자동차는 사용 목적에 따라 생김새나 기능이 저마다 다르다. 세단은 4~5명의 승객이 가장 편하게 탈 수 있는 구조이고, 경차는 실내 공간과 편의 장비를 줄이는 희생으로 움직임에 효율성을 극대화한다. 스포츠카는 더 빠르고 즐겁게 달리기 위해 발전했다. 하지만 대부분의 사람들은 자동차 한 대로 다양한 일을 해결하고 싶어 한다. 그래서 1990년대 이후 SUV(스포츠 다목적 자동차)가 시장에서 인기를 끌기 시작했고, 현재는 가장 보편적인 차종이 됐다. 온 가족이 탑승할 수 있는 넓은 실내와 캠핑 장비까지 가득 실을 수 있는 적재 공간까지 확보할 수 있으니 편리하다는 장점이 명확하다. 하지만 1인 가구나 출퇴근할 때만 운전하는 사람이라면 어떨까? SUV의 장점이 큰 매력으로 다가오지 않을 것이다. 오히려 막히는 시내 운전이 많은 만큼 좋은 연비에 집중하는 것이 유리하다.

증가하는 친환경 자동차

국토교통부 자료에 따르면 2024년 상반기 한국에 등록된 신차는 82만 3,000여 대다. 그중 승용 자동차는 71만 3,000여 대로 대부분을 차지한다. 여기서 친환경 자동차는 전년 대비 29만 3,000여 대가 증가했고, 내연기관은 10만 7,000여 대 감소했다. 특히 2021년 대비 매년 11~20만 대 판매가 감소하는 것이 바로 디젤(경유) 자동차이다. 쉽게 설명하면 요즘 자동차 시장의 경향은 에너지 효율성에 따라 친환경 자동차가 급격하게 늘어난다. 여기서 말하는 친환경 자동차는 ‘전기차’, ‘수소 전기차’, ‘하이브리드’로 나눌 수 있다.

‘친환경 자동차’는 환경오염이 적은 자동차를 의미한다. 이것을 다른 관점으로 풀이하면 에너지 효율성이 높은 자동차이다. 따라서 출퇴근길에 어울리는 자동차라고 풀이할 수 있다. 일반적인 내연기관 자동차는 막히는 시내에서 가다 서다를 반복할 때 엔진이 불필요한 에너지를 많이 사용한다. 시동성을 위해 엔진이 최소로 회전하는 데도 에너지가 필요하고, 에어컨이나 열선 시트 등 전자 장비를 사용하는 것도 엔진이 만들어내는 전기를 사용한다. 즉 석유 연료는 이동성을 위해 쓰거나 전기 에너지로 변환하는 데 많은 에너지를 추가로 소모한다. 반면 전기차(EV)의 경우 움직임이 없는 대기 상태일 때는 에너지를 사용하지 않는다. 이때도 에어컨이나 카오디오 등 편의 장비를 그대로 사용할 수 있어서 효율적이다. 하지만 실제로 전기차를 운영해본다면 예상보다 많은 문제에 직면하게 된다. 잦은 충전에 따른 번거로움, 충전 인프라 부족, 장거리 이동 문제 등이 대표적이다. 그래서 전기차의 에너지 효율성과 내연기관 엔진의 편의성을 모두 충족시키는 플러그인 하이브리드(이하 PHEV)가 수년 전부터 주목받고 있으며 실제로 많은 자동차 브랜드들이 PHEV 기술 발전에 적극적으로 투자하고 있다. 하이브리드와 전기차의 장점을 모두 가진 PHEV는 연비효율이 중요한 출퇴근길에 합리적인 선택이 될 수있지 않을까.

플러그인 하이브리드?

일반적으로 하이브리드 자동차는 내연기관 엔진과 전기동력계가 하나의 자동차에서 모두 쓰이는 것을 말한다. 엔진의 부족한 출력이나 에너지 효율성을 배터리와 전기모터 시스템으로 보완하는 구조다. 전동화 시스템의 크기와 동력 방식에 따라 세부적으로는 ‘마일드 하이브리드’와 ‘스트롱 하이브리드’로 나뉜다. 마일드 하이브리드는 내연기관 엔진에 출력을 약간 보내는 정도의 전동화 시스템을 쓴다. 시스템 무게를 줄이고 그만큼 비용이 합리적이라는 이점이 있다. 반대로 스트롱 하이브리드는 내연기관 엔진의 도움 없이도 스스로 움직일 수 있는 강력한 전동화 시스템을 사용한다. 하지만 차 무게는 그만큼 무거워지고 시스템도 복잡하다. 내연기관과 전동화 시스템 모두를 적극적으로 사용하기에 상대적으로 비싼 것도 당연하다.

두 시스템은 사용 목적에 따라 접근 방식이 다르다. 하지만 결과적으로 전동화 시스템의 도움을 받기 위해서는 배터리에 저장된 전기 에너지가 있어야 한다. 만약 저장된 전기 에너지가 없을 경우(모두 사용한 경우) 배터리를 충전하는 과정에서 내연기관 엔진의 도움이 필요하다. 내연기관 엔진이 회전할 때 만들어내는 전기와 브레이크를 이용한 회생제동으로 배터리를 다시 충전해야 한다. 그만큼 전기 에너지 효율성이 제한적이다. 반면 PHEV는 이런 문제를 모두 해결한다. 앞서 설명한 스트롱 하이브리드 방식을 쓰지만 전기차처럼 외부에서 케이블로 배터리에 직접 전기를 충전한다. 그래서 전기자동차의 에너지 효율성과 내연기관의 연료 보급 편의성을 모두 갖춘 셈이다.

예를 들어 집에서 충전을 마치고 출퇴근을 시작하면 ‘EV 모드’로 내연기관 엔진을 깨우지 않고 전기차처럼 시내를 달린다. 배터리 완전 충전 시 약 45~60km 거리를 전기 모터만으로 달릴 수 있다. 편도 20km 정도의 출퇴근길은 연료 한 방울을 쓰지 않고도 움직일 수 있다. 차종에 따라 다르지만 보통 시속 110km 속도까지 전기모터만으로 달릴 수 있어서 출퇴근 경로에 자동차 전용도로나 고속도로가 포함되어도 엔진을 사용할 필요가 없다. 그리고 퇴근길에 갑자기 지방 출장을 가야 할 때도 당황할 필요가 없다. 배터리 잔량과 상관없이 내연기관 엔진을 사용해 연료를 재보급하면서 장거리 주행을 소화할 수 있다. 이처럼 PHEV는 고효율 에너지 자동차의 가장 진보한 형태이고 그래서 진짜 친환경 자동차이다. 고객이 느끼는 실질적인 장점이 많기에 시장에서 더 많이 팔릴 가능성이 있다. 이런 제품이 많이 팔리면 자연스럽게 대기 오염도 줄어들게 된다. 그러니까 사람들이 출퇴근길에 어울리는 자동차를 잘 선택하기만 한다면 인류의 지속가능성도 그만큼 확장된다는 의미다.