d라이브러리

도심에서는 전기모터로 천천히 달리고, 고속도로에서는 엔진의 동력을 활용, 쏜살같이 질주한다.

'잡종'을 뜻하는 '하이브리드'(hybrid)라는 용어가 과학계를 풍미하고 있다. 예컨대 생물계에 하이브리도마(hybridoma)가 있는가 하면 정보산업계에는 아날로그와 디지털컴퓨터를 합한 하이브리드 컴퓨터가 있다. 이런 경향은 자동차업계도 예외가 아니어서 최근 하이브리드자동차가 세계각국에서 개발되고 있다.

전기자동차의 단점을 극복하고

간단히 말하면 전기자동차와 기존의 자동차를 적절히 섞어 장점만 취한 양수겸장의 차가 바로 하이브리드자동차다. 여기서 기존의 차라고 하면 디젤엔진차와 가솔린엔진차를 모두 포함하는데 일반적으로 가솔린엔진과의 결합이 용이하다. 따라서 기존의 엔진과 전기자동차의 축전지와 모터 등을 함께 갖추고 있는 하이브리드자동차는 가솔린자동차의 신속성과 전기자동차의 무공해성을 동시에 구비하게 된다. 이 '짬뽕'차는 꽉 막힌 시내를 달릴 때는 전기추진장치를 활용, 천천히 운행하지만 고속도로에서는 내연기관(엔진)으로부터 동력을 얻어 쏜살같이 질주하게 된다.
 

알다시피 축전지와 모터를 통해 구동력을 얻는 전기자동차는 소음이 적고 에너지효율이 높다. 또 일산화탄소 등 유해성분을 배출하지 않으므로 환경을 오염시키지 않을 뿐더러 차 자체도 유해 배기가스 피해로부터 완전히 벗어나 있다. 실제로 디젤이나 가솔린자동차 대신 전기자동차가 도로를 운행한다고 가정하면 대기오염이 엄청나게 줄어들 것이 분명하다. 더구나 전기자동차는 변속기어가 필요없어 운전도 용이하고, 연료비도 휘발유차의 절반 정도에 불과하다.

그러나 단점도 적지 않다. 무엇보다 1회충전으로 달릴 수 있는 거리가 짧고 속도도 느린 편이어서 아직 장거리 고속운행에는 부적합하다.

아무튼 앞으로 축전지의 성능이 획기적으로 개량되고 축전지의 크기를 현재보다 훨씬 줄일 수 있게 된다면, 또 충전소가 전국적으로 충분히 세워진다면 틀림없이 전기자동차가 휘발유차를 밀어낼 것이다.

그러나 아직은 요원한 일이다. 실제로 이 모든 조건을 만족시키는 축전지가 단시일 내에 개발될 것이라고 믿는 학자는 거의 없다. 빨라도 2000년 이후에나 가능할 것으로 추정하고 있다.
 

대기오염은 날로 심각해지는데 그때까지 기다리는 것은 불가능한 일이다. 더구나 도심에서의 교통체증은 하루가 다르다고 할 정도다. 자동차가 씽씽 달리지 못하고 교통혼잡 때문에 오래 한 곳에 머물게 되면 더 많은 양의 유해 배기가스가 배출됨은 말할 나위 없다. 실제로 서울에서도 상습정체지역의 오염도가 상대적으로 높게 나타나고 있다.

그렇다면 정체가 심한 곳에서는 비록 속도를 내는데는 불리하지만 청결한 전기에너지를 사용하고, 비교적 주행여건이 좋은 외곽도로나 고속도로에서는 속도에 관한한 타의추종을 불허하는 휘발유를 활용하면 어떨까. 이것이 바로 하이브리드자동차의 탄생배경인데, 어찌 생각하면 교통체증현상이 자동식변속기의 선호도를 높인 것과 일맥상통한다.

지난 해 개최된 세계최대의 독일 프랑크푸르트 국제자동차전시회에서 '치코'라는 하이브리드자동차가 선보였는데 당시 상당한 관심을 끌었다. 전기모터와 2행정의 가솔린엔진을 단 이 자동차는 독일 폴크스바겐사의 회심의 작품. 또 스웨덴의 한 자동차회사는 LA301이라는 하이브리드차를 출품, 까다롭기로 소문난 미국 L. A.시장진출을 꾀하기도 했다. 이 모델은 시속 64㎞까지는 전기모터로, 그 이상은 가솔린엔진으로 달리게 돼 있었다. 이를테면 운전자가 계기판의 'EL'을 누르면 전기자동차로, 'ER'를 누르면 가솔린엔진으로 전환됐다. 또 90년 3월에 열린 제네바모터쇼에는 디젤엔진과 전기모터를 함께 갖춘 하이브리드차가 출품됐다. 시내에서는 소음이 적고 배기가스가 없는 전기모터로 움직이고, 일단 교외로 나가면 디젤엔진으로 전환되는 혼혈차가 등장한 것.

현재 국내에서도 전기자동차는 이미 제작되고 있으나 하이브리드자동차는 아직 서류 검토단계에 머물러 있다. 특히 한정된 공간에 엔진 전기모터 축전지 등을 함께 장착하는 기술이 용이하지 않다는 것이 전문가들의 설명이다. 차체의 크기를 가급적 기존의 차와 비슷하게 하려면 엔진의 기통수도 적어질 수밖에 없는데, 따라서 2, 3기통짜리 엔진을 장착하는 것이 일반적이다. 다시 말해 두세개의 실린더만을 장착하게 되는데, 이에 따라 고속주행시 힘이 다소 부치는 약점도 안고 있다.

우리는 이미 자동차생산 기술에 관한한 상당한 기술축적을 이뤘다. 엔진도 이제 거의 100% 국산화하고 있으며 신종 특수엔진에까지 그 영역을 넓혀가고 있다. 또 현재 국내에서 개발하고 있는 전기자동차의 1회충전 주행거리는 60~80㎞대, 최고속도는 시속 60~1백㎞ 정도다. 세계적으로 유명한 전기자동차의 수준이 주행거리 1백60㎞대, 시속 1백㎞대이므로 큰 차이가 나는 것은 아니다. 따라서 이 정도로 기술이 쌓인 상태라면 우리도 이제 하이브리드자동차에 도전해 볼 때라는 것이 전문가들의 진단이다. 한국전력공사 기술연구소의 한 연구원은 "전기자동차보다 실용화 가능성이 크고 그 출현시기가 빠를 것이 확실한 하이브리드카에 대한 연구가 시급하다"고 강조했다.

최근에 기아자동차 초청으로 서울을 다녀간 독일 아헨대학의 헬링교수도 "한국도 하이브리드차 연구에 동참할 때"라고 주장했다. 그는 또 "2003년 이후 캘리포니아에서 새로 등록하고자 하는 차의 75%는 배기가스를 소량 배출해야 하고, 15%는 극소량, 나머지 10%는 전혀 내보내지 않아야 하는데 하이브리드차는 그 15%에 포함될 것"이라고 덧붙였다.

독일에서는 현재 연방연구기술청(BMFT)의 주도하에 '리서치 카 2000'계획이 추진되고 있는데 그안에는 '유니카'(Uni car)라는 하이브리드카가 포함돼 있다. 걸보기에는 일반 승용차와 구별이 안되는 이 자동차는 네좌석을 갖추고 4백㎏까지 실을 수 있다.

또 포드자동차의 '오리온'을 하이브리드차(ika-하이브리드Ⅱ)로 개조하기 위한 연구도 현재 활발히 추진되고 있다. 이 자동차는 실린더가 세개인 엔진과 50㎾까지 낼 수 있는 모터를 장착할 예정이며 자기파우더클러치(magnetic powder clutch)로 동력을 단속할 것이다.

아무튼 하이브리드차는 멀지않아 세계 자동차의 주류를 형성할 것으로 보인다. 독일의 과학자들은 90년대 후반에는 오히려 기존의 차보다 높은 선호도를 갖게 되리라고 단언하기도 한다. 적어도 순수한 전기자동차보다는 훨씬 보급이 빠를 것으로 기대되고 있다.