내연기관차 대비 전기차는 정말 효율적일까?

 

 

 대다수의 사람들이 전기차의 장점이 뭐야?라는 질문을 받는다면  "전기차가 내연기관차보다 효율이 더 좋다"라고 이야기합니다.

 

 사실 이는 맞는 말로, 실제로 내연기관차량의 효율은 15~40% 정도로 잡히는 반면, 전기차의 효율은 최소 50%에서 출발합니다. 사실 내부시스템 기준으로는  80~90% 정도고  이러한 차이만 보더라도 전기차가 효율 면에서 압도적이라고 할 수 있죠.

 

발전소와 정유소까지 고려하면 어떻게 될까요?

 

실제로 발전소마다 효율에는 차이가 있기에 정확한 지표를 정해서 분석하는것은 어렵습니다,  화력발전소의 경우 효율이 39% 정도라고 알려져 있고, 수력발전소는 80~90%, 원자력발전소는 80% 이상의 효율이 나오지만, 기저부하를 사용하지 않는 전기차가 사용하는 전력을 딱 이거다라고 말하긴 힘들죠, 사실 단순히 차량 효율만으로 비교하기는 어렵습니다.

 

이러한 문제를 해결하기위해 Well-to-Wheel(생산에서 소비까지)이라는 지표를 도입했고 실제로 지표를 살표 보면 WTW 효율은 약 30~40% 범위에 속하고 내인기관차는 10~20%차이라고 설명할 수 있겠습니다.

출처- Well to wheel analysis and comparison between conventional, hybrid and electric powertrain in real conditions of use

 

흥미로운 점은 장거리 정속 주행을 하게 된다면, 오히려 내연기관차가 더 나을 수도 있습니다. 인프라를 구축하는 비용부터 배터리 가격까지 생각해 본다면, 내연기관의 장점도 여전히 유의미합니다.

 

전기차의 핵심 회생 제동?

 

 그렇다면 왜 전기차가 이렇게 효율이 높은걸까요? 효율이 높은 이유는 여러 가지가 있지만, 가장 큰 이유 중 하나는 도심 주행 시 회생제동입니다. 전기차는 회생제동을 통해 에너지를 다시 저장할 수 있기 때문에 도심 주행에서 효율성이 크게 향상됩니다. 실제로 전기차는 도심 주행 시 주행거리가 더 잘 나오는 경향이 있습니다.

 

[전기차이론]회생제동 원리

 

 

미국 에너지부가 발표한 자료에 따르면, 전기차는 가솔린 내연기관(ICE) 차량보다 에너지를 5.1배 더 효율적으로 사용하는 것으로 나타났습니다. 이 데이터를 통해 도심 주행에서는 전기차의 효율이 훨씬 더 뛰어나다는 점이 명확해집니다.

 

 

 

하지만, 이와 같은 효율성만으로 모든 인프라를 전기차로 교체해야 한다고 말하기는 어렵습니다. 인프라 구축 비용과 배터리 가격을 고려할 때, 인프라가 가진 내연기관차의 장점도 무시할 수 없기 때문입니다.

 

 저 또한 미래에는 대형차는 수소 연료를, 소형차는 전기를 사용하는 혼합된 형태가 될 가능성이 높다고 생각합니다. 하지만만, 현재 모든 사람에게 내연기관을 전기차로 바꾸라고 말하기에는 아직 설득력이 부족한 것이 사실입니다.

 

10% 효율이 엄청나긴 하지만 그에 반한 사회적 비용으로 따졌을 때 손도 못 대고 있는 거죠 110V와 220V의 경우도 비슷한 개념이라 생각하시면 편하겠네요

 

LCA로 보면어떨까?

 

이러한 논의를 위해 Well-to-Wheel(생산에서 소비까지) 데이터에서는 그렇지만 또한, LCA(생애 주기 평가)로 확인해 봐도 명백한 데이터 차이가 발생합니다.

 

 사실 전기차는 확실히 효율이 높고, 전체적인 관점에서도 효율적임을 공학적인 펙트로 증명되었다 정도가 이번글을 논지입니다. 하지만, 기존인프라를 못쓰게 만들면서 수많은 산업군의 변화를 제반으로 바꿔야 하냐 물어보면 아직은 설득력이 부족합니다. 그렇다면 다음장점은 뭐가 있을까요? 

 

이는 다음글에서 한번 다뤄보죠