미래그린카시장누가주도하나 원유가격변동과각국의환경규제강화로친환경자동차인 그린카 에대한관심이집중되고있다. 자동차제조업체의노력과정부의제도적지원이이어지면서, 향후그린카시장의확대가예상된다. 미래그린카시장은하이브리드와클린디젤자동차가주도할것으로보인다. 성낙환연구원 nakhwans@lgeri.com 최근몇번의모터쇼에서 GM은시보레볼트라는혁신적전기자동차를미래전략모델로서강조해왔다. 볼트는일반가정용전기로충전할수있는배터리를장착하여단거리주행시전기모터로만구동할수있는새로운형태의자동차이다. 특히파산위기에몰린상황에서정부의지원을받기위해제출한자구방안에서도볼트등이포함된그린카개발을명시하고있다. 이처럼 GM이존폐위기속에서도막대한비용과시간을그린카에쏟는이유는무엇인가? 직접적인이유는북미및유럽시장의까다로운환경오염규제이다. 미국의자동차업체의평균연비를규제하는 CAFE(Cooperate Average Fuel Economy) 와유럽의자동차배기가스배출기준 (European Emission Standard) 이최근더욱강화될예정이다. 실제로자동차운송분야는 2005년기준으로전세계이산화탄소배출의 17% 를차지하고있어그린카개발이시급한시점이다. 정부의지원도그린카개발의한요인이다. 각국정부는미래성장동력의하나로그린카개발을지원하고있다. 2008년미국의 NIC(National Intelligence Council) 와일본의경제산업성은국가경쟁력유지및온실가스배출을획기적으로줄일수있는혁신기술 로하이브리드, 플러그인하이브리드, 수소연료전지자동차등의그린카를제시하였다. 마지막으로그린카가미래자동차기업의경쟁력을좌우하기때문이다. 화석연료가고갈되고환경오염이심해지면서, 미래자동차는이산화탄소배출이적고연료를덜소모하는친환경고효율의그린카가주류를이룰것이다. 따라서자동차제조사들이기존자동차의성능과디자인에만지나치게몰두하여그린카기술을소홀히한다면장기적으로생존을담보하는일도어려울수있다. 주요제조사들의그린카개발현황이러한이유로전세계대부분의자동차메이커들이그린카를개발하고있거나계획중이다. 특히도요타, GM, 폭스바겐등은글로벌자동차시장의선두기업으로그린카개발에있어서도경쟁자들보다빠른행보를보이고있다. 이들기업은하이브리드에서수소연료전지까지대부분의그린카기술에모두투자하고있으나, 자사의역량과시장특성에따라주력분야가서로다르다. 우선도요타의경우현재시장을석권하고있는하이브리드자동차를중심으로그린카개발을강화하고있다. 도요타는 1997년하이브리드자동차인프리우스를가장먼저 44 LG Business Insight 2009 4 22
그린카가미래자동차기업의경쟁력을좌우할것이다. 출시하여하이브리드자동차분야의시장을선점한바있다. 2007년미국에서판매되는하이브리드자동차의 70% 이상이도요타제품으로, 2008년 6월까지누적판매량으로총 150만대의하이브리드차량을팔았다. 또한도요타는하이브리드자동차의주요기술에대한다수의특허를가지고있어, 시장의독점적위치를유지하고있다. 도요타는 2009 년 3세대가선보일예정인프리우스이외에하이브리드기술을적용한자동차모델을꾸준히늘리고있다. 2006년의렉서스 GS 450h와캠리하이브리드등에이어최근에는프리미엄모델인 LS 600h를선보이는등기존자동차모델의하이브리드라인업을확대 배터리팩생산시설에 3천만달러를투자하고, 미국내에최대규모의자동차배터리연구실도설립할예정이다. 폭스바겐의경우전기및수소연료전지자동차의개발을진행하면서, 동시에중간교두보로클린디젤과같은내연기관효율화및청정화기술에주력하고있다. 이러한경향을반영하여폭스바겐은 2006년블루모션 (Bluemotion) 이라는친환경자동차브랜드를선보였다. TDI, TSI 등의새로운엔진과 DSG 등의변속기기술등을활용하여기존자동차내연기관의연비를높이면서이산화탄소배출을줄이는데노력하고있다. 블루모션브랜드는이산화탄소배출을 99g/km로획기적으로 하고있다. GM도볼트등의플러그인 < 표 1> 그린카의종류 하이브리드자동차를중심으로 그린카에대한투자를늦추지않고있다. 7억 5천만달러를투 자동차구동에있어서엔진효율을높이는자동차클린디젤자동차 자하여 2010 년하반기에출시할예정인볼트는오직배터리에서나오는전기로만구동을하고엔진은배터리충전에사용된다는점에서기존의하이브리드 하이브리드자동차플러그인하이브리드자동차수소연료전지자동차전기자동차 두동력장치를적절히작동시켜연비를향상시킴. 작동시키는자동차순수하게배터리의힘으로만움직이는자동차 자동차와차별화된다. 즉전기 이산화탄소또는매연의배출이적은연료를사용하는자동차 자동차에가까운형태로, 한번충전에약 64km를달릴수있어대도시출퇴근위주의단거리운전자들에게적합한차량이 CNG 1세대바이오연료수소내연기관자료 : 산업연구원 Compressed Natural Gas, 압축천연가스바이오디젤수소를내연기관에직분사하여연소시킴. 다. GM은시보레볼트에탑재될 가솔린차량보다효율이높은디젤차량의장점을살려기존문제점이었던미세먼지, 질소산화물등의배출가스를현저하게줄인자동차구동시내연기관과전기모터를같이이용하는자동차, 주행의상태에따라 내연기관과전기모터를같이이용하지만, 가정용전기로충전할수있는 배터리를장착하여단거리주행시전기모터로만구동하는자동차탱크에저장된수소를산소와반응시켜생산한전기로전기모터를 곡물및사탕수수를통해생산하는바이오에탄올, 유채류를통해생산하는 2 세대바이오연료비식용작물인목질계섬유소를통해생산하는바이오연료 LG Business Insight 2009 4 22 45
주요자동차제조사들은자사의역량과시장특성에따라저마다의그린카개발에주력하고있다. 줄인소형폴로모델을시작으로골프, 제타, 파사트등의상위모델로확대적용하고있다. 최근에는블루모션기술에하이브리드자동차, 전기자동차등을포함시켜 2010년에는 SUV 차량인투아렉하이브리드자동차를출시할예정이다. 기술강화와제휴등으로경쟁력확보모색다른자동차제조업체들도그린카개발의큰틀은유지하면서도중점적으로개발하는분야는서로다르다. 다임러, 혼다, 포드, BMW 등대부분의자동차제조업체가고연비, 저탄소배출을목표로각기업에맞는그린카개발을추진하고있다. 그렇다면이러한자동차제조사들의그린카개발의특징은무엇인가? 먼저그린카경쟁전략으로자사의기술적강점을극대화하고있다. 도요타의하이브리드자동차는특허를이용한기술선점을, 폭스바겐의클린디젤자동차는디젤엔진기술을적극활용한예이다. BMW의수소자동차도기술력을극대화한사례이다. 대부분의자동차제조업체들이수소자동차로수소연료전지에대한연구를진행중인데반해, BMW의경우강점인엔진기술을그대로활용할수있는수소내연기관자동차하이드로젠7(Hydrogen 7) 을개발, 2007년부터판매하고있다. GM은그반대의경우이다. 그린카기술에있어서하이브리드는일본에, 클린디젤은유럽에뒤쳐져있는상황으로, GM은이러한기술을우회하여플러그인하이브리드기술에투자함으로 < 표 2> 그린카의특징비교 구매비용 운영비용 이산화탄소절감 인프라구축 운전편이 ( 장거리 + 가속력 ) 시장성숙시기 하이브리드자동차 - - + + O - 지금가능 플러그인하이브리드자동차 - - + + - - 2010~2011 년부터 전기자동차 ( 신재생에너지 *) - - - + + + + + + - - - - 2010~2011 년부터 CNG - + + - - 지금가능 1 세대바이오연료 O + + - O 지금가능 2 세대바이오연료 O - + + - O 2015 년이전불가능 수소연료전지자동차 ( 화석에너지 **) - - - - - - - - - O 2020 년이전불가능 수소연료전지자동차 ( 신재생에너지 *) - - - - - + + + - - - O 2020 년이전불가능 클린디젤자동차 O + + O O 지금가능 * 태양에너지, 풍력, 수력등을통해전기및수소를생산 ** 천연가스등의화석연료에서수소를생산 (+) 현재보다좋음, (-) 현재보다나쁨, (0) 현재와차이없음자료 : Deutshce bank, 클린디젤자동차는 LG 경제연구원자체분석 46 LG Business Insight 2009 4 22
그린카경쟁력을높이기위해기술강화와전략적제휴를추진하고있다. 써새로운그린카시장을개척하려고한다. 그린카제휴전략을통해다른기업과신기술개발을하거나협업도진행중이다. 현재미래자동차로가장가능성이높은대안은전기자동차와수소연료전지자동차로, 두차량의핵심인배터리와연료전지는엔진만큼중요한요소이다. 따라서자동차제조업체들은두부품에대한연구개발을지속적으로진행하면서핵심기술개발을위한전략적제휴를활발히추진하고있다. 다임러와포드는연료전지합자회사인 AFCC(Automotive Fuel Cell Cooperation) 를 2007년설립하였다. 특히배터리의경우, 자동차제조업체와배터리기업의협력이늘고있다. 폭스바겐은하이브리드와전기차에사용될리튬이온배터리를산요와공동개발하기로 2008년발표하였다. 일본의닛산과 NEC도리튬이온배터리생산을위해 AESC(Automotive Energy Supply Corporation) 라는합작법인을 2008년신설하였다. 자동차제조사들은정부의정책변화에도기민하게대응하고있다. 전후방연관효과가큰자동차산업의특성상각국정부는미래성장동력으로써그린카개발에대한직접적인지원을아끼지않고있다. 미국은 2009년 2월에너지자립화를목적으로고효율신차개발을위해자동차업체빅3인 GM, 포드, 크라이슬러에향후 10년간 1,500억달러규모의지원계획을발표했다. 또한유럽투자은행은폭스바겐에그린카개발을조건으로 4억 유로를지원하고, 이를확대하여 2009 년상반기중유럽자동차업계전반에 70억유로를추가지원할계획이다. 한편그린카에대한간접적인지원방법으로정부보조금도확대되고있다. 독일은 9 년이상사용한자동차를친환경차량으로전환할경우보조금으로최고 2,500 유로를지원하고있다. 최근일본도침체된경기를살리고그린산업육성을위해, 친환경자동차를구매시 25 만엔의보조금지원을추진할예정이다. 자동차제조사별그린카 1 도요타 : 프리우스 2 GM : 시보레볼트 3 폭스바겐 : 폴로 기술적한계와새로운경쟁자등장은걸림돌그린카개발을위한기업과정부의노력에도불구하고자동차시장에서의입지는아직불투명하다. 우선그린카기술의발전을예측하기가어렵기때문이다. 수소연료전지와배터리의경우연료전지의촉매및배터리의전극기술등에서꾸준한발전이이루어지고있지 LG Business Insight 2009 4 22 47
기술과인프라의한계가그린카확산의걸림돌이될수있다. 만, 가격과성능부분에서해결할사항이아직많이남아있다. 마찬가지로 2015 년이후상업화가예상되는 2세대바이오연료도효소및촉매등의기술개발이필요한상황이다. 추가적인인프라구축도그린카확산을어렵게한다. 현재주유소가맡고있는역할을전기및수소충전소가대신하면서관련시설의큰변화가요구되기때문이다. 정유회사, 전력회사같은산업의이해관계자뿐만아니라소비자도바뀐상황에적응할시간이필요하다. 그린카시장에서는예상치못한다른경쟁자가등장할수도한다. 전기자동차의 BYD와테슬라 (Tesla) 가그예이다. 중국의 BYD는리튬이온의약 30%, 니켈전지의 50% 이상을차지하는이차전지분야의선두업체이다. BYD는 2008년말에글로벌자동차제조업체보다먼저전기자동차인 F3DM을출시하였다. F3DM 은가격이 15만위안으로 GM, 도요타가출시하려는전기자동차의예상가보다매우저렴하다. 미국실리콘벨리에서설립된테슬라의경우, 고성능의전기자동차를만드는데성공하였다. 2006년발표된로드스타 (Roadster) 는최고속력이 200Km/h며출발하여 100km/h까지가속하는데 4초밖에걸리지않는다. 아직열리지않은시장에서가격, 성능등본질적인요소로경쟁하는신규기업의그린카시장진출은기존자동차제조사에게새로운도전이되고있다. 최근의경제위기도단기적으로그린카시장확대에악재가되고있다. 경기침체는정 부가지원금및규제를활용하여그린카를강력하게추진하는계기가될수도있다. 그러나소비자입장에서는구매력감소로자동차구매가힘들어졌을뿐만아니라, 원유가격이하락하면서상대적으로자동차가격이비싸지만고연비인그린카의이점이크게떨어지게된다. 실제로 2009년 3월도요타프리우스는전년동기대비판매가 50% 이상감소하여, 그린카시장의확대가지연되는상황이다. 하이브리드와클린디젤이미래시장을주도장기적인그린카발전시나리오에대해서는대체적으로의견이일치하고있다. 현재판매되고있는하이브리드자동차와클린디젤자동차가플러그인하이브리드자동차로발전한다음, 2020년이후수소연료전지자동차와전기자동차형태로진화하는것이다. 수소연료전지자동차와전기자동차는신재생에너지를통해생산한수소및전기를사용하기때문에, 궁극적으로지속가능하고이산화탄소및배기가스를배출하지않는차량만남게될것이다. 최근의불확실한경제상황으로그린카의미래예측이어렵지만, 앞으로 5~10 년이후경제위기가지나고나면그린카에대한수요가크게증가할것으로보인다. 이때에는소비자구매력이향상되고, 경제활성화로원유가격이경제위기이전수준으로형성되면서그린카에대한관심이고조될것이다. 현재자동차제조사들의그린카개발현황과발전속도를보았을 48 LG Business Insight 2009 4 22
하이브리드와클린디젤이미래그린카시장을주도할것이다. 때하이브리드, 클린디젤, 수소및전기자동차가엔진효율향상자동차로유망하다. 또한이산화탄소배출을감축할수있는대체연료로는바이오연료가예상된다. 우선현재시장에진출한하이브리드자동차와클린디젤자동차가친환경자동차의중심이될전망이다. 특히미국과유럽시장으로나뉘어하이브리드와클린디젤의그린카시장에대한주도권싸움이예상된다. 미국시장의도요타, GM, 혼다등이하이브리드및플러그인하이브리드자동차중심으로, 유럽시장의폭스바겐, 다임러등은클린디젤자동차중심으로개발동향을보이고있기때문이다. 현재미국의디젤자동차비율은 3% 인데비하여, 유럽은 50% 이상으로유럽에서클린디젤자동차의확대가예상된다. 반대로유럽이외지역에서는디젤자동차에대한소비자의선입관과정부의지원제도부족이클린디젤의확산에걸림돌이될것으로보인다. 시장별 < 그림 1> 미래그린카의발전방향 엔진효율향상 현재 ( 가솔린 / 내연기관 ) 이산화탄소배출감축 클린디젤 CNG 하이브리드 플러그인하이브리드 바이오연료 환경기준에맞게미국과유럽의자동차제조업체들은하이브리드와클린디젤기술에집중하면서수소연료전지및전기자동차로전환할것으로보인다. 수소및전기자동차, 바이오연료는제한적수소및전기자동차의경우특정구간에한정되어사용될것으로보인다. 우선수소연료전지의경우많은자동차제조업체들이상용화에노력하고있지만, 단기간에일반소비자가구매할수있을정도로가격이내려가지는않을것으로보인다. 따라서자동차를대여해주는리스형태로소규모의판매가이루어질전망이다. 또한수소인프라가부족하기때문에장거리나일정구간을반복하는곳에제한되어사용될것이다. EU는 HyFLEET:CUTE 프로그램을실행하여, 현재암스테르담, 바르셀로나, 베이징, 런던등의 9개대도시에서 33 대의수소연료전지자동차를운행중이다. 수소내연기관의경우수소연료전지의중간단계성격이강하고효율이연료전지에비해떨어지기때문에그린카의큰부분을차지하기미래는어렵다고예상된다. ( 수소 / 전기자동차 ) 전기자동차의경우배터리의발전속도에크게좌우될것으로보인다. 아연을사용한연료전 LG Business Insight 2009 4 22 49
자동차산업의복합산업화로기업간의전략적제휴가더욱중요해질전망이다. < 그림 2> 2020 년자동차시장전망 1 2 5 2 4 2 3 1 3 3 3 2 3 16 17 17 26 20 4 7 32 40 6 62 75 서유럽북미일본중국합계 69 14 58 가솔린 주 : 전기자동차 1 - 배터리로만구동하는전기자동차전기자동차 2 - 장거리주행이가능한전기자동차 ( 수소연료전지자동차포함 ) 자료 : BCG CNG 전기자동차 1 전기자동차 2 하이브리드 클린디젤 이용한 3세대바이오연료는 2020년이전에는생산초기단계로, 자동차에사용되는석유를완벽히대신할수는없을것으로보인다. EU의경우, 2020년운송수단에사용하는석유의 10% 정도를 2세대바이오연료로대체하겠다는계획을세웠다. 그대신바이오연료같은여러대체연료를함께사용할수있는플렉스퓨얼자동차가증가할것으로보인다. 즉바이오연료와석유또는바이오연료와천연가스, 수소와석유등과같이한차량에여러연료를동시에활용하는자동차의수요가증가할것이다. 지같은신기술과배터리교환등의방법이개발되고는있지만아직문제점이많이남아있는상태이다. 그러나충전시간이짧고대용량의안정적인혁신적배터리가등장할경우전기자동차가수소연료전지자동차를대체할것으로보인다. 이러한경우수소연료전지는가정용및발전용으로사용이제한될것이다. 바이오연료의경우 2세대바이오연료가등장하겠지만, 지역적제약과수량문제로시장을주도하기는힘들것으로예상된다. 사탕수수를이용하는브라질을제외하고는, 식량가격상승문제때문에 1세대바이오연료인바이오에탄올의사용은힘들것으로보인다. 바이오에탄올자동차를개발했던 GM도최근에는플러그인하이브리드자동차에더욱많은지원을하고있다. 2세대및해조류를 자동차산업의복합산업화로전략적제휴가중요자동차제조업체들의노력과정부의적극적인지원속에그린카는빠르게발전하고있다. 최근의글로벌경제위기로시장확대가지연될가능성은있지만, 궁극적으로고효율친환경의자동차가산업의주축으로부상할것으로보인다. 특히경제가다시회복되는경우하이브리드와클린디젤자동차를중심으로주도권싸움이예상된다. 그러나장기적인관점에서미래자동차는수소및전기자동차로진화할것이다. 두미래자동차의핵심부품인연료전지와배터리의기술이중요해지면서자동차산업에서화학및전기 전자산업이차지하는역할은더욱커질것이다. 이처럼복합산업화가되어가고있는자동차산업에서는앞으로전략적제휴등의경쟁력 확보방안이중요해질전망이다. www.lgeri.com 50 LG Business Insight 2009 4 22