 R&D 국가로드맵 정부는 2014년전기차핵심부품개발로드맵을비롯하여각종친환경자동차기술개발계획을수립하였다. 또한 2011년환경부의글로벌탑환경기술개발프로젝트의일환으로친환경자동차기술개발사업단을발족하여친환경자동차기술개발을지원하고있다. 구분합계 '14 '15 '16 '17 '18 '19 '20 기술 부품개발 배터리팩열 / 안전제어기술 ( 정부투자 : 10억원 / 년 ) 여자동기고효율모터기술 ( 정부투자 : 12억원 / 년 ) 고효율공조시스템기술 ( 정부투자 : 12억원 / 년 ) 배터리시스템최적설계기술 ( 정부투자 : 15억원 / 년 ) 무금형자체성형기술개발 ( 정부투자 : 15억원 / 년 ) 고전압전장부품일체화기술 ( 정부투자 : 10억원 / 년 ) 합계 ( 억원 ) 회충전주행거리 (km/1 회충전 ) 근거 : 전기차 보급 확대 및 시장 활성화 계획 (2014 년 12 월, 녹색성장위원회 ) 60

61 부록 용어해설 61

62 용어해설 [Glossary] 그린카 기존내연기관보다대기오염물질이나 CO₂ 배출이적고연비가우수한자동차로서친환경자동차와동일한용어로사용됨 미세먼지 (PM2.5) 대기중에부유하는분진중직경이 2.5 μm보다작은먼지로머리카락지름의 1/30 ~ 1/200 수준의매우미세한입자 블로바이가스 (Blow-by gas) 엔진연소과정에서연소실내의연료가스가피스톤과실린더사이의틈새를통해새어나가는가스를말함 수소차 (FCEV : Fuel Cell Electric Vehicle) 연료전지스택에서수소와산소를반응시켜전기를얻은후생산된전기로모터를움직여주행하는자동차 인버터 (Inverter) 전기모터에서생산된교류를직류로변환시켜배터리에저장하고, 전기모터를구동할때는배터리에저장된직류를역 ( 易 ) 으로교류로변환시켜전기모터에공급하는장치 전구물질 어떤물질이일련의화학반응을거쳐새로운물질로변화생성되는경우최초의출발물질을말함 전기차 (EV : Electric Vehicle) 고전압배터리로부터전기에너지를전기모터로공급하여차량에구동력을발생시킴으로써화석연료를전혀사용하지않는무공해자동차 증발가스 자동차의연료탱크에서연료가증발되어나가는가스를말함 62

63 친환경자동차 친환경자동차기술개발사업단 하이브리드차, 플러그인하이브리드차, 전기차, 수소차, 태양광차등기존내연기관차보다대기오염물질이나 CO₂ 배출이적고연비가우수한자동차 친환경자동차의보급과경유자동차의배출가스저감대책을효율적으로수행하기위하여환경부의글로벌탑환경기술개발프로젝트의일환으로 2011 년 5 월출범한기술개발사업단 플러그인하이브리드차 (PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 하이브리드차중에서외부전기공급원으로부터충전받은전기에너지로구동이가능한자동차 하이브리드차 (HEV : Hybrid Electric Vehicle) 내연기관 ( 엔진 ) 과전기모터, 두종류의동력을조합 구동하여기존내연기관차보다고연비, 고효율을실현한자동차 휘발성유기화합물 (VOCs : Volatile Organic Compounds) EURO-4,5,6 SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle) 탄화수소계화합물로자동차연료, 산업 생활용용제류등에서배출되며, 햇빛에의한광화학반응에의해오존이생성됨 유럽에서정한자동차배출가스기준으로서경유차의경우 2006 년 10 월 ( 기존차는 2008 년 1 월 ) 부터 EURO-4, 2009 년 9 월 ( 기존차는 2010 년 10 월 ) 부터 EURO-5, 2014 년부터 EURO-6 를적용 극초저공해자동차기준으로서 2012 년 7 월부터우리나라에도입된배출허용기준 ULEV (Ultra Low Emission Vehicle) 미국배출가스규제기준으로우리나라휘발유승용차, LPG 승용차에적용되는배출허용기준 ZEV (Zero Emission Vehicle) 전기차, 수소차등배출가스가전혀나오지않는무공해자동차의배출허용기준 63

64 발행 : 환경부대변인실 ( 우 )30103 세종특별자치시도움 6 로 11 정책담당 : 환경부교통환경과 이발행물은국민들에게환경정책을알리고정책의발전을함께고민하고자하는목적으로발행한홍보물입니다. c2015 Copyrights Ministry of Environment. All Rights Reserved.