산업이슈 세계전기동력차시장전망과시사점 < 목차 > Ⅰ. 전기동력차개요 Ⅱ. 전기동력차판매동향 Ⅲ. 성장요인및제약요인분석 Ⅳ. 전망및시사점 < 별첨 > 테슬라 (Tesla) 특허공개내용과공개배경 Ⅰ 전기동력차개요 1. 개념과특징 전기동력차는동력원의전기화추세로배터리와전기모터로구동되는차로서진화단계별로 HEV 1), PHEV 2), EV 3) 로분류기존의내연기관차대비에너지소비효율이우수하고공해발생이적은차량으로 HEV, PHEV, EV 순서로상용화진행 * 본고는김시언선임연구원이집필하였으며, 본고의내용은집필자의견해로당행의공식입장이아님 1) HEV(Hybrid Electric Vehicle, 하이브리드차 ) : 엔진과모터의최적조합운행으로연비를향상시킨차로내연기관으로주행하는동안발전기를이용하여배터리를충전시키고저속주행시전기모터를구동 2) PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 플러그인하이브리드차 ) : 외부전원을이용하여배터리의충전이가능한하이브리드차로전기모터가주동력원이며, 배터리소모시 HEV처럼엔진과전기모터를동시에사용 3) EV(Electric Vehicle, 전기차 ) : 내연기관없이충전된전기에너지만으로만주행하는순수전기차 32
세계전기동력차시장전망과시사점 전기동력차종류및특징 구분 HEV PHEV EV 동력발생장치엔진, 모터 ( 보조동력 ) 모터, 엔진 ( 방전시 ) 모터 구동형태 배터리용량 0.98 1.8kWh 4 16kWh 특징 주요차량 ( 제조회사 ) 주행조건별엔진과모터를조합한최적운행으로연비향상프리우스 ( 도요타 ) 시빅 ( 혼다 ) 쏘나타 ( 현대 ) K5( 기아 ) 자료 : 현대자동차, 언론자료종합 단거리는전기로주행, 장거리주행시엔진사용 Volt(GM) 프리우스 ( 도요타 ) F3DM(BYD) i8(bmw) 10 30kWh ( 테슬라는 60 이상 ) 충전된전기에너지만으로주행 Leaf( 닛산 ) 모델 S( 테슬라 ) ZOE( 르노 ) 쏘울 EV( 기아 ) 2. 발전과정 1900년이전전기자동차는가솔린자동차보다앞서개발되었으나, 초기상용화에는미흡 1873년 4) 전기로모터를회전시켜구동하는최초의전기차생산 - 간단한구조, 운전편의성등으로 1900년미국시장의 38% 를점유하기도하였으나, 배터리무게와충전시간의단점으로소량생산에그침 - 20년대세계최초의대량생산자동차인 Ford의 모델T 생산이후가솔린차시대도래 대량생산으로전기차대비우월한가격경쟁력확보 4) 최초의가솔린내연기관차는 1886 년 칼벤츠 가제작한 Patent Motorwagen 33
산업이슈 70년대이후유가급등, 환경오염등에대한대응으로급속히발전 70년대석유파동에따른유가급등으로 HEV 등친환경차에대한연구개발확대 - 자원고갈및대기환경보존을위한요구로일본을중심으로시작 - 90년대이후에는산업화로인한환경오염심화로친환경차에대한관심급증 GM은전기차 EV1 5) 을상용화하고 ( 96년), 도요타는세계최초하이브리드차인 프리우스 출시 ( 97.12월) 00년대들어서는환경규제및고유가에대한대응으로본격적인전기동력차개발및출시 - 00년대초반이후도요타를중심으로 HEV 양산시작 도요타는프리우스 알파드 다이나 캠리등십수종의 HEV 출시 - 00년대후반에는 PHEV 및 EV 모델출시본격화 09년플러그인양산차 프리우스 ( 도요타 ), 볼트 (GM) 출시 닛산은세계최초의양산형전기차 리프 ( 10년), 테슬라는중대형세단전기차인 모델S ( 12년 ) 출시 세계전기동력차발전과정 (1900 년이전 현재 ) 발전단계주요내용비고 ( 배경등 ) 1900 년이전 초기전기차 - 최초전기차생산 (1873 년 ) - 대량생산상용화실패 - 가솔린차대량생산으로가격경쟁력상실 70 년대 90 년대 전기동력차연구개발 -HEV 를중심으로친환경차연구개발본격화 - 유가급등, 환경오염이주요배경 90 년대후반이후 전기동력차본격출시 - 최초 HEV 프리우스출시 ( 97 년 ) - 프리우스, 볼트 등 PHEV 출시 ( 09 년 ) - 최초양산형 EV ' 리프 출시 ( 10 년 ) - 주요국정부의환경규제대응, 정부의지원등이주요배경 자료 : 업계자료종합 5) 세계최초의양산전기차로평가되며, 한번충전으로최장 160km 주행, 시속 130km 의속력을낼수있었던차로 1999 년 EV1 2 세대까지출시하였으나, 2000 년에내부결함을이유로전량폐기 34
세계전기동력차시장전망과시사점 Ⅱ 전기동력차판매동향 ( 동향 ) 세계전기동력차판매는 03 13년연평균 37.7% 의증가로큰폭의성장세시현 03년 8만대에불과했던판매대수가 13년에는 196만대로증가 - 전세계자동차판매중전기동력차비중은약 2.3% 수준 6) ( 13년) 글로벌전기동력차판매추이 ( 03 13 년 ) ( 단위 : 만대 ) 자료 : 세계자동차조사월보, 일본 FOURIN - 03 13년 HEV는연평균 36.1% 증가, 08년최초판매된 PHEV/EV는 08 13년연평균 416.9% 증가기록 HEV 판매는 03년 8만대에서 13년 174만대로증가 PHEV/EV 는 08년 179대판매이후큰폭의증가세를지속하여 13년에는 22만대판매기록 6) 2013 년기준세계자동차판매량은약 8,462 만대로추정 ( 한국자동차산업협회, 세계자동차통계 ) 35
산업이슈 세계 HEV 판매추이 ( 03 13 년 ) ( 단위 : 만대 ) 세계 PHEV/EV 판매추이 ( 08 13 년 ) ( 단위 : 만대 ) 자료 : 세계자동차조사월보, 일본 FOURIN 지역별로는일본과미국시장이 75%, 유형별로는 HEV가 88.5% 로절대적비중차지 ( 13년기준 ) - HEV시장은일본, PHEV/EV시장은미국이주도 일본과미국은각각 HEV, PHEV/EV 전체판매의 48.2%, 45.0% 차지 - 전체전기동력차판매중 HEV 비중이절대적이나비중은감소추세 HEV 판매비중 (%) : 99.3( 10) 94.7( 11) 92.8( 12) 88.5( 13) 전기동력차지역별판매실적 ( 13 년 ) ( 단위 : 만대 ) 전기동력차유형별판매비중 ( 13 년 ) ( 단위 : %) 200 180 HEV EV/PHEV 174.0 5.4 6.1 160 140 120 100 80 60 83.9 49.6 40 20 0 17.3 3.1 10.1 6.7 17.8 3.2 1.4 2.2 0.1 1.1 22.5 88.5 일본미국유럽중국한국기타합계 HEV EV PHEV 자료 : 세계자동차조사월보, 일본 FOURIN 36
세계전기동력차시장전망과시사점 Ⅲ 성장요인및제약요인분석 ( 성장요인 ) 주요국의연비규제강화에대한대응및정부의정책지원이전기동력차시장의성장을견인 ( 연비규제 ) 주요완성차회사는각국정부의탄소배출량및연비규제강화에대응하기위해전기동력차비중확대불가피 - 차량경량화및기존내연기관의발전만으로는중장기적인연비규제강화대응에미흡 08 13년미국시장연비는연평균약 2.5% 개선되었으나, 25년규제충족을위해서는연평균약 4.9% 개선필요 7) 국가별연비규제안 미국 EU 8) 중국일본한국 규제연비 ( 시한 ) 15.1km/l (2016 년 ) 23.2km/l (2025 년 ) 17.9km/l (2015 년 ) 24.4km/l (2020 년 ) 14.8km/l (2015 년 ) 20.0km/l (2020 년 ) 16.3km/l (2015 년 ) 20.3km/l (2020 년 ) 17.0km/l (2015 년 ) 24.2km/l (2020 년 ) 위반시제재 벌금부과벌금부과생산금지 차량공개, 벌금부과 벌금부과 주 : 미국연비는 mpg(mile per Gallon) 를 km/l로, EU연비는 CO₂g/km를 km/l로환산자료 : 언론자료종합, KDB대우증권 ( 정책지원 ) 각국정부는보조금지급및세금감면등지원으로전기동력차시장확대유도 - 전기동력차를자동차산업의미래성장동력분야로인식하고전략적지원을강화 최근미국, 일본정부는직접적인보조금지급보다는전용도로나주차장우선사용권등시장참여정책확대 7) HMC 투자증권 차량경량화 ( 14.5 월 ) 8) EU 27 개국기준 37
산업이슈 주요국전기동력차정책지원현황 국가주요내용비고 미국일본유럽중국한국 EV/PHEV 구매시 7,500 달러한도의세금공제 전기차전용도로, 전용주차장지원, 보험료감면등 지자체지원최대 139 만엔 (EV) 보조금지급 자동차세 50% 감면 주차장우선권, 고속도로통행료할인등 탄소배출량에따라부담금부과또는보조금지원 최대 30 천위안 (HEV), 35 천위안 (PHEV), 60 천위안 (EV) 수준의직접적보조금지급 차량구매세등세금감면혜택 15년부터 1백만원 (HEV), 15백만원 (EV) 정부보조금지급 15년부터정부 공공기관신차구입 ( 또는임대시 ) 전기차 25% 이상구입의무화 직접적보조금보다는시장참여유도정책확대 한국의저탄소차협력금제도 9) 와유사 1 회충전기주행거리에따라차등지급 EV 의경우, 지자체지원포함최대 24 백만원지급 * 충전기설치비용지원별도 자료 : 언론자료종합 ( 제약요인 ) 내연기관완성차회사의미온적태도, 정유회사등이해관계자의반대는전기차시장확대에부정적으로작용내연기관차량이전기차로대체될경우, 완성차회사와내연기관부품회사, 정유회사등은수익성급락우려 - ( 완성차회사 ) 충전인프라부족, 비싼가격등의문제로인한수요미확보우려로양산보류 - ( 부품회사 ) 내연기관전용부품생산회사는생존위협 순수전기차한대당부품의개수는내연기관차의약절반수준 - ( 정유회사 ) 휘발유, 경유등석유수요감소시수익성악화 전세계석유제품중육상수송용수요는약 40% 수준 10) 9) CO₂ 배출량기준을초과하는신규구매차량에대해서는부담금을부과하고, CO₂ 배출량이적은차종에는보조금을지원하는제도로, 15.1 월시행예정이었으나 20 년말까지연기 ( 14.9 월 ) 10) IEA( 국제에너지기구 ), World Energy Outlook ( 13.10 월 ) 38
세계전기동력차시장전망과시사점 Ⅳ 전망및시사점 1. 전망 HEV판매증가세는과거대비둔화될것으로예상되며, PHEV와 EV판매는 HEV 대비큰폭의증가세유지전망유가하락, 일본보조금중단 ( 13.1월), 주요모델노후화등으로 HEV에대한매력도저하 11) - 세계 HEV 판매량은 08 12년연평균 32.4% 증가하였으나, 13년은전년대비 7.8% 증가에그침 HEV 최대경쟁시장인미국의 14.1 10월 HEV 판매도전년동기대비 8.4% 감소미국, 중국등주요시장의정부정책지원으로 PHEV/EV 판매는성장세지속전망 - 정부의신에너지차보급확대정책추진으로중국의 14.1 10월 PHEV/EV 생산량은전년동기대비 5.2배급증미국전기차회사테슬라 (Tesla) 의특허공개 12) 및우수한배터리기술을앞세운저가모델출시등으로 EV시장의성장세가속전망 - 14.6월, 테슬라는배터리팩관련 111개핵심특허의무료공개발표 예상보다느리게성장하는전기차시장확대선도를위한전략으로판단 - 13.12월에는보조금없이동급승용차와경쟁이가능한보급형전기차인 모델3 의 17년출시계획발표 11) Have hybrid cars hit their peak? (Automotive News, 14.6.9 일자 ) 12) 테슬라는압도적인기술력을바탕으로미국전기차시장 2 위의점유율을가진회사로서, 14.6 월자사가보유한 249 개특허중배터리관리시스템을포함한핵심기술 111 개에대해완전공개를발표 별첨참조 39
산업이슈 2. 시사점 전기동력차시장의본격적인시장확대에대비해국내업계의공격적대응필요 ( 완성차회사 ) 후발주자로서의위험부담을감수하고각국의연비규제충족수준의단계별특화모델개발및출시필요 - HEV, PHEV, EV의최적조합을통해연비규제충족과동시에국제경쟁력확보필요 13) ( 부품회사 ) 전기동력차에공통으로적용되는배터리, 모터, 인버터등핵심부품의성능향상을위한원천기술선점노력필요 - 장기적관점에서우수한원천기술보유가전기동력차부문국내자동차산업의미래경쟁력을결정할전망 - 내연기관차에한정된부품생산회사는단계적인제품다각화필요 ( 충전인프라 ) 자동차업계와의협력을통해민간을중심으로충전인프라확대노력필요 14) - 충전인프라부족문제해결시전기차시장은급속한성장가능 13) 최근현대기아차는현재 7 종인친환경차라인업을 2020 년까지 22 종으로확대키로발표 ( 14.11 월 ) 14) KT 한전은제주전역과전국공공기관을중심으로약 320 억원을투자해전기차충전인프라약 5,500 개를구축, IT 기술을접목한충전정보를제공하기로합의 ( 14.12 월 ) 40
세계전기동력차시장전망과시사점 별첨 테슬라 (Tesla) 특허공개내용과공개배경 테슬라 CEO 인 Elon Musk 는자사특허무료공개발표 ( 14.6 월 ) All our patents are belong to you' 타회사가테슬라의특허기술을마음대로사용해도절대소송을걸지않겠다고선언 - 심지어 가짜테슬라를만들어도상관없다 고언급 테슬라특허공개가주목받는이유는 BMS 15) 영역에서의독특한기술방식때문이며, 이를통해기존완성차회사가보유하고있는특허우회가가능 ( 특허내용 ) BMS를포함한배터리팩관련 111개특허공개자사보유 249개 16) 특허중배터리와관련된전기차핵심기술에해당 - 테슬라배터리팩은경쟁사대비무게는가볍고에너지밀도는높아우수한주행가능거리확보 (1회충전시최대 426km 주행가능 ) - 현재보유특허에대한공유뿐아니라향후신기술개발시관련기술을모두공개하기로함 ( 공개배경 ) 예상보다느린속도로성장하는전기차시장확대선도를위한 Open Innovation 전략으로판단 완성차회사의제한적인전기차성능개발및판매의지를현재의전기차시장의 한계로인식, 기술공유를통한시장확대추진 시장확대를통해장기적으로자사의이익도모 - 배터리등자사핵심부품및시스템에대한규모의경제확보 - 인프라확산가속및구축비용분담도모 자료 : 업계자료종합 테슬라는특허공개에앞서 14.2 월 Gigafactory 프로젝트 를발표, 2020 년까지총 40 50 억달러를투자해연산 50 만대규모의배터리공장설립을발표 15) Battery Management System ( 배터리관리시스템 ) 16) 테슬라는 111 개기술外모터및구동계에관련된특허 32 개, 충전관련특허 35 개, 배터리과열방지를포함한온도관리특허 44 개, 기타자동차구조및작동방식에대한특허 27 개보유 41