기후변화와 환경보호에 대한 세계적 인식이 높아지면서 우리 정부 역시 2050 탄소중립 정책을 내세우고 기후위기 대응에 발을 맞추고 있는데요. 탄소중립의 핵심 정책 중 하나가 바로 친환경 자동차 보급입니다.
정부가 차의 보급을 늘리고 충전소도 많이 설치하는 등 친환경 자동차 지원책을 발표하면서 최근 그 인기가 치솟고 있는데요. 친환경 자동차 중에는 전기차와 수소전기차, 하이브리드차 등이 있습니다.
여러분은 세 가지 대표 친환경 자동차의 차이에 대해 잘 알고 계신가요? 이번 시간에는 친환경 자동차들이 어떤 원리와 방법으로 환경오염을 막는지 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
먼저 지금까지 가장 많이 보급된 전기차입니다. 전기차는 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시키는 차량입니다.
내연기관차와 달리 엔진이 없고 배터리와 모터만으로 차량을 구동하기 때문에 대기오염물질과 온실가스를 배출하지 않는 무공해 차량이죠.
전기차는 배터리 용량에 따라 주행가능 거리에 차이가 있습니다. 그래서 틈틈이 외부 전력 공급을 통해 차를 충전해야 하는데요. 50kW급 급속충전기를 사용하면 완전방전상태에서 80%충전까지 30분이 소요되며 약 6~7kW급인 완속충전기의 경우 완전방전에서 완전충전까지 4~5시간 정도 소요됩니다.
오로지 전기에너지만을 동력으로 전기모터를 구동하는 전기차는 회생제동 기능을 이용하여 운행 중 배터리를 충전하므로 제동횟수가 많은 도심에서 에너지 효율성이 극대화됩니다. 회생제동이란 브레이크 제동 시 모터가 발전기로 전환되어 역으로 배터리를 충전하는 것을 의미합니다.
다음은 수소전기차입니다. 수소와 공기 중의 산소를 직접 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지가 수소전기차의 원동력입니다. 물 말고는 배출가스를 발생시키지 않죠. 수소전기차 역시 엔진이 없으며 전기차와는 달리 전기공급도 없이 내부에서 전기를 생산합니다.
연료전지에 수소가 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되는데요. 이때 발생한 전자들은 전부 회로로 전달되어 연료전지 자동차의 모터를 구성하는 동력원인 전기에너지로 사용됩니다. 수소에서 분리된 수소이온들은 전해질 막을 통과해 막 반대편의 연료전지에 공급된 공기 중의 산소와 반응해 물을 생성하죠. 이 물은 자동차 밖으로 배출됩니다. 물론 환경오염에 영향을 주지 않죠.
마지막으로 하이브리드차를 살펴볼게요. 하이브리드차는 엔진과 모터동력을 조합하여 구동하는 자동차입니다. 연료 소모는 최소화하면서 주행 성능은 극대화하기 위해 출발과 저속주행, 가속주행, 고속주행, 감속주행, 정지 등 5가지 주행 행태별로 모터주행과 엔진주행을 적절히 조합한 주행모두로 주행하게 만들어졌습니다.
엔진에 모터의 동력을 더해 큰 힘으로 구동하며 차량 감속시 회생제동으로 충전했다가 출발하게 되는 것이죠. 저속주행 시 모터 동력만으로 주행하기 때문에 가솔린차 대비 연비가 40% 이상 좋습니다.
고속 정속 주행 시에는 엔진 효율이 가장 좋아 엔진만 사용, 감속 제동 시에는 발생되는 에너지를 전기 모터를 이용한 전기에너지로 전환시켜 배터리 충전, 신호대기나 정차 시에는 엔진이 정지되는 식이죠. 배터리 충전 상태나 차량 종류에 따라 모터와 엔진작동 상태는 변경될 수 있습니다.
환경경찰뉴스 고명훈 기자