리튬 이온 배터리를 탑재한 전기 자동차(BEV)는 2년 사용 후 화석 연료로 구동되는 내연 기관(ICE)에 비해 누적 이산화탄소(CO2) 배출량이 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 듀크 대학(미국)이 'PLOS Climate' 저널에 발표한 새로운 연구에서 나왔다.
미국에서는 교통 부문이 온실가스 배출량의 28%를 차지하며, 기후와 대기 질 문제를 해결하기 위해 전기 자동차 도입에 대한 여론이 점차 커지고 있으나 제조부터 운영까지 전체 수명 주기를 고려했을 때 리튬 이온 배터리가 실제로 환경에 더 이로운지에 대한 논란은 여전히 남아 있다.
새로운 연구에서 연구진은 GCAM(Global Change Analysis Model)을 사용하여 2050년까지 미국에서 전기 자동차 도입이 증가하는 4가지 시나리오에서 CO2와 대기 오염 물질 배출량을 평가했다. 분석에는 연료 생산, 배터리 제조, 차량 조립, 전기 및 가솔린 차량 운행으로 인한 배출이 포함되었다.
연구 결과에 따르면, 모든 수명 주기 요소를 고려했을 때 전기 자동차는 운행 후 처음 2년 동안 가솔린 자동차보다 30% 더 많은 CO2를 배출하는 것으로 나타났으며 가장 큰 초기 배출량은 리튬 추출 및 배터리 제조 공정에서 발생하는데, 이는 많은 에너지를 소모한다. 그러나 전기 자동차는 공공 도로에서 운행을 시작한 지 2년이 지나면서 가솔린 자동차에 비해 누적 배출량이 감소하기 시작하는 것으로 연구 결과 밝혀졌다.
또한 배터리 용량이 증가함에 따라 리튬 이온 배터리 1kWh가 추가될 때마다 2030년에는 평균 220kg의 CO2가 감소하고 2050년에는 127kg의 CO2가 감소한다. 대기 오염과 기후 변화의 영향을 모두 고려할 때, 내연 기관 차량이 수명 동안 일으키는 환경 피해의 경제적 가치는 현재 배터리 전기 자동차보다 2~3.5배 더 크다.
조사 저자는 "기후와 대기 질을 모두 고려하면 내연 기관을 장착한 차량은 전기 자동차보다 2~3배 더 많은 피해를 입힌다"고 요약하고 과학자들은 또한 미국 자동차 배터리의 주행 거리, 수명, 평균 크기에 관해 몇 가지 가정이 이루어졌다고 지적했다.
더욱이 이 연구는 전기 자동차 충전에 대한 증가하는 수요를 충족하는 데 필요한 인프라와 관련된 배출량을 고려하지 않았다. 그러나 그들은 화석 연료 사용 감소로 인해 전기 생산이 더 깨끗해짐에 따라 전기 자동차의 상대적 이점이 향후 수십 년 안에 증가할 것으로 예상된다고 결론지었다.
박민호 기자
리튬 이온 배터리를 탑재한 전기 자동차(BEV)는 2년 사용 후 화석 연료로 구동되는 내연 기관(ICE)에 비해 누적 이산화탄소(CO2) 배출량이 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 듀크 대학(미국)이 'PLOS Climate' 저널에 발표한 새로운 연구에서 나왔다.
미국에서는 교통 부문이 온실가스 배출량의 28%를 차지하며, 기후와 대기 질 문제를 해결하기 위해 전기 자동차 도입에 대한 여론이 점차 커지고 있으나 제조부터 운영까지 전체 수명 주기를 고려했을 때 리튬 이온 배터리가 실제로 환경에 더 이로운지에 대한 논란은 여전히 남아 있다.
새로운 연구에서 연구진은 GCAM(Global Change Analysis Model)을 사용하여 2050년까지 미국에서 전기 자동차 도입이 증가하는 4가지 시나리오에서 CO2와 대기 오염 물질 배출량을 평가했다. 분석에는 연료 생산, 배터리 제조, 차량 조립, 전기 및 가솔린 차량 운행으로 인한 배출이 포함되었다.
연구 결과에 따르면, 모든 수명 주기 요소를 고려했을 때 전기 자동차는 운행 후 처음 2년 동안 가솔린 자동차보다 30% 더 많은 CO2를 배출하는 것으로 나타났으며 가장 큰 초기 배출량은 리튬 추출 및 배터리 제조 공정에서 발생하는데, 이는 많은 에너지를 소모한다. 그러나 전기 자동차는 공공 도로에서 운행을 시작한 지 2년이 지나면서 가솔린 자동차에 비해 누적 배출량이 감소하기 시작하는 것으로 연구 결과 밝혀졌다.
또한 배터리 용량이 증가함에 따라 리튬 이온 배터리 1kWh가 추가될 때마다 2030년에는 평균 220kg의 CO2가 감소하고 2050년에는 127kg의 CO2가 감소한다. 대기 오염과 기후 변화의 영향을 모두 고려할 때, 내연 기관 차량이 수명 동안 일으키는 환경 피해의 경제적 가치는 현재 배터리 전기 자동차보다 2~3.5배 더 크다.
조사 저자는 "기후와 대기 질을 모두 고려하면 내연 기관을 장착한 차량은 전기 자동차보다 2~3배 더 많은 피해를 입힌다"고 요약하고 과학자들은 또한 미국 자동차 배터리의 주행 거리, 수명, 평균 크기에 관해 몇 가지 가정이 이루어졌다고 지적했다.
더욱이 이 연구는 전기 자동차 충전에 대한 증가하는 수요를 충족하는 데 필요한 인프라와 관련된 배출량을 고려하지 않았다. 그러나 그들은 화석 연료 사용 감소로 인해 전기 생산이 더 깨끗해짐에 따라 전기 자동차의 상대적 이점이 향후 수십 년 안에 증가할 것으로 예상된다고 결론지었다.
박민호 기자