[환경일보] 전기차 충전 방식에 대해 불편함을 느껴본 적 있는가? 현재 전기차는 완속 충전 시 약 4~5시간, 급속 충전도 최소 20분 이상 소요된다. 또한 충전소에서 화재가 발생하거나 충전 대기 시간이 길어지는 등 문제들이 있다. 이에 대한 해결책으로 최근 주목받고 있는 것이 바로 배터리 교체형 전기차다.

이 방식은 충전이 아닌 배터리 자체를 교환해 즉시 완충된 상태로 차량을 사용할 수 있도록 해준다. 중국의 니오(NIO)는 이미 2400개의 배터리 교체 스테이션을 운영 중이며, 현대자동차도 이 기술을 도입해 국내 실증 사업을 준비하고 있다.

배터리 교체형 전기차는 많은 장점이 있는데, 첫 번째 장점은 충전 시간을 대폭 단축할 수 있다는 것이다. 배터리 교환 방식은 미리 충전된 배터리를 5분 이내에 교체할 수 있어, 기존 전기차 충전 방식에서의 긴 대기 시간을 크게 줄인다. 이는 전기차 사용자들의 충전 스트레스를 크게 완화시켜 줄 수 있는 부분이다.

두 번째로, 전기차의 초기 구매 비용을 절감할 수 있다는 점이다. 현재 전기차 배터리는 차량 가격에서 큰 비중을 차지한다. 자동차 가격의 약 40%를 차지하는데, 배터리 교환형 시스템에서는 배터리 구매를 제외한 차량만 구매할 수 있어 소비자들의 초기 부담이 감소한다. 더불어 니오는 배터리팩을 구독 형태로 제공해 사용자들이 필요에 따라 적절한 용량의 배터리를 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. 예를 들어, 운행 거리에 맞춰 저용량 혹은 고용량 배터리를 선택해 경제적으로 전기차를 운용할 수 있다.

그리고 배터리 관리가 쉽다는 점이다. 배터리가 차량에 고정된 기존 방식에서는 배터리 상태를 사용자가 개별적으로 확인하고 관리해야 하는 어려움이 있었지만, 배터리 교환형 시스템에서는 교환소에서 배터리를 주기적으로 관리하고 성능을 최적화한다. 이를 통해 배터리의 수명을 연장하고 성능 저하를 예방할 수 있어 전기차 유지 관리가 더욱 간편해진다.

그러나 배터리 교체형 전기차에도 여러 도전 과제가 있다. 첫째, 배터리 표준화 문제가 있다. 한국에는 현대자동차뿐만 아니라 다양한 전기차 제조사가 있는데, 이들 각각이 다른 배터리 규격을 채택할 경우 하나의 교환소에서 모든 전기차가 배터리를 교환할 수 없게 될 수 있다. 이는 배터리 교환소의 확산과 이용에 큰 제약이 될 수 있는 문제다.

또한, 배터리 교환소 설치 비용도 문제다. 현재 한 개의 배터리 교환소 설치 비용은 약 3억원이 넘는다고 한다. 반면, 전기차 충전소는 약 4000만원에서 1억원 정도의 비용이 든다. 이러한 설치 비용 차이로 인해 배터리 교환형 인프라 구축이 쉽지 않다는 점은 경제적인 부담을 가중한다.

세 번째 문제는 안전성이다. 배터리 교체 과정에서 배터리가 주행 중 떨어지거나, 배터리의 마모로 인해 누전 또는 접촉 불량이 발생할 가능성도 제기되고 있다. 실제로 중국에서 배터리가 도로 위에 떨어진 사례도 보고된 바 있다. 이러한 문제들은 배터리 교체 방식이 확산하기 위해 해결해야 할 중요한 과제다.

배터리 교체형 전기차의 개념은 최근의 것이 아니다. 이스라엘의 프로젝트 ‘베터 플레이스(Project Better Place)’가 처음 시도했으나, 반자동 시스템의 복잡성과 경제적 어려움 탓에 실패했다. 이후 테슬라가 2013년 생방송을 통해 배터리 교환의 빠른 속도를 시연했지만, 이 역시 중단됐다. 그러나 중국의 니오는 배터리 교체형 시스템을 발전시켜 현재 세계에서 가장 많은 배터리 교환 스테이션을 운영 중이다. 

한국에서도 현대자동차가 배터리 교체형 전기차 도입을 추진하고 있다. 국토교통부의 실증 특례 통과를 기다리고 있으며, 상업용 차량인 택시를 중심으로 먼저 도입할 예정이다. 하지만 대중적인 확산 여부는 아직 불확실하다. 배터리 표준화 문제와 높은 설치 비용, 안전성 등의 문제를 해결해야 하기 때문이다. 배터리 교체형 전기차의 도입이 국내에서 성공적으로 이뤄질지, 앞으로의 발전을 지켜봐야 할 것이다.

<글 / 대학생신재생에너지기자단 김대건 andygun12126@gmail.com>