친환경 전기차에 대한 불편한 진실

뉴스를 보면 하루에 최소 한 번은 친환경 전기차와 관련된 소식을 접한다. 유튜브 영상에도 한 번 다룬 주제이지만 아무래도 영상으로는 내용 전달이 부족한 듯해서 나의 생각을 다시 한번 정리해본다. 참고로 나는 전기차를 지지하는 것도 내연기관 자동차를 지지하는 것도 아니다. 과연 전기차가 진짜 친환경차인가에 대한 생각을 공유하고자 하는 것뿐이다.

우선 미디어에서 주장하는 친환경 전기차에 대해 얘기하기에 앞서 우선 무엇이 친환경인지부터 정의를 내려야 한다. 도대체 무엇이 친환경적인 것일까?

• 에너지 효율만 높으면 친환경적인 것일까?
• 아니면 이산화탄소 배출량만 낮으면 친환경적인 것일까?
• 아니면 에너지 효율은 낮지만 이산화탄소 배출량이 낮으면 친환경적인 것일까?

곰곰이 생각해보니 에너지 효율이 높던 낮던 상관없이 미디어에서 얘기하는 '친환경'이란 그냥 이산화탄소 배출량만 낮으면 '친환경적이다' 라고 정의하는 것 같다. 왜냐하면 전기차의 경우 사용하는 전기가 어디에서 왔는지 따지지 않고 그냥 전기차는 이산화탄소 배출이 없으니 그냥 친환경차라고 소개해버리기 때문이다.

 

 

전세계는 전기 생산을 위해 사용하는 연료 중 석탄은 가장 큰 비중인 약 40%를 차지한다. 디젤과 천연가스까지 포함한다면 전기 생산 대부분은 화석연료를 태워서 얻는다.

 

 

전기는 매우 비싼 에너지이다. 전기를 발전시키기 위해서 보통 화석 연료를 태워 얻은 열에너지를 활용하여 고압 증기를 발생시키고 이를 활용하여 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 물론 원자력 발전이라는 다른 형태도 있지만 원자력 발전 비율이 높다고 알려진 우리나라조차도 화력 발전이 가장 큰 비중을 차지한다. 

화석연료 연소 ▶ 고압증기 발생 ▶ 증기 터빈 가동 ▶ 전기 에너지 ▶ 송전 및 수전 ▶ 배터리 충전 ▶ 전기차 모터 구동

화석연료에 있던 에너지는 열에너지 ▶ 기계적 에너지 ▶ 전기 에너지 ▶ 기계적 에너지까지 여러 형태로 전환이 되는데 이러한 에너지 형태의 전환 단계가 있을 때마다 에너지 손실은 매우 크다. 따라서 전기차 에너지 사용 효율이 높다고 주장하는 사람은 대부분 배터리 충전에서 전기차 모터 구동만을 고려한 것으로 사실 Energy Source까지 고려한 전체 시스템을 따진다면 절대 에너지 사용 효율이 높다고 할 수 없다.

화석연료 연소 (LPG, 휘발유, 디젤 등) ▶ 내연기관 엔진 구동

LPG, 휘발유, 디젤 등 우리가 일반적으로 사용하는 내연기관 자동차의 경우 중간에 전기 에너지 형태로의 전환이 없기 때문에 단순히 열에너지 ▶ 기계적 에너지로 전환이 됨으로 에너지 형태 전환 단계에 따른 에너지 손실은 전기차보다 낮다고 할 수 있다. 물론 전기차를 지지하는 사람은 아래와 같은 주장을 흔히들 한다.

1. 화력 발전소의 에너지 효율은 매우 높기 때문에 내연기관의 에너지 효율과는 비할 바가 안 된다.

물론 최신의 기술이 적용된 화력 발전소의 에너지 효율은 꽤 높다. 하지만 화력 발전소 vs 내연기관의 에너지 효율을 비교하는 것이 아니라 전기차 vs. 내연기관의 Fuel Source까지 고려한 전체 에너지 효율을 비교하는 것이다. 또한 발전소의 효율이 아무리 높다 한들 중간에 에너지 형태 전환 단계가 (전기 에너지) 들어가는 순간 에너지 효율은 뚝 떨어지게 된다. 

2. 발전소의 경우 대형 오염 물질 포집 및 저감 장치가 있어 오염 배출이 매우 낮고 전기차는 아예 오염 배출이 없으니 전기차는 친환경 차이다.

화력 발전소는 대부분 석탄을 사용한다. 석탄을 활용하면서 나오는 엄청난 오염 물질 배출을 아무리 90%까지 제거한다 한 들 LPG나 휘발유를 사용하는 (디젤 제외) 내연기관에 비해 과연 오염 물질 배출이 낮다고 할 수 있을까? 물론 소형이긴 하지만 내연기관 자동차도 오염 물질 저감 장치가 모두 설치되어 있다.

전 세계의 모든 내연기관 자동차가 친환경 전기차로 전환된다면 지구 환경 파괴에 관련된 모든 문제가 해결이 될까? 아마 감이 왔겠지만 절대 그렇지 않다.

화력 발전소의 오염 물질 제거 효율이 100%라고 치자. 하지만 석탄을 연소시킴으로써 발생하는 엄청난 양의 이산화탄소는 그대로 대기에 방출된다. 그에 비해 내연기관 자동차가 사용하는 LPG, 휘발유 및 디젤은 이에 비해 낮은 이산화탄소를 방출한다. 내연기관 자동차의 이산화탄소 배출량은 미디어에서 얘기하는 친환경 전기차보다 오히려 더 낮은 것이다. 친환경 전기차가 아니라 친환경 내연기관으로 소개해야 할 판이다. 물론 CCS (Carbon Capture & Storage)라는 이산화탄소 포집 기술이 화력 발전소에 적용된다면 이야기는 달라지겠지만 경제적인 부분을 고려한다면 CCS는 먼 훗날 이야기일 뿐이다.

이제 결론으로 넘어가겠다. 과연 진정한 친환경 자동차는 무엇일까?

 

 

전세계는 전기 생산을 위해 사용하는 연료 중 석탄은 가장 큰 비중인 약 40%를 차지한다. 디젤과 천연가스까지 포함한다면 전기 생산 대부분은 화석연료를 태워서 얻는다.

 

 

전기 발전을 위한 연료 사용량 차트를 다시 보면 연료에 상관없이 모두 증가하고 있음을 볼 수 있다. 왜 그럴까? 당연히 전 세계 인구의 폭발적인 증가 때문이다. 인구가 엄청나게 늘어나니 전기 사용량도 늘어나고 이에 따라 모든 연료 사용량이 늘어나게 된다.

 

 

전세계 인구

 

 

전세계 인구는 현재 78.5억 명이다. 내가 학생일 때는 분명 60억 명 정도로 배웠는데 그새 78.5억 명으로 증가했다. 이제 답은 나와있고 모두 알고 있다. 전세계 인구의 억제가 없는 한 우리가 백날 플라스틱 재활용이나 종이 빨대 사용하기 등의 친환경 캠페인은 아쉽지만 별 소용이 없다. 자동차도 마찬가지이다. 현상태에서 모두가 전기차를 사용한다 한 들 지구 파괴적인 요소는 거의 그대로일 것이며 이산화탄소 배출은 오히려 더 높아질 것이다. 

그나마 인류에게 희망이 있는 것은 현재 개발 진행 중인 핵융합 원자력 발전이다. 이산화탄소, 오염 물질 및 원자력 폐기물이 없는 핵융합 원자력 발전이야 말로 친환경 그 자체이다. 핵융합 원자력에서 생산하는 친환경 전기를 사용하는 전기차나 수소전기차는 비로서 진정한 친환경 차라고 할 수 있을 것이다.

물론 이와는 별도로 진정한 지구 환경을 위해서는 전세계 인구 억제와 관련된 논의도 있어야 할 것이다.

재미없는 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.