전기자동차의 미래

미래의 전기자동차 배터리는 그 가격을 낮추고 에너지 축전용량 및 사용 가능 기간을 연장시키는 것이 아주 절실하게 필요하며 이러한 부분이 이루어진다면 축전용량의 경우 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 공기 아연 전지를 통해 증가된 용량을 확보할 수 있을 것이라는 것이 전기자동차의 주된 미래이다.

 

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전기 자동차의 미래

실제로 프랑스 볼로레 에서 개발한 리튬 폴리머 전지를 사용하는 자동차는, 한번 충전으로 250km를 주행할 수 있고 최고 시속 125km/h를 낼 수 있으며 또한 에너지 저장 대체기술이 성장해서, 더 나은 전기자동차를 보게 될 것이라 바라보고 있고 실험적인 슈퍼 축전기와 플라이휠 장비는 높은 축전용량과 낮은 휘발성을 제공하여 탁월한 재충전 능력을 갖고 있으며 전기자동차는 내연기관 자동차와 종종 비교되고 있고 이에 여기서는 전기자동차와 내연기관 자동차의 성능을 비교한다.

 

 

서비스 비용은 전기자동차가 내연기관 자동차보다 더 작으며 내연기관 자동차의 납축전지 배터리는 제한적인 용도에서 사용되는 소형이므로 교체 비용이 크지 않은 반면에, 전기자동차에 사용되는 Li-ion배터리는 교체 시 큰 비용이 소요된다. 그러나 Li-ion의 배터리 기술이 발전하면서, 전기자동차와 내연기관의 혼성 방식인 도요타의 프리우스 자동차는 300,000km 이상을 배터리 교체 없이 가는 것으로 알려져 있고 도요타는 10년/150,000 마일 혹은 8년/100,000 마일의 보증제도를 가지고 있고 새로운 배터리의 가격은 2008년 2,600달러 에서 2,300달러로 앞으로 가격은 계속 낮아질 전망일 것으로 보였지만 2018년 현재 리튬이온 배터리의 주원료인 코발트의 가격 상승과 수요와 공급에 불균형으로 가격이 낮아지지 않고 있다는 것이 실정이다.

 

 

에너지 효율성

전기자동차의 에너지 효율성은 전기에너지의 충전과 방전 효율에 따라 정해지는데 보통 한번 충전하였을 경우 충전량의 약 70%에서 85%의 전기에너지가 실제 사용이 가능하며 또한 충전간에 약 9.5% 정도의 에너지 손실이 일어나고 보통의 전기자동차는 이 동력 소비의 대략 20% 정도는 배터리 충전의 비효율성 때문이며 휘발유 자동차의 대부분의 에너지는 열로 발산되어 없어지고 즉, 휘발유 자동차 엔진은 열효율성이 20%밖에 안 되기 때문에 효율성이 낮으며 따라서 전기자동차의 에너지 효율성은 휘발유 자동차의 에너지 효율성보다 좋고, 심지어 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 뛰어나며 그러나 에너지원으로부터 바퀴 구동까지의 에너지 효율을 따져보면 꼭 그렇지도 않고 전기자동차가 요하는 전기는 발전소에서 만들어지는데, 발전소의 발전효율은 40%가 넘지 않고, 송전 시 손실되는 에너지도 많기 때문이다.

 

 

안전성 운전자의 측면에서 볼때, 전기자동차의 안전성은 높다고 할 수 있으며 배터리의 큰 질량으로 인해 전기자동차는 같은 크기의 가스 자동차보다 질량이 많이 나가고 자동차 충돌 사고 시 무거운 차량의 운전자가 입는 피해는 평균적으로 가벼운 차량의 운전자보다 적다는 것을 고려한다면 그 안전성은 가스 자동차보다 높으며 하지만 몇몇 전기자동차는 마찰력이 작은 타이어를 사용하여 문제가 되고 있고 보행자의 입장에서 보자면, 안전하다고는 보기 힘들다. 전기자동차는 내부 연소엔진을 갖춘 차량에 비해 소음이 적으며 전기자동차의 적은 소음은 표면적으론 장점일 수 있으나, 이면적으로 봤을 때 보행자가 자동차 운행 소리를 듣지 못하고 자동차를 피하지 않아 예기치 못한 사고가 발생할 가능성이 있다.

 

 

전기자동차가 곧 가솔린 자동차의 시장점유율을 넘어설 것이라는 판단은 시기상조인데 가솔린 자동차의 경우 몇십년간 인류의 생활에서 없어서는 안 될 주요한 도구가 되었기 때문에 그 인프라가 탄탄하기때문 예를 들어 가솔린 차를 타고 여행할 경우 곳곳에 보이는 주유소를 이용할 수 있으나 인프라 구축이 미흡한 전기자동차의 경우 충전소를 찾기 위해 오랜 시간을 들여야 하며 게다가 전기자동차의 배터리를 충전시키는 시간은 가솔린차의 주유시간보다 매우 오래 걸리기 때문에 여행자에게 제약이 되며 또한 배터리 충전 용량의 한계 때문에 전기자동차는 장거리 운행에 있어서 단점이 있다. 현재 전기자동차를 위해 조성된 환경은 느린 전기 충전에 알맞게 되어있어 재충전되는 동안 차량은 주차되어 있어야 하고 이러한 점은 통근용으로 차량을 사용하는 사람들에게는 큰 문제가 없지만 장거리 운전자의 경우 재충전 시간으로 인해 이동 간 소요시간이 늘어나는 문제점을 감수해야 하며 하지만 이러한 장거리 운전자는 전체 운전자의 약 10%밖에 되지 않는다고 한다.

 

 

전기자동차의 관리비용은 동급의 가솔린 자동차와 직접적으로 비교할 수 있는데 내연 기관으로 주행하는 가솔린 자동차의 경우 보통 1리터의 가솔린으로 약 9.7kwh의 에너지를 발생시키며 반면 전기 기관을 이용하는 경우 배터리에서 발생하는 2.7kw의 전기에너지는 1리터의 가솔린으로 발생하는 에너지와 비슷한 크기를 보이며 EV1의 경우 100km를 주행할 때 약 11 kwh의 에너지를 소비하며 전기자동차의 유지비용도 가솔린 자동차와 비교하였을 때 크게 낮다고 볼 수 있다. 전기자동차가 사용하는 납축전지의 경우 주기적인 교체가 필요한, 반면 니켈 수소 배터리의 수명은 보통 자동차의 수명과 같으며 도요타 자동차의 프리우스 전기자동차의 경우 300,000km를 배터리 교체 없이 주행할 수 있다고 한다.

 

 

이처럼 전기차는 발전해 나가고 있으며 우리의 수요도 점차 증가할 것으로 예상이 된다.