추가 적립 안내

전 세계에서 생산되는 원유의 7∼8퍼센트만이 화학 원료로 이용되며 나머지는 가솔린, 디젤유, 난방유 형태로 직접 연소된다. 한국의 경우에도 에너지의 20퍼센트가 수송 분야에 소비되고 있다. 수송 분야란 각종 대중교통과 자가용 승용차, 선박, 비행기 등을 말한다. 따라서 화석 연료 고갈에 대비하고 친환경 조건을 만들기 위해서는 가솔린, 디젤유를 가장 많이 소비하는 수송 수단용 에너지를 신재생 에너지로 대체해야만 한다는 결론이 나온다. 이런 필요성 때문에 전 세계적으로 수송 수단용 대체에너지 개발에 심혈을 기울이고 있고, 미국 등 선진국을 중심으로 친환경 자동차, 즉 그린 카 개발을 촉진하기 위한 환경 규제도 점점 심해지는 추세다. 『그린 비즈니스 전기차와 이차 전지』는 그린 카 중에서 전기차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 이차 전지 산업의 현황과 과제에 대해서 살펴보고 있다.

머리말

전 세계에서 생산되는 원유의 7∼8퍼센트만이 화학 원료로 이용되며 나머지는 가솔린, 디젤유, 난방유 형태로 직접 연소된다. 한국의 경우에도 에너지의 20퍼센트가 수송 분야에 소비되고 있다. 수송 분야란 각종 대중교통과 자가용 승용차, 선박, 비행기 등을 말한다. 따라서 화석 연료 고갈에 대비하고 친환경 조건을 만들기 위해서는 가솔린, 디젤유를 가장 많이 소비하는 수송 수단용 에너지를 신재생 에너지로 대체해야만 한다는 결론이 나온다. 이런 필요성 때문에 전 세계적으로 수송 수단용 대체에너지 개발에 심혈을 기울이고 있고, 미국 등 선진국을 중심으로 친환경 자동차, 즉 그린 카 개발을 촉진하기 위한 환경 규제도 점점 심해지는 추세다.

그린 카를 개발하는 방향은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법은 현재의 화석 연료를 사용하는 엔진과 유통 시스템을 그대로 활용하면서 화석 연료 대신 신재생 에너지로 대체하는 것이다. 대표적인 방법이 바이오에탄올, 바이오디젤 등의 바이오 연료로 대체하는 방법을 들 수 있다. 두 번째 방법은 자동차용 엔진과 유통 시스템 자체를 완전히 바꾸는 방법이다. 이 방법으로는 전기차, 연료 전지 자동차 등을 들 수 있다. 전기차는 이차 전지를 사용해서 전지를 충전하면서 자동차를 운행하는 방법이다. 연료 전지 자동차는 수소 연료 전지, 메탄올 연료 전지 등 다양한 연료 전지를 사용해서 수소나 메탄올 등을 연료로 공급하면서 운행하는 경우다.

첫 번째 방법인 대체 바이오 연료를 사용하는 방법은 어느 정도 실용화가 되고 있는 편이다. 물론 경제성 문제와 원료 조달 문제 등으로 그 증가 속도가 느리긴 하지만 미국, 브라질 등 일부 국가에서는 상당한 실용화를 이룬 상태다. 하지만 두 번째 방법은 아직 시도 단계에 머무르고 있다. 실용화에 가장 가까운 전기차의 경우에도 풀어야 할 숙제가 많다. 우선 가솔린이나 디젤 자동차 정도의 주행거리를 가지려면 현재의 기술로는 축전지의 부피가 너무 크고 중량도 너무 무거워진다. 또한 전기차는 가솔린 자동차에 비해 가속이 느리고, 전기를 충전하는 시간이 오래 걸린다는 단점도 있다. 물론 전기가 우리 일상생활에 친숙한 에너지지만, 주유소만큼 전기차를 충전하는 시스템을 갖추는 것도 큰 과제다. 따라서 이에 대한 대안으로 화석연료와 전기 에너지를 동시에 사용할 수 있는 하이브리드 자동차가 개발되어 실용화되고 있다.

여기서는 그린 카 중에서 전기차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 이차 전지 산업의 현황과 과제에 대해서 살펴보겠다.

[제목 차례]

머리말

1장. 전기차
1. 전기차 시장 현황
2. 전기차 산업 현황
2.1 중국의 전기차 산업 현황
2.2 미국과 캐나다의 전기차 산업 현황
2.3 아시아와 유럽의 전기차 산업 현황
2.4 한국의 전기차 산업 현황

3. 전기차 산업의 과제
3.1 높은 차량 가격
3.2 짧은 1회 충전 주행거리
3.3 긴 충전 시간
3.4 과제 수행을 위한 주안점

4. 전기차 지원 정책
4.1 중국의 전기차 지원 정책
4.2 중국 외 해외 국가들의 전기차 지원 정책
4.3 한국의 전기차 지원 정책

2장. 하이브리드 자동차
1. 세계 하이브리드 자동차 산업 현황
2. 한국 하이브리드 자동차 산업 현황

3장. 연료 전지 자동차
1. 수소 연료 전지 자동차의 원리
2. 세계의 연료 전지 자동차 산업 현황
3. 한국의 연료 전지 자동차 산업 현황

4장. 이차 전지
1. 이차 전지의 종류
1.1. 리튬 계
1.2. 알칼리 계
1.3. 산성 계

2. 이차 전지 산업 전망
2.1. 이차 전지 시장 규모
2.2. 이차 전지 개발 현황
2.3. 아시아권 이차전지 산업 현황
2.4. 서양권 이차전지 산업 현황
2.5 한국의 이차 전지 산업 현황과 전망

부록

[표 차례]
표 1 한국에서 2016년 현재 시판 중인 전기차
표 2 물질 종류에 따른 이차 전지의 종류
표 3 리튬 이온 전지의 구성 요소

[그림 차례]

그림 1 BNEF의 전기차 판매량 예측치
그림 2 향후 전기차 시장 전망
그림 3 2015년 전기차 판매 실적
그림 4 2015년 전기차 글로벌 판매 톱5 기업
그림 5 전기차 시장에서 2위권과 격차 벌리는 BYD
그림 6 세계 20대 전기차 기업 중 중국 기업
그림 7 테슬라의 전기차 모델X
그림 8 테슬라의 기가팩토리 계획
그림 9 폭스바겐 버디-e(BUDD-e)
그림 10 2015서울모터쇼에 첫 선을 보인 파워프라자의 '예쁘자나R'
그림 11 한국형 초소형 전기차 '위드'
그림 12 1인용 역삼륜 전기스쿠터 위드유
그림 13 테슬라 모델 S와 어깨를 견줄 전기 스포츠카 ED-1
그림 14 한국에서 보조금 지급 시 현대자동차 아이오닉 일렉트릭의 가격
그림 15 테슬라가 설치한 급속충전소
그림 16 노르웨이 네베네스 지역에 위치한 세계 최대 규모의 급속 전기차 충전소 전경
그림 17 전기차 늘어날수록 빠르게 늘어나는 전기차 충전기
그림 18 전기차 충전기 지역별 현황
그림 19 이스라엘 베터플레이스의 전기차 전지 교환 장치
그림 20 서울대공원에서 무선충전방식으로 운행 중인 코끼리열차
그림 21 기아차 쏘울의 경우 휘발유차와 전기차의 구입비용 비교
그림 22 주요 전기차 1회 충전 주행 거리 및 가격 비교
그림 23 하이브리드 자동차와 전기차의 구동 방식 차이
그림 24 하이브리드 자동차의 가격 추이
그림 25 현대자동차의 아반떼 LPG 하이브리드 자동차
그림 26 현대자동차의 중형 하이브리드 자동차 아이플로우
그림 27 현대자동차의 PHEV 차량인 쏘나타 하이브리드 43
그림 28 연료 전지의 구조(상)와 수소 연료 전지 자동차의 작동 원리
그림 29 일차 전지와 이차 전지의 개념 모식도
그림 30 리튬 이차 전지의 구성도
그림 31 리튬이온시장과 전기자동차 동향
그림 32 한국의 리튬이온이차전지 시장 수요 현황 및 전망
그림 33 2차 전지 시장 점유율 및 전망
그림 34 리튬이온 2차전지 배터리 주요 소재별 점유율 [출처 - 에너지경제신문]
그림 35 주요 국가별 리튬 생산량
그림 36 큰폭으로 상승한 리튬 가격(RMB/kg)
그림 37 탄산리튬 가격 추이
그림 38 친환경자동차 및 ESS 시장 전망
그림 39 리튬이온전지 시장 전망 및 구조 변화 전망
그림 40 바닷물에서 리튬을 추출하는 리튬추출플랜트
그림 41 전기차 배터리용 주요 재료 생산업체 동향
그림 42 ARES사의 기차를 활용한 풍력발전 및 에너지를 저장하는 ESS
그림 43 BYD의 전기차 e6
그림 44 전기자동차용 배터리 기업별 수주 현황
그림 45 LG화학 전기차 배터리 매출계획
그림 46 한국 정부의 이차 전지 산업 통합 로드맵
그림 47 2020년 이차전지 로드맵
그림 48 에너지 신산업 3개년 계획
그림 49 한국의 이차전지 무역 기록

<제목 차례>

*** 머리말 4

1장. 전기차 1
1. 전기차 시장 현황 1
2. 전기차 산업 현황 6
2.1 중국의 전기차 산업 현황 6
2.2 미국과 캐나다의 전기차 산업 현황 8
2.3 아시아와 유럽의 전기차 산업 현황 12
2.4 한국의 전기차 산업 현황 14
3. 전기차 산업의 과제 20
3.1 높은 차량 가격 20
3.2 짧은 1회 충전 주행거리 21
3.3 긴 충전 시간 22
3.4 과제 수행을 위한 주안점 22
4. 전기차 지원 정책 30
4.1 중국의 전기차 지원 정책 30
4.2 중국 외 해외 국가들의 전기차 지원 정책 32
4.3 한국의 전기차 지원 정책 34

2장. 하이브리드 자동차 38
1. 세계 하이브리드 자동차 산업 현황 39
2. 한국 하이브리드 자동차 산업 현황 42

3장. 연료 전지 자동차 47
1. 수소 연료 전지 자동차의 원리 47
2. 세계의 연료 전지 자동차 산업 현황 48
3. 한국의 연료 전지 자동차 산업 현황 49

4장. 이차 전지 52
1. 이차 전지의 종류 52
1.1. 리튬 계 53
1.2. 알칼리 계 55
1.3. 산성 계 55
2. 이차 전지 산업 전망 56
2.1. 이차 전지 시장 규모 57
2.2. 이차 전지 개발 현황 59
2.3. 아시아권 이차전지 산업 현황 69
2.4. 서양권 이차전지 산업 현황 71
2.5 한국의 이차 전지 산업 현황과 전망 72

*** 부록 83

<표 차례>
표 1 한국에서 2016년 현재 시판 중인 전기차 15
표 2 물질 종류에 따른 이차 전지의 종류 53
표 3 리튬 이온 전지의 구성 요소 54

<그림 차례>

그림 1 BNEF의 전기차 판매량 예측치 2
그림 2 향후 전기차 시장 전망 2
그림 3 2015년 전기차 판매 실적 3
그림 4 2015년 전기차 글로벌 판매 톱5 기업 4
그림 5 전기차 시장에서 2위권과 격차 벌리는 BYD 6
그림 6 세계 20대 전기차 기업 중 중국 기업 7
그림 7 테슬라의 전기차 모델X 9
그림 8 테슬라의 기가팩토리 계획 11
그림 9 폭스바겐 버디-e(BUDD-e) 14
그림 10 2015서울모터쇼에 첫 선을 보인 파워프라자의 ‘예쁘자나R’ 16
그림 11 한국형 초소형 전기차 ‘위드’ 17
그림 12 1인용 역삼륜 전기스쿠터 위드유 18
그림 13 테슬라 모델 S와 어깨를 견줄 전기 스포츠카 ED-1 18
그림 14 한국에서 보조금 지급 시 현대자동차 아이오닉 일렉트릭의 가격 21
그림 15 테슬라가 설치한 급속충전소 23
그림 16 노르웨이 네베네스 지역에 위치한 세계 최대 규모의 급속 전기차 충전소 전경 24
그림 17 전기차 늘어날수록 빠르게 늘어나는 전기차 충전기 25
그림 18 전기차 충전기 지역별 현황 26
그림 19 이스라엘 베터플레이스의 전기차 전지 교환 장치 27
그림 20 서울대공원에서 무선충전방식으로 운행 중인 코끼리열차 28
그림 21 기아차 쏘울의 경우 휘발유차와 전기차의 구입비용 비교 34
그림 22 주요 전기차 1회 충전 주행 거리 및 가격 비교 35
그림 23 하이브리드 자동차와 전기차의 구동 방식 차이 39
그림 24 하이브리드 자동차의 가격 추이 41
그림 25 현대자동차의 아반떼 LPG 하이브리드 자동차 42
그림 26 현대자동차의 중형 하이브리드 자동차 아이플로우 43
그림 27 현대자동차의 PHEV 차량인 쏘나타 하이브리드 43
그림 28 연료 전지의 구조(상)와 수소 연료 전지 자동차의 작동 원리 47
그림 29 일차 전지와 이차 전지의 개념 모식도 52
그림 30 리튬 이차 전지의 구성도 54
그림 31 리튬이온시장과 전기자동차 동향 57
그림 32 한국의 리튬이온이차전지 시장 수요 현황
및 전망 58
그림 33 2차 전지 시장 점유율 및 전망 58
그림 34 리튬이온 2차전지 배터리 주요 소재별 점유율 [출처 : 에너지경제신문] 60
그림 35 주요 국가별 리튬 생산량 61
그림 36 큰폭으로 상승한 리튬 가격(RMB/kg) 62
그림 37 탄산리튬 가격 추이 63
그림 38 친환경자동차 및 ESS 시장 전망 63
그림 39 리튬이온전지 시장 전망 및 구조 변화 전망 64
그림 40 바닷물에서 리튬을 추출하는 리튬추출플랜트 65
그림 41 전기차 배터리용 주요 재료 생산업체 동향 67
그림 42 ARES사의 기차를 활용한 풍력발전 및 에너지를 저장하는 ESS 69
그림 43 BYD의 전기차 e6 71
그림 44 전기자동차용 배터리 기업별 수주 현황 74
그림 45 LG화학 전기차 배터리 매출계획 75
그림 46 한국 정부의 이차 전지 산업 통합 로드맵 78
그림 47 2020년 이차전지 로드맵 78
그림 48 에너지 신산업 3개년 계획 79
그림 49 한국의 이차전지 무역 기록 80

머리말

전 세계에서 생산되는 원유의 7∼8퍼센트만이 화학 원료로 이용되며 나머지는 가솔린, 디젤유, 난방유 형태로 직접 연소된다. 한국의 경우에도 에너지의 20퍼센트가 수송 분야에 소비되고 있다. 수송 분야란 각종 대중교통과 자가용 승용차, 선박, 비행기 등을 말한다. 따라서 화석 연료 고갈에 대비하고 친환경 조건을 만들기 위해서는 가솔린, 디젤유를 가장 많이 소비하는 수송 수단용 에너지를 신재생 에너지로 대체해야만 한다는 결론이 나온다. 이런 필요성 때문에 전 세계적으로 수송 수단용 대체에너지 개발에 심혈을 기울이고 있고, 미국 등 선진국을 중심으로 친환경 자동차, 즉 그린 카 개발을 촉진하기 위한 환경 규제도 점점 심해지는 추세다.

그린 카를 개발하는 방향은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법은 현재의 화석 연료를 사용하는 엔진과 유통 시스템을 그대로 활용하면서 화석 연료 대신 신재생 에너지로 대체하는 것이다. 대표적인 방법이 바이오에탄올, 바이오디젤 등의 바이오 연료로 대체하는 방법을 들 수 있다. 두 번째 방법은 자동차용 엔진과 유통 시스템 자체를 완전히 바꾸는 방법이다. 이 방법으로는 전기차, 연료 전지 자동차 등을 들 수 있다. 전기차는 이차 전지를 사용해서 전지를 충전하면서 자동차를 운행하는 방법이다. 연료 전지 자동차는 수소 연료 전지, 메탄올 연료 전지 등 다양한 연료 전지를 사용해서 수소나 메탄올 등을 연료로 공급하면서 운행하는 경우다.

첫 번째 방법인 대체 바이오 연료를 사용하는 방법은 어느 정도 실용화가 되고 있는 편이다. 물론 경제성 문제와 원료 조달 문제 등으로 그 증가 속도가 느리긴 하지만 미국, 브라질 등 일부 국가에서는 상당한 실용화를 이룬 상태다. 하지만 두 번째 방법은 아직 시도 단계에 머무르고 있다. 실용화에 가장 가까운 전기차의 경우에도 풀어야 할 숙제가 많다. 우선 가솔린이나 디젤 자동차 정도의 주행거리를 가지려면 현재의 기술로는 축전지의 부피가 너무 크고 중량도 너무 무거워진다. 또한 전기차는 가솔린 자동차에 비해 가속이 느리고, 전기를 충전하는 시간이 오래 걸린다는 단점도 있다. 물론 전기가 우리 일상생활에 친숙한 에너지지만, 주유소만큼 전기차를 충전하는 시스템을 갖추는 것도 큰 과제다. 따라서 이에 대한 대안으로 화석연료와 전기 에너지를 동시에 사용할 수 있는 하이브리드 자동차가 개발되어 실용화되고 있다.

여기서는 그린 카 중에서 전기차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 이차 전지 산업의 현황과 과제에 대해서 살펴보겠다.