목록

Home

책표지

배터리 전기 자동차에 대한 현재의 문제와 다가올 미래

배터리 전기 자동차 시장이 전 세계 자동차 시장에서 점점 더 그 점유율을 올리고 있다. 2040년에는 5억에서 16억여 대의 배터리 전기 자동차 시장이 예측되기도 한다. 하지만 배터리 전기 ..





The Future of Battery-Electric Automobiles
 
On September 23, 2020, Governor Gavin Newsom, the 2021 poster-boy for “electile dysfunction,” announced an executive order to ban the sale of gasoline-powered vehicles by 2035. This implies his apparent belief he has the power to change the lifestyles of all California residents and reshape that society’s transportation priorities.

At this point, the only mass-produced alternative to automobiles powered by internal combustion engines (or ICEs) are battery-electric vehicles (or BEVs) and the widespread assumption is that actions such as those in California will make their universal adoption inevitable.

But to anyone not living in a green fantasyland, meeting the world’s need for automobiles with battery-electric vehicles by 2035 or even 2050, appears preposterous. Just consider the facts.
 
Today only 8% of American car owners either own or lease a battery-electric vehicle. And electric vehicles represent about 1% of light vehicles on the roads, worldwide. Furthermore, optimistic forecasts from Bloomberg New Energy Futures say that annual electric vehicle (or EV) sales will represent only about half of all the cars sold by 2039 or 2040, which is about 60 million vehicles a year. And even then, 66% of the vehicles actually on the roads will still have Internal Combustion Engines (or ICEs).

That’s a big leap for just 20 years, when you consider that half the electric vehicles in the United States are registered in California, and even there, warning signs related to demand are already emerging. Four key statistics from California demonstrate that:

1. Highly educated and financially well-off consumers are currently the primary owners of EVs and adoption is not diffusing to the rest of the population. In other words, it’s likely that many of these battery-electric cars simply serve as “status symbols,” rather than practical transportation alternatives. Admittedly, “virtue-signaling” works when selling items to elites, but the general public needs to be more practical.

2. EV usage averages slightly more than 5000 miles a year indicating that most battery-electric vehicles are used primarlly as secondary vehicles, not as the family’s workhorse vehicle. That means there is a natural ceiling on the market share held by EVs.
3. A growing percentage of EV owners is switching back to gasoline cars. This tells us that EVs are not universally preferred once the novelty wears off. And, 4. Larger, heavier SUVs currently constitute half of all new car sales. Many of these are hybrids, but almost none are battery-electrics.

More importantly, in states without virtue-signaling incentives, battery-electric vehicles are not rapidly seizing market share. Specifically, 88% of Americans live outside California, but they collectively make up the just 50 percent the EV owners in America.

We suspect that this is largely because those rational Americans who don’t own EVs have been discouraged by one or more of the following nineteen ownership factors related to battery-electric EVs:

EV Ownership Factor #19: Short Range Anxiety. “Range anxiety” is the number-one factor cited when it comes to EV downsides. Simply put, modern electric vehicles are still range-limited due to their small capacity batteries. Most of the affordable electric cars on the market have a bit more than a 130-milerange.

EV Ownership Factor #18: Long Charging Times. Even though Tesla and Porsche have made significant improvements, charging is still far slower than filling a gas tank. Putting fuel in a traditional car only takes a couple of minutes; that’s fast compared to charging your battery-electric vehicle overnight.

EV Ownership Factor #17: Trip Planning Problems. Short ranges and long charging times can put a strain on any road trip plans . You cannot plan a fast trip in an electric car without knowing the location of charging stations. You will also need to know the estimated duration of charging or “supercharging” your vehicle at each stop.

EV Ownership Factor #16: They Are Mostly Good for Urban Use. There are two reasons for this: (1) the EVs range is longer if you drive in the city and (2) there are far more charging stations in metropolitan areas.

EV Ownership Factor #15: They Are Not All That Environmentally Friendly. Few people understand or question what it takes to make just one battery-electric vehicle? Notably, the process of making lithium-ion batteries from exotic minerals and metals mined in foreign countries, as well as their disposal, is polluting since they are largely nonrecyclable. That’s why the weakest link in the chain related to EV industry growth is the material supply chain. If demand becomes as great as some forecasters expect, there may not be enough minerals and metals in the world to achieve the planned growth of battery-electric vehicles. Furthermore, generating and delivering all of that electricity will exceed available capacity unless the grid is substantially upgraded. In addition, generating the additional electricity has drawbacks: fossil fuel electric plants produce CO2, nuclear is problematic for most EV advocates, and both wind & solar have their own drawbacks. Until something huge changes, Teslas, Chevy Bolts, Nissan Leafs, and other electric cars will be powered chiefly by natural gas, uranium and coal. Renewables, including hydroelectric generated just 20% percent of US electricity in 2020, while Natural gas generated 41 percent; Nuclear generated 20 percent and coal generated 19%.

EV Ownership Factor #14: They Are Still Too Expensive. There is a growing range of battery-electric cars for sale on the U. S. market, with the highend models going for well over $100,000. Although there are affordable models like the Volkswagen Golf E or Nissan Leaf, electric vehicles still cost significantly more than equivalent models that run on fossil fuels. Today, the “total life-cycle cost to own” narrows somewhat because of government subsidies and avoiding the gasoline-tax ear-marked for road construction; however, consumers know those incentive will not last forever.

EV Ownership Factor #13: Repair Difficulties. If you own an electric car, you can forget going to a local independent garage and fixing it inexpensively. Regardless of the type and the model, all-electric vehicles require proprietary maintenance and service procedures to meet safety standards.

EV Ownership Factor #12: They Are Too Heavy. In some of the high-end models, like the Tesla Model X, the battery pack weighs in at over 1,000 pounds. And the car itself can weigh over 4600 lbs. Heavy vehicles mean more tire wear, more energy consumption, and more maintenance.

EV Ownership Factor #11: Cold Temperature Issues. Where the winters are cold and snowy, cold weather battery drain can be a big problem for everyday use. Owners report “reduced range” and even “failure to operate” in especially harsh winter conditions. That could become life-threatening under extreme weather circumstances.

EV Ownership Factor#10: Low Top-Speeds. Most regular everyday EVs are relatively slow. For instance, the top speed of the VW Golf E or Kia Soul EV is limited to below 100 mph. This may or may not be a problem for the mass market.

EV Ownership Factor #9: Relatively High Energy Consumption During Highway Driving. The advertised range that many manufacturers brag about is the average figure or the city driving figure. On the other hand, the highway range is much lower, sometimes up to 50 percent lower.

EV Ownership Factor #8: High Energy Consumption Under Heavy Loads. No matter how strong or big your battery pack is, the energy consumption under heavy load conditions will drain it quickly.

EV Ownership Factor #7: Poor Aesthetics. Obviously, there are some battery-electric vehicles that are stunning beauties, but most of them are ordinary at best. This is something that needs to be addressed if EVs ever hope to supplant fossil fuel vehicles.

EV Ownership Factor #6: Mass Adoption of Battery-Electric Vehicles Would Disrupt an Array of Industries Beyond Automobiles. The scenario implied by extending California’s target of eliminating fossil-fueled automobiles by 2035 to a national or global scale, would disrupt a broad swathe of the economy with little, if any, net benefits to the impacted workers or to consumers and the environment. For example, all the companies that make fossil fuels as well as fuel-related products, such as engine parts, fuel injection systems, transmissions, and drivetrain components would be disrupted. The result would be millions of people out of a job, which would put further strain on the social safety net and undermine the self-worth of these individuals. So, as the novelty of battery-electric technology wears offs, policymakers can expect to be questioned about whether this societal disruption is warranted by the payoffs from EVs.

EV Ownership Factor #5: The Major Auto Companies Seem Unwilling to Commit the Resources Required to Support a Battery-Electric Automotive Future. Although almost all the major car manufacturers have at least one electric vehicle in their lineup, most of their CEOs do not appear fully convinced that battery-electric cars are the future of the industry. Their boards of directors and theirmarketing people have observed how problematic the EV segment is, so they hesitate to go all-in on battery-electric cars. And without that commitment, only a minority of consumers will see a reason to move away from ICE-powered cars.
EV Ownership Factor #4: EVs Are Practically Unusable in Third World Countries and Markets. That’s why the EV-craze has been limited to just a few “first world” countries and markets. Beyond that, battery-electric vehicles are practically nonexistent. Even China, the world’s biggest and most “topdown” market, has had a hard time implementing initiatives to drive adoption of battery-electric cars.

EV Ownership Factor #3: Buyers Still Consider Them A Gimmick. Most car buyers still consider EVs to be “exotic.” Their specific operational procedures, limited usability and unfamiliar driving dynamics make these cars ideal for tech geeks but not for ordinary consumers looking for a regular transport device.

EV Ownership Factor #2: For Most Families a Battery-Electric Vehicle Cannot Be the Only Car in the Household. Even if you own one or are seriously looking to acquire one, you probably recognize that an EV cannot fulfill all your “ground transportation” needs. That is especially true if you have a family and need dependable transportation for your family. And,

EV Ownership Factor #1: EVs are Hard to Sell. Most EV drivers leasethe Biden Administration plans to address the biggest barrier to adoption by funding 500,000 charging stations in the United States. Other barriers are likely harder to overcome. For example, maintaining tax incentives and rebates will become more difficult as their electric cars and then return them to the dealer after a few years to get a new model. Therefore, both the people who actually buy electric vehicles or the leasing companies which hold title to the cars could experience great difficulty selling them on the used car market or trading them in. This means the residual value will be very low compared to the MSRP.
 
Collectively these factors continue to create a great deal of inertia when it comes to achieving deep market penetration for battery-electric EVs. Nevertheless, EV production keeps creeping up and policymakers are increasingly eager to make them attractive. Obviously, EVs in some form are here to stay, but the role they’ll play is still unclear.

Given this trend, we offer the following forecasts for your consideration.

First, some combination of electric vehicle types will represent over 25% of U.S. new car sales by 2030. A recent survey of American car owners by CarGurus indicates that 30% of respondents expect to own one or more electric vehicles within five years and 52% expect to own one within 10 years. Global market share growth will be slower. Why American car owners are younger than car owners in most other affluent countries. Therefore, reaching global targets will be a stretch unless the demographics change dramatically.

Second, realizing the industry’s sales goals will depend on overcoming a number of barriers related to cost, long-term reliability, logistics of ownership and environmental impact. In the United States, “the 2021 infrastructure bill” proposed by the Biden Administration plans to address the biggest barrier to adoption by funding 500,000 charging stations in the United States. Other barriers are likely harder to overcome. For example, maintaining tax incentives and rebates will become more difficult as the pool of infrastructure funds provided by the gastax begins to shrink.
 
Third, over next two decades, the biggest barrier to achieving market penetration goals for battery-electric vehicles will be extracting the materials required for battery production. Based on the work of Cambridge University Emeritus Professor of Technology Michael Kelly, producing the 60 million next-generation EVs forecast to be sold worldwide in the year 2040 would require the following huge quantities of materials just to manufacture the EV batteries: „ more than 100 percent of the world’s annual production of copper.

- 400 percent of the world’s annual cobalt production.
- 150 percent of the world’s yearly lithium carbonate output; and
- nearly 200 percent of its entire annual worldwide production of neodymium.

When we consider the fact that today:

- Combined worldwide car sales in 2019 totaled 65 million vehicles annually growing to 120 million by 2040, and
- There are 1.2 billion vehicles on the world’s roads today with projections of 1.6 billion by 2040,

one can easily see that the world may not have enough minable mineral deposits to support ever replacing all ICE cars with BEVs.

Today, there are less than 8 million EV’s operating on the world’s highways. If Bloomberg’s battery-electric EV projections becomes reality by 2040, 33% percent of the 1.6 billion vehicles will be battery-electric EVs. That would mean 528 million battery-electric EV’s on the world’s roads. And while there might be enough material in the world to build batteries for 528 million vehicles, there is certainly not enough materials in the world to finish the planned conversion of all 1.6 billion to battery-electric EVs.

Fourth, replacing even one-third of the world’s cars with 528 million battery-electric EVs by 2040 will create an unprecedented waste disposal crisis. The 528 billion pounds of lithium-ion batteries powering these 528 million EV’s will need to be disposed of in the decades ahead. Furthermore, each 1,000-pound battery requires mining about 500,000 pounds of ore. Therefore, 528 billion pounds of finished batteries will require mining an almost inconceivable 120 billion metric tons of ore. The ecological impact on countries like the Congo would be unimaginable. And,

Fifth, given their adverse environmental impact and limited benefits, battery-electric vehicles (or BEVs) will be largely supplanted by superior solutions including Fuel-Cell Electric Vehicles (or FCEVs) by 2030. Like analog mobile phones of the 80s BEVs are simply preparing the marketplace for better solutions to come. That’s because BEVs are ill-suited for replacing the world’s fleet of Internal Combustion Engine vehicles. Until now, FCEVs have had limited acceptance because they used difficult to handle pressurized hydrogen or polluting methanol. But now, as explained our April 2021 issue, major breakthroughs in efficiently manufacturing and using carbon-free liquid ammonia have paved the way to a better solution.

Ammonia is clean, easy to transport, and largely compatible with today’s gasoline infrastructure. Meanwhile, new fuel cell catalysts are eliminating the high costs and environmental issues associated with traditional platinum catalysts. Land Rover is creating a FCEV version of it’s Defender SUV, while Honda offers the Clarity, Hyundai sells the Nexo, and Toyota has its long-running Mirai that offers a class-leading 76 mpg equivalent. Except for the Defender prototype, all of these FCEVs can be purchased as a brand-new, current-year vehicles. But with only 49 hydrogen fueling stations operating in the US., they don’t really solve the BEV problem. Fortunately, the recent breakthroughs in ammonia technology could allow FCEVs to dominate the mass market by the late 2020s, eliminating the need for battery-electric vehicles.

Reference:
1. CFACT. May 21st, 2021. Ronald Stein. A bust to the EV growth projections may be in the making.
https://www.cfact.org/2021/05/21/schumer-force-feeding-electric-cars-2/#:~:text=SACRAMENTO%20%E2%80%93%20Governor%20Gavin%20Newsom%20today,passenger%20vehicles%20to%20be%20zero%2D

2. BloombergNEF. 2021. Colin McKerracher, et al. Electric Vehicle Outlook 2021.
https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook/

3. CarGurus. March, 2021. CarGurus. Electric Vehicle Sentiment Survey – United States.
https://go.cargurus.com/rs/611-AVR-738/images/CarGurus-US-2021-EV-survey.pdf

4. RealClearEnergy.com. February 10, 2021. David Ferris. Study Reveals EV Secret: They’re Driven Less.
https://www.realclearenergy.org/2021/02/10/study_reveals_ev_secret_theyre_driven_less_659608.html?utm_source=rcp-today&utm_medium=email&utm_campaign=mailchimp-newsletter&mc_cid=2a57637d30&mc_eid=3efd0e9c7d

5. OilPrice.com. May 03, 2021. Irina Slav. 18% Of EV Drivers In California Switched Back To Gasoline Cars.
https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/18-Of-EV-Drivers-In-CaliforniaSwitched-Back-To-Gasoline-Cars.html

6. Repairer Driven News. January 6, 2021. John Huetter. IHS Markit: SUVs, crossovers likely reached 50% market share; trucks probably hit 20%.
https://www.repairerdrivennews.com/2021/01/06/ihs-markit-suvs-crossovers-likely-reached-50-market-share-in-2020-truckshit-20/

7. CAPX. 8 June 2020. Professor Michael J Kelly. Until we Get a Proper Roadmap, Net-Zero is a Goel Without a Plan.
https://capx.co/until-we-get-a-proper-roadmap-net-zero-is-a-goal-without-a-plan/




배터리 전기 자동차에 대한 현재의 문제와 다가올 미래

배터리 전기 자동차 시장이 전 세계 자동차 시장에서 점점 더 그 점유율을 올리고 있다. 2040년에는 5억에서 16억여 대의 배터리 전기 자동차 시장이 예측되기도 한다. 하지만 배터리 전기 자동차에는 여전히 해결해야 할 문제들이 많다. 친환경이라고 말할 수 없는 부분도 있다. 현재의 배터리 전기 자동차 산업의 문제는 무엇이고 향후 자동차 시장의 미래를 어디에서 찾아야 할까?

2020년 9월 23일, 캘리포니아 주지사 개빈 뉴섬(Gavin Newsom)은 2035년까지 휘발유 자동차, 즉 내연 기관(internal combustion engines, ICEs) 자동차의 판매를 금지하는 행정 명령을 발표했다. 이는 모든 캘리포니아 거주민들의 라이프 스타일을 바꾸겠다는 신념에 기반하고 있으며, 캘리포니아의 교통 우선순위를 완전히 재편성하겠다는 의미이다.

내연 기관으로 구동되는 자동차에 대한 대체, 그것도 대량 생산이 가능한 대안을 이들은 배터리 전기 자동차(battery-electric vehicles, BEVs)로 보고 있는 것 같다. 그리고 캘리포니아의 행정 명령과 같은 조치는 배터리 전기 자동차라는 불가피한 선택이 전 세계적으로 채택될 것이라는 가정 하에 이뤄진 것이다.

그러나 2035년 또는 2050년까지 배터리 전기 자동차로 전 세계 자동차 수요를 충분히 만족시킬 수 있을까? 이것은 현재로서는 너무나 터무니없는 일처럼 보인다. 한계가 명확하고, 여러 미해결 문제들이 뒤엉켜 있기 때문이다.

오늘날 미국 자동차 소유자의 8%만이 배터리 전기 자동차를 소유하거나 리스로 이용하고 있다. 전 세계적으로 확대해보면, 전기 자동차는 전 세계의 도로를 달리는 경차의 약 1%를 차지하고 있다. 또한 블룸버그 뉴 에너지 퓨처스(Bloomberg New Energy Futures)의 낙관적 예측에 따르더라도, 연간 전기 자동차 판매는 2039년 또는 2040년까지 판매되는 전체 자동차의 약 절반, 즉 연간 약 6천만 대에 불과할 것으로 나타나고 있다. 그럼에도 불구하고 실제로 도로를 달리는 차량의 66%에는 여전히 내연 기관일 것이다.

따라서 미국 전기 자동차의 절반이 캘리포니아에 등록되어 있고, 캘리포니아에도 이미 수요 관련 경고 신호가 나오고 있다는 점을 감안했을 때 불과 20년 만에 이루기에는 이는 너무나 큰 도약이다. 캘리포니아의 4가지 주요 통계는 다음과 같은 현실을 보여주고 있다.

1. 고학력의 재정적으로 부유한 소비자들이 현재 전기 자동차의 주요 소유자이고, 그 외 대부분의 나머지 인구에게 전기 자동차는 확산되지 않고 있다. 좀 더 냉혹하게 말하자면, 배터리 전기 자동차의 대부분은 실용적인 운송 수단이 아니라 단순한 ‘기호’의 선택 사항일 가능성이 더 높다. 소수의 사람들은 전기 자동차의 실용성을 강조할지 몰라도, 일반 대중에게는 이들이 주장하는 실용보다 좀 더 실용적이어야 할 필요가 있다.

2. 전기 자동차 주행 거리는 연간 평균 5,000마일을 약간 상회하는데, 이는 대부분의 배터리 전기 자동차가 가족의 주력 차량이 아닌 보조 차량으로 주로 사용됨을 나타낸다. 이는 전기 자동차가 보유한 시장 점유율에 자연스러운 상한선이 있음을 의미한다.

3. 전기 자동차 소유자의 증가 비율이 가솔린 자동차로 다시 전환되고 있다. 이것은 여러 가지 이유를 제거해버리면, 전기 자동차를 대부분의 인구가 보편적으로 선호하기에는 여러 문제가 있다는 것을 보여준다.

4. 더 크고 더 무거운 스포츠 유틸리티 자동차(SUV)가 현재 전체 신차 판매의 절반을 차지하고 있다. 이들 중 대부분은 하이브리드로 구동된다.

더 의미심장한 것은 전기 자동차에 대한 인센티브가 부족한 주에서는 전기 자동차 시장 점유율이 빠르게 늘고 있지 않다는 점이다. 구체적으로 말하면 미국인의 88%가 캘리포니아 외부에 살고 있고, 압도적으로 많은 이들 인구가 소유한 전기차는 미국 내 전기차의 50%에 불과하다.

왜 이러한 현상이 발생하고 있을까? 전기 자동차를 소유하지 않는 것이 현재로서는 더 합리적이라고 판단하기 때문이라고 추정된다. 그것은 전기 자동차를 소유하는 데 있어 여러 선택 요소 중 하나 혹은 그 이상과 관련된 것이다.

- 짧은 주행거리에 대한 불안감: 이 불안감은 전기 자동차의 단점과 관련하여 가장 많이 인용되는 요소이다. 즉, 오늘날 전기 자동차는 여전히 적은 용량의 배터리로 인해 주행 거리가 제한되어 있다. 시중에 나와 있는 저렴한 전기 자동차의 대부분은 주행 거리가 130마일을 약간 넘는 수준이다.

- 긴 충전 시간: 테슬라와 포스쉐가 상당한 개선을 이루었지만 충전은 여전히 ​연료탱크를 채우는 것보다 훨씬 더 많은 시간을 필요로 한다. 자동차에 연료를 넣는 전통적 방식은 수분 밖에 걸리지 않는다.

- 여행 계획의 애로: 짧은 주행거리와 긴 충전 시간은 여행 계획에 세우는 데 부담을 줄 수밖에 없다. 더군다나 충전소의 위치를 ​​모르면 전기 자동차로 속도감 있는 여행을 계획할 수 없고, 충전소에서 대기하는 시간까지 감안하면 여행 계획을 세우는 데 큰 어려움이 발생한다.

- 도심 내 이용 국한: 사실 전기 자동차는 대부분 도심 내 이용에 적합하다. 도심 내에서는 이동시 주행 거리에 대한 제한이 줄어들고, 대도시 지역에 훨씬 더 많은 충전소가 있기 때문이다.

- 친환경에 대한 오해: 전기 자동차가 모두 친환경적인 것은 아니다. 단 하나의 배터리 전기 자동차를 만드는 데 필요한 것이 무엇인지 이해하거나 질문하는 사람은 거의 없을 것이다. 특히, 해외에서 채굴된 광물과 금속으로 리튬이온 배터리를 만들고 폐기하는 과정은 대부분 재활용이 불가능하기 때문에 환경오염을 유발하고 있다. 전기 자동차 산업의 성장과 관련된 사슬에서 가장 약한 고리가 바로 소재 공급망인 이유가 여기에 있다. 일부 분석가들이 예측하는 만큼 수요가 증가하고, 배터리 전기 자동차 산업의 계획된 성장을 달성하는데 소요될 광물과 금속을 고려하면 이 문제는 결코 간과할 수 없는 요소가 될 것이다. 더군다나 전기 자동차에 필요한 전기 공급도 문제다. 전력 그리드가 실질적으로 업그레이드되지 않는 한 모든 전기를 생성하고 전달하는 것은 현재의 가용 용량을 초과할 것이다. 화석 연료 발전소는 이산화탄소를 생성하고 원자력은 대부분의 전기 자동차 지지자에게 문제가 된다. 풍력, 태양광 모두 고유한 단점이 있다. 전기 산업에 거대한 변화가 있기 전까지, 테슬라, 볼트, 리프 등의 전기 자동차가 구동하는 데 드는 전력은 주로 천연 가스, 우라늄, 석탄으로 생산될 것이다. 2020년, 수력 발전을 포함한 재생 가능 에너지는 미국 전력의 20%만 생산했을 뿐이다. 천연 가스가 41%, 원자력이 20%, 석탄이 19%를 생산했다.

- 고가 자동차: 미국 시장에서 판매되는 배터리 전기 자동차의 범위가 증가하고 있고 고급 모델의 경우 자동차 가격이 10만 달러는 훌쩍 넘고 있다. 폭스바겐의 골프 E 또는 닛산의 리프와 같은 저렴한 모델이 있지만 전기 자동차는 여전히 화석 연료를 사용하는 동급 모델보다 훨씬 더 비싸다. ‘자동차 총수명주기 소유비용’은 정부 보조금과 전기 사용에 따라 다소 줄어든 것은 사실이지만, 이러한 인센티브가 향후에도 계속될 것이라는 보장은 없다.

- 수리 애로: 전기 자동차는 일반 자동차 샵에서 비용 대비 효율적으로 수리를 받을 수 없다. 유형과 모델에 관계없이 순수 전기 자동차는 안전 표준을 충족하기 위해 독점적인 유지 관리 및 서비스 절차에 의존해야 하고, 수리에 드는 비용 또한 크다.

- 과도한 무게: 테슬라 모델 X와 같은 일부 고급 모델에서는 배터리 팩의 무게만 1,000파운드 이상이다. 일반적인 전기 자동차의 무게는 4600파운드가 넘는데, 무거운 차량은 더 많은 타이어 마모, 더 많은 에너지 소비와 유지 보수, 더 많은 이산화탄소 발생을 의미한다.

- 저온 문제: 겨울이 더 춥고 많은 눈이 오는 지역인 경우, 배터리 소모가 일상적인 자동차 사용에도 큰 문제를 일으킬 수 있다. 혹독한 겨울 조건에 전기 자동차는 ‘주행 거리  감소’ 혹은 ‘주행 중단’의 사례가 보고되고 있다. 이 문제는 극한의 날씨 상황에서 생명을 위협할 수 있는 것이기도 하다.

- 낮은 최고 속도: 일부 모델을 제외하고, 대부분의 일반용 전기 자동차는 속도 제한이 있다. 폭스바겐 골프 B와 기아자동차의 소울 EV는 최고 속도가 100마일 이하로 제한되어 있다. 향후 이 문제가 기술적으로든 규제적으로든 해결될지 모르겠지만, 현재로서는 대중 시장에서 문제가 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

- 고속 주행에서의 높은 에너지 소비: 광고를 통해 현재 자동차 제조사들이 자랑하는 에너지 소비율은 평균 수치 또는 시내 주행 수치이다. 고속도로를 적용하면 그 수치는 훨씬 낮이지고 심한 경우 최대 50% 이상 효율이 떨어진다.

- 과적 상황(Heavy Loads)에서의 높은 에너지 소비: 배터리 팩이 아무리 강력하고 크더라도 과적 상황 조건에서 전기 자동차는 에너지가 빠르게 소모된다.

- 산업 분야의 혼란: 배터리 전기 자동차의 대량 채택은 자동차 이외의 다양한 산업 분야를 혼란에 빠뜨릴 수 있다. 2035년까지 내연 자동차를 퇴출시키겠다는 캘리포니아의 목표가 미국 전체로 확산된다고 가정하면, 광범위한 산업 분야에서 큰 혼란이 일어날 것이다. 엔진 부품, 연료 분사 시스템 등의 관련 제품 기업뿐만 아니라 화석 연료를 기반으로 존속하는 기업들이 모두 큰 영향을 받게 될 것이다. 수백 만 명의 실직에 따른 추가적인 사회 안전망 구축, 즉 실업에 대한 금전적 대책, 새로운 일자리를 만들고 교육을 시켜야 하는 사회적 비용도 고려해야 할 것이다. 물론 이러한 일이 갑자기 일어나지는 않겠지만, 충분한 준비와 타당성 검토가 반드시 선행되어야 한다.

- 자동차 제조사들의 고민: 일부 자동차 제조사의 경우 배터리 전기 자동차로의 전면적 전환을 홍보하고 있지만, 주요 제조사들이 모두 이러한 전환에 전적으로 동의한다고 볼 증거는 없다. 거의 모든 주요 자동차 제조사들이 라인업에 최소 한 대 이상의 전기 자동차를 보유하고 있지만, 전기 자동차로의 100% 전환에는 회의적일 수 있다. 특히 제3세계 국가와 시장을 보면 더욱 그렇다. 이러한 제3세계 국가와 시장은 전기 자동차를 실질적으로 사용할 수 없는 환경적 요인을 갖추고 있다. 세계 최대 시장인 중국조차 전기 자동차로의 전환을 야심차게 추진하고 있지만 실행 과정에서 큰 어려움을 겪고 있다.

위와 같은 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 전기 자동차는 각 국가와 정부의 적극적인 추진에도 불구하고 내연 자동차를 완전히 대체하는 데 상당한 시간과 노력을 필요로 하게 될 것이다. 산업의 대전환에는 경제적 이유뿐만 아니라 정치적 규제와 인센티브, 사회적 합의가 필요하기 때문이다.

이러한 추세를 감안할 때 우리는 향후 배터리 전기 자동차에 대해 다음과 같은 예측을 내려 본다.

첫째, 2030년까지 미국 내 각종 전기 자동차 판매가 신차 판매의 25% 이상을 차지할 것이다.

카구루스(CarGurus)의 미국 자동차 소유자 설문에 따르면 응답자의 30%는 5년 이내에, 52%는 10년 이내에 한 대 이상의 전기 자동차를 소유할 것으로 조사되었다. 이는 전 세계의 전기 자동차 시장 점유율 예측보다 높은 수치인데, 인구 통계적으로 미국의 자동차 소유자들이 대부분의 다른 선진 국가들의 자동차 소유자보다 더 젊기 때문이다. 결론적으로 미국은 전 세계 자동차 제조사들이 여전히 첨예하게 경쟁하는 세계 최대의 시장이 될 것이란 점이다.

둘째, 자동차 산업계의 전기 자동차 판매 목표 달성은 비용, 장기적 신뢰성, 소유, 물류. 환경과 직접적으로 관련된 여러 장벽을 극복하는 데 달려 있다.

바이든 행정부는 ‘2021 인프라 법안’을 통해 미국 내 50만 개의 충전소 구축에 자금을 지원함으로써 전기 자동차 채택의 가장 큰 장벽 중 하나를 해결할 계획이다. 그러나 그 외의 또 다른 장벽 또한 많이 남아 있다. 이러한 장벽은 정부 외 유관 산업계에 속한 모든 구성원들이 함께 고민하고 해결해야 할 것이다.

셋째, 향후 20년 동안 전기 자동차의 시장 점유율 목표를 달성하는 데 가장 큰 장벽은 배터리 생산에 필요한 자원에 있을 것이다.

캠브리지 대학 명예교수 마이클 켈리(Michael Kelly)의 연구에 따르면 2040년에 전 세계적으로 판매될 것으로 예상되는 6천만 대의 차세대 전기 자동차를 생산하려면 배터리를 제조하는 데만 다음과 같은 엄청난 양의 자원이 필요하다.

- 전 세계 연간 구리 생산량의 100% 이상
- 전 세계 연간 코발트 생산량의 400% 이상
- 전 세계 연간 탄산리튬 생산량의 150% 이상
- 전 세계 연간 네오디뮴 생산량의 200% 이상

2019년 전 세계 자동차 총판매 대수는 총 6,500만 대로 2040년까지 연간 1억 2,000만대로 증가할 것이다. 오늘날 전 세계 도로에는 12억 대의 차량이 있으며 2040년에는 16억 대에 이를 것으로 예상된다. 이러한 사실만 고려해도, 내연 기관 자동차를 배터리 전기 자동차로 모두 대체할 수 있을 만큼 채굴 가능한 광물 매장량이 세계에 충분하지 않음을 알 수 있다.

넷째, 2040년까지 전 세계 자동차의 3분의 1, 즉 5억 2,800만 대가 배터리 전기 자동차로 교체되면 전례 없는 폐기물 처리와 환경 위기가 등장할 것이다.

블룸버그는 2040년까지 전 세계 자동차의 33%, 즉 총 16억 대 중 5억 2,800만 대가 배터리 전기 자동차로 대체될 것으로 예측하고 있다. 이것이 실현되면, 5억 2,800만대의 전기 자동차에 전력을 공급하는 5,280억 파운드의 리튬 이온 배터리가 향후 수십 년 안에 폐기되어야 한다는 의미가 된다. 더욱이 전기 자동차 1대에 필요한 1,000파운드 배터리를 위해 약 50만 파운드의 광석이 채굴되어야 하는데, 세계 주요 광물 수출국인 콩고와 같은 국가에 대한 생태학적 영향은 상상할 수 없을 정도의 문제를 일으킬 수 있다.

다섯째, 환경에 대한 부정적 영향과 제한된 혜택을 감안할 때 배터리 전기 자동차는 2030년까지 연료 전지 전기 자동차를 포함한 새로운 우수한 솔루션들로 대체될 것이다.

80년대 아날로그 휴대 전화처럼 배터리 전기 자동차는 보다 고도화된 솔루션을 위한 준비 단계의 시장일 수 있다. 배터리 전기 자동차가 전 세계의 내연 기관 자동차를 모두 대체하는 데 완전하게 적합하다고 볼 수 없기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 솔루션들이 등장하고 있다. 지금까지 연료 전지 전기 자동차는 가압된 수소나 오염된 메탄올을 다루기 어려웠기 때문에 수용이 제한적이었다. 그러나 탄소가 없는 액체 암모니아를 효율적으로 제조하고 사용하는 등의 주요 돌파구들이 열리면서 보다 나은 솔루션으로 갈 수 있는 길이 열리고 있다. 예를 들어, 암모니아는 깨끗하고 운송이 쉬우며 오늘날의 가솔린 ​​기반 시설과도 거의 대부분 호환될 수 있다. 한편, 새로운 연료 전지 촉매로 기존의 백금 촉매와 관련된 높은 비용과 환경 문제들도 제거되고 있다.

Reference:
1. CFACT. May 21st, 2021. Ronald Stein. A bust to the EV growth projections may be in the making.
https://www.cfact.org/2021/05/21/schumer-force-feeding-electric-cars-2/#:~:text=SACRAMENTO%20%E2%80%93%20Governor%20Gavin%20Newsom%20today,passenger%20vehicles%20to%20be%20zero%2D

2. BloombergNEF. 2021. Colin McKerracher, et al. Electric Vehicle Outlook 2021.
https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook/

3. CarGurus. March, 2021. CarGurus. Electric Vehicle Sentiment Survey – United States.
https://go.cargurus.com/rs/611-AVR-738/images/CarGurus-US-2021-EV-survey.pdf

4. RealClearEnergy.com. February 10, 2021. David Ferris. Study Reveals EV Secret: They’re Driven Less.
https://www.realclearenergy.org/2021/02/10/study_reveals_ev_secret_theyre_driven_less_659608.html?utm_source=rcp-today&utm_medium=email&utm_campaign=mailchimp-newsletter&mc_cid=2a57637d30&mc_eid=3efd0e9c7d

5. OilPrice.com. May 03, 2021. Irina Slav. 18% Of EV Drivers In California Switched Back To Gasoline Cars.
https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/18-Of-EV-Drivers-In-CaliforniaSwitched-Back-To-Gasoline-Cars.html

6. Repairer Driven News. January 6, 2021. John Huetter. IHS Markit: SUVs, crossovers likely reached 50% market share; trucks probably hit 20%.
https://www.repairerdrivennews.com/2021/01/06/ihs-markit-suvs-crossovers-likely-reached-50-market-share-in-2020-truckshit-20/

7. CAPX. 8 June 2020. Professor Michael J Kelly. Until we Get a Proper Roadmap, Net-Zero is a Goel Without a Plan.
https://capx.co/until-we-get-a-proper-roadmap-net-zero-is-a-goal-without-a-plan/

이전

목록