연비경쟁 자동차 "가볍게 더 가볍게"

연비경쟁 자동차 "가볍게 더 가볍게"

자동차업계, 신소재 적용 車 속속 개발

전세계 자동차업계가 ‘연비 전쟁’에 빠졌다. 최근 하락세이긴 해도 고유가 시대가 열린 게 가장 큰 배경이다. 소비자 선택 시 ‘좋은 차’ 조건에 연비가 우선적으로 꼽힌 건 최근 일이다. 고효율성을 요구하게 된 다른 이유는 역설적으로 차가 무거워졌기 때문이다. 안전·편의성 요구 수준이 날이 갈수록 높아지면서 여러 기능들이 채택된 결과다. 자동차산업에서 ‘나무’를 지나 100여년간 지속한 ‘철의 시대’가 20여년 전부터 알루미늄과 마그네슘, 탄소섬유 등 좀더 가볍고 새로운 소재의 도전을 받고 있다. 친환경성을 이유로 저연비 차량의 판매를 옥죄는 각국의 규제도 연비 전쟁을 부추긴다.

9일 LG경제연구원에 따르면 과거 1800㎏을 넘었던 승용차 평균 무게는 1970년대 1·2차 석유파동 이후 가벼워지더니 1980년대 1450㎏까지 낮아졌다. 

1990년대 차량 자동화와 스포츠유틸리티차량(SUV) 판매가 늘면서 다시 무거워지더니 최근 평균 무게는 1900㎏을 넘어섰다.

국산차의 대표 모델인 현대차 쏘나타(2.0L 가솔린 자동변속기 기준)의 경우 1993년 출시된 3세대 모델(쏘나타II)의 무게는 1280㎏인데, 20여년이 지나 올해 출시된 7세대 쏘나타(LF)는 1460㎏으로 180㎏이나 늘었다. 급제동 경보시스템(ESS), 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 차선이탈 경보시스템(LDWS) 등 20여년 전에 없다가 추가된 기능들은 부지기수다.

쏘나타의 경쟁상대인 일본 도요타의 캠리는 1982년 출시된 2세대 모델(2.0L 가솔린 자동변속기 기준)의 무게가 1180㎏이었는데 1990년 4세대 1220㎏을 거쳐 30여년이 흐른 2012년 7세대 모델(2.5L)의 무게는 1485㎏으로 뛰었다. 쏘나타나 캠리보다 작은 도요타 코롤라도 1992년 무게가 1090㎏까지 낮아졌다가 지난해 1255㎏으로 무거워졌고, 올해 모델은 1300㎏으로 올랐다.

연비경쟁 자동차 "가볍게 더 가볍게"

차량 무게 증가 외에 환경오염이 덜한 차만 팔 수 있도록 각국의 자동차 정책이 급변한 것도 고연비 차 시대를 재촉하고 있다. 가장 대표적인 게 미국의 ‘기업평균연비’(CAFE)와 유럽연합(EU)의 ‘자동차 배기가스 배출 규제안’이다. 

CAFE는 연비를 규제해 환경오염물질 배출을 통제하는데, 이미 시행 중이지만 초기 규제 기준이 낮아 현실로 다가올 정도는 아니었다. 하지만 내년 이후 연비규제 기준이 급격히 상향된다. 

2025년까지 23.2 ㎞/L를 넘어야 하고, 미국 CAFE보다 강한 EU 규제안 기준의 이산화탄소 배출량을 연비로 환산하면 2020년까지 33.1㎞/L를 달성해야 한다. 중국도 2020년까지 20.3㎞/L를 기준으로 연도별 연비 기준을 올리고 있고, 우리나라도 2020년까지 24.3㎞/L를 달성하도록 규제할 방침이다.

이처럼 각종 안전·편의 장치 추가로 무게는 느는데 연비 기준은 강화되고 있다. 업계로서도 엔진 배기량을 낮추되 출력을 유지하거나 높이는 ‘다운사이징’은 할 만큼 했다. 한때 3L 이상 고배기량 엔진을 단 세단이 각광받았지만 요즘에는 SUV에도 2L 이하급 엔진이 장착된다. 

업계는 변속기를 개선해 효율을 올리거나 정차 시 엔진을 멈춰 연료 소비를 줄이는 스타트스톱 시스템을 채택하고, 공기저항을 줄이는 등의 노력으로 연비 전쟁에 대처하고 있지만 개선 효과는 크지 않다.

연비경쟁 자동차 "가볍게 더 가볍게"

차 전체 무게의 35∼40%를 차지하는 차체에 쓰일 경량화 소재에 업계가 눈을 돌리는 배경인데, 최근 각국의 환경규제에서 벗어나 있고 오히려 보조금 지급 등 장려대상인 친환경차들이 경량화 확대를 이끌고 있다. ‘짧은 주행거리‘가 단점이던 전기차(EV), 수소연료전지차(FCEV) 등이 대용량 배터리와 고압 연료통 등의 무게를 감당하기 위해 극단적인 소재 선택으로 경량화를 주도하고 있는 것.

테슬라의 ‘모델S’는 알루미늄을, BMW i3는 알루미늄과 탄소섬유복합재료를 적용해 무게를 250㎏ 이상 줄였다. 

오는 15일 출시하는 도요타의 FCEV ‘미라이’의 수소탱크 등에는 탄소섬유가 쓰이는 등 친환경차들이 앞다퉈 고가의 경량화 소재를 채택하고 있다.