김 필 수 (김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수)

본격적인 전기차의 시대가 다가오면서 소비자가 보는 전기차 시각도 긍정적으로 바뀌기 시작했다. 이전만 해도 전기차는 얼리어댑터만 사용하는 전위적인 역할을 했다면 이제는 인생의 첫차로서 내연기관차를 대신하는 미래 모빌리티로 다가오고 있는 것이다. 물론 보조금 문제나 아직은 한정된 보급대수 등이 걸림돌이어서 실질적으로 인수받기가 어렵다는 문제점이 있다.

아직은 차량용 반도체 부족으로 인한 신차보급이 주춤한 부분도 있고 전기차를 신청해도 그 다음해로 넘어가면서 보조금 등 여러 면에서 구입조건이 변하기 때문이다. 특히 가장 난제로 여겼던 충전 인프라도 주변에 많아지면서 분명히 개선되고 있다는 점이다. 물론 우리나라의 경우 도심지 아파트 등 집단거주지 특성이 워낙 강하여 좁은 공용 주차장에서 심야용 완전 충전의 조건을 성숙시키기가 여간 어려운 일이 아니다.

물론 내연기관차 130여년의 역사와 달리 전기차는 단 10년 정도만 되다보니 준비할 사항도 크고 산업화에 경착륙되는 부분도 분명히 해결하여야 할 과제라 할 수 있는 것이다. 점차 전기차와 충전 인프라의 난제도 해결 방향을 찾고 있고 더불어 더욱 많은 종류의 전기차가 선을 보이고 있는 형국이다.

생각 이상으로 내연기관차 판매종식이 빨라지고 있는 시대인 만큼 당장 디젤 차량은 신차 출시가 거의 없어지고 있다는 점이다. 최소한 하이브리드차가 아니면 순수 내연기관차 구입을 꺼려하는 움직임도 나타나고 있다. 그 만큼 전기차의 시대가 다가왔다는 반증이다.

이러한 중흥기가 되고 있는 전기차에 가장 큰 단점을 뽑으라면 안전성이다. 더욱 구체적으로 얘기하면 전기차 화재라 할 수 있는 것이다. 각 국가별로 전기차의 보급대수가 기하급수적으로 증가하면서 일반 자동차와 같이 각종 문제가 발생하고 있지만 불안감을 크게 높이는 문제점이 바로 전기차 화재라 할 수 있는 것이다.

그것도 일반 내연기관차의 짧은 화재가 아닌 공포감을 자아낼 수 있는 높은 온도와 갑작스런 증가는 물론 단시간의 화재진압이 어렵도 골든타임이 줄어드는 문제점도 크다는 것이다. 전기차 화재에 대한 고민을 해결해야 한다는 것이다.

우선 전기차의 배터리는 가장 선진화되었다는 리튬이온 배터리가 주류를 이루고 있다. 이 배터리는 전해액으로 리튬을 사용하면서 양극과 음극사이를 오가는데 충·방전을 거듭하면서 외부의 충격이나 압력 등이 문제가 발생하면 분리막 등에 문제가 발생하고 고온의 반응이 발생하면서 약 1,000도에 이르는 열폭주 현상이 발생할 수 있다는 것이다.

얼마 전 부산 남해고속도로에서 발생한 전기차 화재의 경우도 수초 만에 800도 이상으로 온도가 상승하고 전소가 되었고 결국 탑승자 2명이 모두 사망했다. 다수의 소방대원이 출동하여 소화에 노력하였으나 계속 불꽃이 일어나면서 아침까지 화재 진압을 한 사례다. 결국 이동용 수조를 제작하여 물을 붓고 그나마 진정된 전기차 화재다.

일반 내연기관차는 화재가 발생하면 화재진압에 약 50분 정도이고 사용하는 물의 양도 약 1,000리터 정도다, 그러나 전기차의 화재는 갑작스런 화재 증가도 문제이지만 소화시간이 약 8명의 소방대원이 7시간 동안 소화시켜야 하고 사용하는 물의 양도 약 100,000리터 정도를 소요한다는 보고도 있을 정도이다, 이 물의 양은 미국 한 가정에서 2년간 사용하는 물의 양이라 할 수 있다, 우리나라를 비롯한 각 선진국에서도 지금도 전기차 화재 시 소화할 수 있는 가장 바람직한 방법을 찾고 있다.

현재 국내 소방청에서 사용하는 전기차 및 수소전기차 구난구조 매뉴얼을 감수한 필자도 지속적으로 업그레이드 방법을 찾아주고 있다.

전기차에 대한 긍정적인 인식제고가 무엇보다 중요하다고 판단되지만 이러한 전기차 화재가 발생할 경우 일반인이 느끼는 공포감은 더욱 커질 것이라는 것이다. 특히 한두 번의 자극적인 문구가 나타나면 더욱 공포감과 전기차에 대한 부정적인 시각이 팽배되면서 전기차를 멀리하는 소비자가 늘어난다는 것이다.

앞서 언급한 바와 같이 부산시 전기차 화재로 인한 부정적인 시각이 커지면서 전기차 구입을 고려하지 않겠다는 소비자도 늘었다고 할 수 있다. 최대한 노력하여 전기차의 어두운 부분을 밝게 긍정적인 부분으로 바꾸어주고 근본적으로 안전을 전제로 한 방법을 찾아주는 것이 핵심이라 할 수 있을 것이다.

그래서 더 중요한 부분은 화재가 발생한 이후 소화시키는 것도 중요하고 골든타임을 늘리는 것이 가장 핵심이지만 근본적으로 전기차 화재를 예방하는 방법이 가장 최고의 방법일 것이다. 물론 쉽지 않은 방법이다. 최소한 전기차 화재 확대를 막아서 골든타임을 늘리는 방법도 중요한 해결 방향일 것이다.

우선적으로 언급되던 전고체 배터리 개발도 이루어지고 있으나 언제 실질적으로 시장에 등장할 지 모른다는 점이다. 물론 전고체 배터리는 가장 불안한 부분인 리튬이라는 액체를 고체로 전환하여 전기차 화재 방지 등은 물론 에너지 밀도를 높이는 꿈의 배터리이나 해결과제가 많은 만큼 실질적인 출시시기를 2030년 정도로 보고 있다는 점이다.

그 만큼 에너지 전환과정에서 필요한 에너지 발생 등 어려운 과정이 많고 난제도 많다고 할 수 있다. 글로벌 시장에서 가장 빠르게 개발하고 있다는 토요타자동차를 비롯하여 일본 정부도 2030년 정도를 출시할 생각을 가질 정도라 할 수 있다. 생각보다 늦어진 결정이다. 모두가 어렵고 그 때 가봐야 알 수 있다는 뜻이고 과연 완벽하게 해결할 수 있는 가도 진행되어봐야 알 수 있는 상황이다.

현재 적용하는 방법은 배터리의 근본적인 해결에 한계가 있는 만큼 전기차 바닥의 배터리 모듈을 단단한 재질로 감싸서 보호하고 있으나 한계가 크다. 결국 외부의 큰 충격이나 압력이 작용하면 화재 등이 발생할 수 있는 한계점이라 할 수 있다. 또한 미리부터 센서 등을 통하여 운전자에게 알리는 방법도 있고 피할 수 있는 골든타임도 늘리는 방법이 있으나 근본 해결책은 아니라는 점이다.

현재로서는 최고의 방법이 배터리 자체에 소화 기능을 넣어서 화재 발생과 확대를 방지하는 방법이다. 즉 현재 배터리 셀 사이에 특수소화 가능을 가진 첨단 소화캡슐을 장착하고 화재가 발생할 경우 자동 온도 측정이 되고 소화캡슐이 터지면서 초기에 불 확산을 막고 경우에 따라 소회시킬 수 있게 만드는 방법이다.

설사 확산을 마지막까지 막지 못한다고 해도 골든타임을 크게 늘려서 피할 수 있는 시간을 벌어주고 탑승자의 사상비율을 줄이는 데 크게 기여할 수 있는 것이다. 현재 국내 원천기술을 가진 스타트업이 주변온도 설계가 가능한 마이크로 캡슐을 이용하여 내장된 소화제가 작동하는 기능을 활용하여, 전기차 화재를 잠재우는 실험을 계속하고 있고 중간과정에서 바람직한 결과도 나타나고 있다.

실제로 다양한 실험을 진행 중에 있고 자동차 제작사와 함께 진행하면서 머지않아 바람직한 결과 도출이 예상된다고 할 수 있다. 물론 이 업체는 이미 이 기술을 활용하여 소화테이프, 소화페인트 및 소화줄 등 다양한 제품이 출시되고 있고 해외에서도 각광을 받으면서 다양한 수출활로를 개척하고 있는 상황이다. 용도가 무궁무진하다는 뜻이다.

적어도 내년에는 전기차 화재로 인한 고민을 조금이나마 걷어 들일 수 있는 기회가 창출되어 전기차의 불안감을 해소하는 데 크게 기여할 것으로 판단된다. 아마도 세계 시장에서 처음으로 전기차 화재를 잠재우는 중요한 계기를 우리가 제공할 것으로 확신한다. 조만간 출시를 기대해보자.

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