내연기관이 계속 사용되는 이유는 크게보면 한가지 이유입니다.  '정유회사가 기름을 팔기위해' 입니다. 그 아래에는 수많은 이권이 연결되어있겠죠 ^^;;

그보다 편하게 빠른 시간에 에너지를 옮겨담고 장거리를 이동할 수 있을까 하는 문제도 그럴테고 각종 이권 같은것도 문제겠지만 말입니다.

네셔널 지오그래픽인가 석유가 고갈되고.. 라는 제목인가 아무튼 그런 다큐 스틸컷을 보니 참 정신 없겠더군요.

전기차의 엔진차 대비 높은 효율은 눈에 그렇게 보일 뿐입니다. 전기 모터만의 효율이 아닌 에너지원으로부터 모터 출력까지의 효율을 따져본다면 얘기가 달라집니다. 전기를 주로 무엇으로 만드나요? 화석 연료와 핵 연료입니다. 전기차의 효율과 깨끗함을 따질 떄에는 전기가 만들어질 때의 효율과 깨끗함도 함께 생각해보아야 합니다. 제 밥줄이 달려서 이렇게 생각하는 것만은 아니.....

결국은 전기자동차로 가야한다는게 맞습니다

저도 그렇게 생각합니다

하지만 현실적으로 전기자동차의 효율이란게... 

1. 대부분의 전기는 화력발전소에서 화석연료를 태워서 만들죠 (에너지 변환 효율이 있어서 여기서 효율 한번 떨어지구요)

2. 발전소에서 충전기까지 가는데 또 효율한번 떨어집니다

3. 그리고 배터리에 충전할때 또 한번 떨어지구요

4. 그 다음이 배터리에서 모터로 가면서 전기자동차 이야기할때 많이 나오는 효율이 마지막으로 떨어지게되죠

연료전지도 보통은 비용이란 이유로 수소를 연료를 개질해서 만들기 때문에 배출해야하는 이산화탄소는 엄청납니다

만약 수소를 전기분해로 만들겠다고 한다면 위의 1,2 번의 효율 기본포함이고 3번은 전기분해 할때의 효율로 더해집니다

게다가 연료전지를 구동하기위해 필요한 전력이 연료전지에서 만들어내는 전력의 절반을 먹어치웁니다

전체적인 효율은 기대이하죠

내연기관의 효율이란건 형편없지만

그냥 내연기관에 넣고 태우는게 효율면에서 더 좋은거 아닌가 하는 생각을 할때가 있습니다

내연기관은 지금 우리나라 시내버스가 충전하고 다니는 천연가스로 지구가 없어질때까지 살아남을것이라 예상합니다

아마도...

쓰고보니 이동규님이 먼저 쓰셨군요

 전기 에너지를 생산해서 소비하는 과정에 발생하는 에너지 손실율을 생각하면 전기에너지는 그다지 효율이 높지도 않으며 생각처럼 깨끗한 에너지가 아니라는 점을 알게 되실 겁니다. 정책적으로 밀고 있는 하이브리드 자동차의 화학 전지 생산/폐기시에 얼마나 자연을 오염시킬지 고려하지 않는 것을 보면 하이브리드는 또다른 시장확보에 불과한 것이라는 생각이 많이 드는군요.  그렇다고 그 차를 오래 탈 것이라는 보장도 없다면 더더욱 그렇겠지요.

이동규님 이하 의문점을 던지신 부분에 대해 영국의 텔리그래프지가 잘 분석해두었네요.

시간과 영어가 되시는 분들은 한번씩 읽어보세요.

http://www.telegraph.co.uk/motoring/green-motoring/8601087/Electric-shock-the-true-cost-of-electric-motoring.html

현재 전력 수급 상황에서도 한여름 에어콘 가동률이 올라가면 정전이 발생하는 상황에서 무슨 수로 전기 자동차를 충전할 것인지 국가적으로 준비가 필요한데, 현실적으로 답이 있을지 모르겠습니다. (외계인의 기술을 가져다 갑자기 핵융합이 상용화 되면 모를까...)

간단하게 숫자로 비교해보면, 4인가족 평균 한달 전력 사용량이 약 300kWh인데, 이는 150마력(=111 kW)짜리 차량으로 대략 30%로드로 크루징할 때(30kW) 10시간이면 소모하는 에너지입니다. 게다가 차량은 연료를 직접 싣고 달려야 하기 때문에 energy density를 고려하면, 현재 아무리 전기모터의 효율이 좋다해도, 단위 배터리 부피/무게당 충전량이 대략 5~10배는 좋아져야 내연기관과 비슷한 수치가 됩니다. 기술적으로, 가능은 하겠죠. 근데 요새 내연 기관 쪽에서 나름 핫(?)한 주제인 RCCI 같은 경우에 55%가까이 열효율이 나온다고 하니 지켜볼 일이 아닐까 싶습니다. 

충전식 말고 범퍼카 처럼 직접 전력을 공급한다면 효율이 더 좋지 않을까요?

전 도로의 범퍼카장화~ ㅋㅋ

자연이 만든 인간도 열효율(이라고 하긴 뭐하지만 ㅋㅋ) 이 50% 내외밖에 안되는데,, 인간이 만든 기계가, 자동차의 휴대성(?portability)을 감안하면, 2~30%, 충분히 잘 만든 기계라고 생각하는 1인입니다.

궁극적으로는 사용에너지의 다양화(알콜이나 바이오디젤 연료전지 등등)가

다가올 에너지문제의 해결책이 아닐까 생각됩니다.

고소한 냄새를 뿜으며 달리는 포르쉐같은건 상상만해도 끔찍하지만요..

전기모터, 배터리의 발전은 엄청납니다

힌 예로써 RC를 보면 됩니다 예전엔 수소전지 및 카드뮴전지를 주로 사용해서 엔진으로 따지면 토크,

마력이 글로우엔진RC에 비하면 많이 떨어지는 편이었습니다 헌데 최근엔 브러쉬리스모터와

리튬폴리머 배터리가 보급화됨에 따라 글로우엔진의 출력을 넘어선지 오래전이죠(통상 글로우 엔진의

상급마력은 5~8마력, 리튬폴리머+브러쉬리스모터 상급의 출력은 10~15마력)

곧 닥칠 자동차시장도 예외는 아니라고 봅니다 쉐보레 볼트만 봐도 가능성이 예측되어집니다

내연기관엔진은 다른화학적 연료가 개발되지 않는이상 전기모터가 대체할것으로 판단됩니다

이런 생각을 하면 앞으로 어떻게 변할지 정말 궁금해집니다.

점점더 빨리 변하는 것 같습니다.

타임머신타고 좀 보고 오고 싶을 정도지요.

지금의 전기차도 내연기관 장착 차량을 부분적으로 대체(단거리 통근용)할 수는 있습니다. 하지만 완벽히 대체하려면 부족한 점이 많죠. 가장 문제가 되는 것은 배터리의 낮은 에너지 밀도입니다. 이건 주유소가 지금처럼 많지 않던 100년 전에 전기차가 기름차에 밀려 사라진 이유이기도 한데, 100년이나 지났음에도 불구하고 이 부분에선 별 개선이 없습니다. (물론 배터리 자체는 어느 정도 개선되긴 했으나, 차량 자체의 중량도 늘었기 때문에 ㅡ각종 기준에 맞추려면 옛날 Model T처럼 500kg짜리 차를 만들기가 어려워서ㅡ 실질적으론 비슷하죠)

그렇다면 에너지 밀도에서 현재 어느 정도의 차이가 존재하는가? 간단히 말하면 디젤차는 연료통을 무식하게 키우면 한 번 주유로 수백 시간(1-2만km) 동안 주행이 가능한 차를 만들 수 있으나, 배터리는 에너지 밀도가 낮아 10시간 연속 고속도로 주행이 가능한 7인승 전기차를 만드는 것조차 매우 어렵습니다.

가령 배터리의 에너지 밀도가 200Wh/kg라고 가정하면(이건 1~2년 전 18650셀과 비슷한 수준이니 괜찮은 수치입니다), 1톤(200kWh)짜리 이 배터리를 장착한 2톤짜리 차량은 (평균 전력소비량이 1kg당 0.02kW일 때) 5시간 주행이 가능합니다. 9톤(1800kWh)짜리 배터리를 장착한 10톤짜리 차량은 주행시간이 9시간으로 늘어나고, 99톤 배터리를 단 100톤짜리 차량은 9.9시간까지 늘어나긴 하지만 200시간은 어림도 없죠. 현실적으로 반드시 달성해야 하는 연속주행시간(약 5-10시간)이 1-100톤급 배터리에서나 달성된다는 것도 큰 문제고요. (200kWh짜리 배터리는 가격이 1억 이상이라는 문제도 있죠)

배터리가 얼마나 발전해 왔는지, 그리고 얼마나 더 발전해야 하는지를 보여주는 차트입니다.

또 다른 문제는 충전시간인데, 가정집 배선은 보통 220v/30A이므로 충전용으로 6.6kW 이상은 사용할 수가 없습니다. 결국 중량이 경차 수준인 차량에 장착되었을 때 간신히 100km를 주행할 수 있는 배터리(24-36kWh)도 가정집에서 완충하기 위해선 5시간 이상이 필요하다는 이야기가 되죠. 300kWh짜리 배터리라면 24kW짜리 고속충전기로도 완충까지 12시간 이상이 필요합니다. 즉, 전기차는 일반적으로 주행시간보다 충전시간이 한참 더 깁니다. (고속 충전이 가능한 애들은 위 도표에서 보다시피 중량 대비 에너지 밀도가 일반 배터리보다 100배쯤 나빠서 자동차용으론 쓸 수가 없습니다) 따라서 전기 Escalade를 만들어도 충전하는데 너무 많은 시간을 낭비해야 하므로 미국 왕복횡단 여행용으로 쓸 수가 없습니다.

반면 내연기관 차량의 연료탱크는 0.03시간 정도면 완충이 가능해서, 풀 탱크로 한번에 갈 수 없는 거리는 중간에 주유소에 들러 잠시 쉬면서 기름을 넣는 방법으로 한번에 갈 수가 있습니다. 전기차의 경우 모듈러 배터리의 표준을 정하고, 배터리 스왑 스테이션을 주유소만큼 깔기 전까진 이런 용도의 사용은 불가능합니다.

그 외에도 매우 덥거나(섭씨 50도 이상), 매우 추운 지역(섭씨 -20도 이하)에 주차한 경우, 다음날 시동 안정성이 떨어지는 것은 물론이고, 차가 불타지 않고 남아있을거라는 신뢰성도 기름차에 비하면 부족하지요.

물론 불편한 점이 많아도 전기차의 효율이 충분히 좋고, 그래서 전기차에 강한 인센티브를 줬을 때 준 금액보다 뽑는 금액(국가적인 차원에서의 에너지 비용 + 환경 관련 비용 절감)이 더 크다면, 인센티브를 통해 전기차로의 전면적인 전환을 유도할 수도 있기야 하겠습니다만, 실제론 효율이 그만큼 좋지도 않습니다. 전기차의 효율이 좋은 부분은 tank에서 wheel까지인데, 전기차는 높은 모터의 효율(95% 이상)을 바탕으로 여기서 80%대의 효율을 달성할 수 있기 때문에, 평범한 가솔린차보다 2배 이상 좋은 것은 물론이고 전체적으로 봤을 때 디젤 하이브리드(35-50%)보다도 한참 좋습니다.

그런데 well -> tank 효율은 완전 정반대입니다. 휘발유나 디젤은 이 부분 효율이 85% 전후인데, 전기는 LNG 가스터빈의 효율이 60%밖에 안되기 때문에, 그 외에 LNG생산(90%), LNG운송(98%), 송전 및 기타(80%)를 떼고 나면 효율이 40% 정도로 추락해버리죠. 고로 최종 well -> wheel 효율은 디젤 하이브리드와 별 차이가 없습니다. 근데 금액 면에서 한참 불리하고, 기능 면에서도 불편한 점이 많죠. 따라서 더 이상 개인 운송수단용으로 쓸 기름이 없는 경우엔 불가피하게 전기차로 전환되는 것을 상상할 수는 있으나(전기는 기름이 아니라도 만들 수는 있으므로), 개인 운송수단용으로 쓸만한 가격의 기름이 남아있고 배터리 세계에 특별한 천지개벽급 발전이 없다면, 부분적인 대체 이상은 힘들 것 같습니다.

또 한 가지 문제가 내연기관의 연료는 사용하면 없어지기에 차량중량이 줄어듭니다. 하지만 전기차는 에너지를 다 빼서 써도 무거운 배터리를 계속 들고 다녀야 해서 효율면에서 좋지 못하죠. 1톤짜리 차에 1톤짜리 연료를 싣고 다니는 차가 연료를 다 쓰면 다시 1톤이 되지만, 전기차는 전기 에너지를 다 써도 여전히 2톤입니다.

여기 또 엄청난 댓글들이 있었네요. :)

반의 반도 이해하지 못 했지만, 정말 잘 읽었습니다. 감사합니다.