일반적으로 전기 자동차는 구입 초기보다 사용 후 2년이 지나면 누적 이산화탄소 배출량이 감소하는 것으로 알려졌다.
미국 듀크 대학의 판카즈 사다바르테와 연구진들이 이번 주 오픈 액세스 저널 PLOS Climate에 발표한 새로운 연구에 따르면, 리튬 이온 배터리 전기 자동차(BEV)는 2년 동안 사용하면 화석 연료로 구동되는 내연 기관(ICE) 차량에 비해 누적 이산화탄소(CO₂) 배출량이 감소하는 것으로 나타났다.
운송 부문은 미국 온실가스 배출량의 28%를 차지하며, 기후 및 대기질 문제 해결을 위해 전기차 도입에 대한 공감대가 점차 커지고 있으나, 현재 진행중인 논쟁은 리튬 이온 배터리가 제조 및 운영 주기 전반을 고려할 때 진정으로 친환경적인지에 대한 것이다.
새로운 연구에서 연구진은 GCAM(Global Change Analysis Model) 통합 평가 모델을 사용하여 2050년까지 미국에서 전기 자동차 도입이 증가하는 4가지 시나리오에서 CO₂ 및 대기 오염 물질 배출량을 평가했으며 분석에는 연료 생산, 배터리 제조, 차량 조립 및 전기 및 가솔린 구동 모두에서 발생하는 배출량이 포함되었다.
이 연구는 모든 수명주기 요소를 고려할 때, 전기 자동차는 운행 첫 2년 동안 가솔린 차량보다 30% 더 많은 CO₂를 배출한다는 결론을 내렸고 가장 큰 초기 배출량은 에너지 집약적인 리튬 추출 및 배터리 제조 공정에서 발생한다. 그러나 공공 도로에서 운행 2년 후, 전기 자동차는 가솔린 차량에 비해 누적 배출량이 감소하기 시작한다. 또한, 시간이 지남에 따라 배터리 전력이 증가함에 따라 리튬 이온 배터리 전력 1kWh가 추가될 때마다 2030년에는 평균 220kg의 CO₂가, 2050년에는 127kg의 CO₂가 감소하며 대기 오염과 기후 변화의 영향을 모두 고려할 때, 내연 기관 차량이 수명 동안 초래하는 환경 피해의 경제적 가치는 현재 배터리 전기 자동차의 2~3.5배에 이른다.
공동 저자인 드류 신델은 이렇게 요약하고 있다. "기후와 대기 질을 고려할 때 내연 기관 차량은 전기 차량보다 약 2~3배 더 많은 피해를 입힙니다." 저자들은 미국 승용차의 주행 거리, 차량 수명, 그리고 평균 배터리 크기에 대해 여러 가지 가정이 이루어졌다고 지적한다.
더욱이, 이 연구는 증가하는 전기 충전 수요를 충족하는 데 필요한 인프라와 관련된 배출량을 고려하지 않았으나 저자들은 화석 연료 사용 감소를 통해 전기 생산이 더욱 청정해짐에 따라 배터리 전기 자동차(BEV)의 상대적 이점이 향후 수십 년 동안 증가할 것이라고 결론지었다.
주저자 판카즈 사다바르테는 다음과 같이 덧붙였다. "저희 연구는 화석 연료 차량에서 배터리 전기차(BEV)로 전환하면 시간이 지남에 따라 기후와 대기 질을 크게 개선할 수 있음을 보여준다.
BEV는 배터리 추출 및 생산으로 인해 수명 주기 전반에 걸쳐 초기에는 배출량이 더 높지만, 지구 변화 분석 모델을 사용한 저희 분석 결과, BEV가 내연기관 차량보다 빠르게 성능을 향상시켜 이산화탄소 배출량과 유해 대기 오염 물질을 줄이는 것으로 나타났으며, 미국 전력망이 더욱 청정해짐에 따라 BEV의 경제적, 환경적 이점은 더욱 커질 것입니다."
박민호 기자
일반적으로 전기 자동차는 구입 초기보다 사용 후 2년이 지나면 누적 이산화탄소 배출량이 감소하는 것으로 알려졌다.
미국 듀크 대학의 판카즈 사다바르테와 연구진들이 이번 주 오픈 액세스 저널 PLOS Climate에 발표한 새로운 연구에 따르면, 리튬 이온 배터리 전기 자동차(BEV)는 2년 동안 사용하면 화석 연료로 구동되는 내연 기관(ICE) 차량에 비해 누적 이산화탄소(CO₂) 배출량이 감소하는 것으로 나타났다.
운송 부문은 미국 온실가스 배출량의 28%를 차지하며, 기후 및 대기질 문제 해결을 위해 전기차 도입에 대한 공감대가 점차 커지고 있으나, 현재 진행중인 논쟁은 리튬 이온 배터리가 제조 및 운영 주기 전반을 고려할 때 진정으로 친환경적인지에 대한 것이다.
새로운 연구에서 연구진은 GCAM(Global Change Analysis Model) 통합 평가 모델을 사용하여 2050년까지 미국에서 전기 자동차 도입이 증가하는 4가지 시나리오에서 CO₂ 및 대기 오염 물질 배출량을 평가했으며 분석에는 연료 생산, 배터리 제조, 차량 조립 및 전기 및 가솔린 구동 모두에서 발생하는 배출량이 포함되었다.
이 연구는 모든 수명주기 요소를 고려할 때, 전기 자동차는 운행 첫 2년 동안 가솔린 차량보다 30% 더 많은 CO₂를 배출한다는 결론을 내렸고 가장 큰 초기 배출량은 에너지 집약적인 리튬 추출 및 배터리 제조 공정에서 발생한다. 그러나 공공 도로에서 운행 2년 후, 전기 자동차는 가솔린 차량에 비해 누적 배출량이 감소하기 시작한다. 또한, 시간이 지남에 따라 배터리 전력이 증가함에 따라 리튬 이온 배터리 전력 1kWh가 추가될 때마다 2030년에는 평균 220kg의 CO₂가, 2050년에는 127kg의 CO₂가 감소하며 대기 오염과 기후 변화의 영향을 모두 고려할 때, 내연 기관 차량이 수명 동안 초래하는 환경 피해의 경제적 가치는 현재 배터리 전기 자동차의 2~3.5배에 이른다.
공동 저자인 드류 신델은 이렇게 요약하고 있다. "기후와 대기 질을 고려할 때 내연 기관 차량은 전기 차량보다 약 2~3배 더 많은 피해를 입힙니다." 저자들은 미국 승용차의 주행 거리, 차량 수명, 그리고 평균 배터리 크기에 대해 여러 가지 가정이 이루어졌다고 지적한다.
더욱이, 이 연구는 증가하는 전기 충전 수요를 충족하는 데 필요한 인프라와 관련된 배출량을 고려하지 않았으나 저자들은 화석 연료 사용 감소를 통해 전기 생산이 더욱 청정해짐에 따라 배터리 전기 자동차(BEV)의 상대적 이점이 향후 수십 년 동안 증가할 것이라고 결론지었다.
주저자 판카즈 사다바르테는 다음과 같이 덧붙였다. "저희 연구는 화석 연료 차량에서 배터리 전기차(BEV)로 전환하면 시간이 지남에 따라 기후와 대기 질을 크게 개선할 수 있음을 보여준다.
BEV는 배터리 추출 및 생산으로 인해 수명 주기 전반에 걸쳐 초기에는 배출량이 더 높지만, 지구 변화 분석 모델을 사용한 저희 분석 결과, BEV가 내연기관 차량보다 빠르게 성능을 향상시켜 이산화탄소 배출량과 유해 대기 오염 물질을 줄이는 것으로 나타났으며, 미국 전력망이 더욱 청정해짐에 따라 BEV의 경제적, 환경적 이점은 더욱 커질 것입니다."
박민호 기자