l 글 과학기술칼럼니스트 이준정 박사
l 미래를 뒤엎을 전기자동차 열풍의 시작
금년 들어서 자동차 시장에 전기차 바람이 거세게 불고 있다. 테슬라 자동차가 전기차의 대중화를 목표로 저가형 ‘모델 3’를 개발하여 공개하자 전 세계에서 예약 물량이 폭주하여 한 달 만에 37만 대에 이르렀다. 이 물량은 최고 인기 차종인 도요타 ‘렉서스’가 2015년 한 해 동안 미국에서 팔린 물량(34만 4000대)보다 많다.
테슬라는 폭발적인 시장 확대에 맞추기 위해 2018년까지 전기차 생산능력을 50만 대로 늘리기로 했다. 2016년 현재 생산규모가 연산 6만 2천 대이므로 앞으로 2년 사이에 8배 이상 생산력을 높이는 계획이다.
이에 놀란 전통적인 세계 자동차 회사들은 앞다투어 전기차 생산 계획을 앞당기고 신형 전기차 개발에 한창이다. 시장분석가들은 스마트폰이 등장하면서 짧은 시간 안에 휴대폰 시장을 뒤엎었듯이 향후 몇 년 사이에 전기차가 자동차 시장을 완전히 뒤엎을 것이라고 전망하고 있다.
l 환경문제 해결을 위한 전 세계의 의지가 자동차 산업을 바꾸다
대표적인 산유국인 노르웨이는 2015년 말 기준으로 전체 보유차량 중 전기차 비중이 이미 19%를 넘어섰다. 이는 통계적으로 대세 전환점을 넘어선 추세로 평가된다. 노르웨이는 2025년부터 화석연료 자동차를 판매 금지하는 법적 조치까지 취하고 있다. 네덜란드를 비롯한 여타 유럽 국가들도 이에 동조할 움직임이다.
이뿐만이 아니다. 세계 최대 자동차 시장인 중국은 전기차 확산을 위해 세계 최고의 전기차 보조금(대당 16,000불)을 지급해 주고 있으며 금년부터는 공공기관이 구입하는 차량의 50% 이상을 반드시 전기차로 구입하도록 강제하고 있다.
인도도 극심한 대기오염을 극복하기 위해서 전기차 중심으로 교통정책을 전환 중이다. 인도 교통부 장관은 인도의 자동차를 2030년까지 100% 전기차로 바꾸는 전략을 수립 중이라고 한다. 전기차는 이제 거역할 수 없는 미래 자동차로 입지를 굳혀가고 있다.
l 전기강판, 전기자동차의 에너지 손실을 줄이는 핵심 요소
모터의 출력은 회전속도와 토오크의 곱으로 표현된다. 모터의 토오크가 커지려면 전선이 감긴 모터의 코아로 사용되는 전기강판의 자속밀도(magnetic flux)가 높아야 한다. 또 모터의 출력을 높이려면 모터의 회전속도가 빨라져야 하는데 이때 전기강판에 발생하는 여기주파수(excitation frequency)가 높아지면서 에너지가 손실되는 철손(iron loss)량이 커지므로 전력효율이 낮아진다. 따라서 전기차 모터의 특성을 높이려면 고주파수 영역에서도 철손이 충분히 낮은 전기강판을 채용해야 한다.
이뿐만이 아니다. 모터가 고속으로 회전하려면 회전자로 사용하는 전기강판의 강도가 높아야 변형이 안 된다. 한 마디로 전기차의 가속 성능이 높아지려면 모터의 핵심소재인 전기강판의 품질이 훌륭해야만 한다.
l 전기자동차의 한계 극복하는 소재 기술
또한 리튬이온배터리의 수요가 급증하면서 리튬금속의 공급량 부족으로 리튬금속 가격이 폭등하고 있다. 리튬은 주로 남미대륙에 산재한 염호(salt lake)속에 녹아있는 리튬이온을 소금 염전에서처럼 태양열로 증발시켜 추출하는데 기존의 방법은 생산속도나 효율도 낮고 생산된 리튬금속의 순도도 40~50%로 낮은 문제가 있다.
최근 포스코가 개발한 ‘LiSX’공법은 리튬 함유량이 20ppm 이상인 저농도 염호에서도 99.9% 이상의 고순도 리튬을 농축시켜 8시간 만에 생산할 수 있다. 생산설비의 건설기간도 짧고 설비 가동 후 바로 리튬이 생산되는 공법이라 리튬의 시장 수요 변화에 탄력적으로 대응할 수 있다.
△ 초고강도강과 마그네슘 판재를 적용한 르노의 ‘이오랩(Eolab)
* 포스코리포트는 해당 분야 전문가 필진이 직접 작성한 것으로, 포스코의 입장이나 전략을 담고 있지 않습니다.
