1. 개요
과거부터 전기차는 만들기 쉬운 기술이라는 이야기를 종종 들어왔다.
내연기관 자동차에는 복잡한 엔진과 변속기가 필요하지만, 전기차는 전기모터로 바퀴를 움직이기 때문에 구조적으로 단순하다는 것이다.
물론 이러한 설명이 완전히 틀렸다고 생각하지는 않는다. 전기모터를 이용한 구동계가 내연기관보다 기계적으로 단순한 측면이 있다는 것은 사실이니까.
하지만 여기에서 한 가지 의문이 생긴다.
구동계의 구조가 단순하다는 이유만으로 전기차라는 기술 전체가 쉽다고 평가할 수 있을까?
나는 그렇지 않다고 생각한다.
전기차에는 전기모터만 필요한 것이 아니다. 전기에너지를 충분히 저장할 배터리와 이를 제어하는 기술, 안전성과 내구성을 확보하기 위한 수많은 공학적 요소가 필요하다.
무엇보다 전기차는 오늘날 갑자기 등장한 기술도 아니다. 이미 100년도 더 전에 만들어졌던 자동차이며, 오랜 기간 내연기관 자동차와 경쟁하지 못했던 기술이기도 하다.
그런데 사람들은 과거에도 만들었던 기술이라는 이유로 오히려 전기차를 쉽게 평가하기도 한다.
나는 이러한 시선이 그동안 기술을 발전시켜 온 수많은 공학자들의 노력을 지나치게 가볍게 보는 것은 아닌가 하는 생각이 들었다.
그리고 이 문제는 미래의 에너지로 이야기되는 수소 기술을 바라보는 시선과도 연결된다고 생각한다.
2. 본문
2.1. 100년 전에도 존재한 전기차, 쉬운 기술이었을까?
전기차의 역사는 생각보다 오래되었다.
19세기에 이미 전기를 이용한 자동차가 등장했고, 1900년 무렵에는 미국에서 전기차가 상당한 인기를 얻기도 했다.
그런데 이후 자동차 시장의 주도권은 내연기관 자동차가 가져가게 된다.
그 이유를 단순히 기술적 우열만으로 설명하기는 어렵다. 내연기관 자동차는 대량생산으로 가격을 낮추었고, 석유를 이용한 연료 공급망이 확대되면서 장거리 운행에도 유리한 조건을 갖추게 되었다.
반면 당시 전기차는 배터리의 성능과 가격, 주행거리와 충전 환경에서 한계를 가지고 있었다.
여기에서 나는 중요한 차이가 있다고 생각한다.
어떤 기술을 실제로 구현할 수 있다는 것과, 그 기술을 사람들이 충분히 유용하게 사용할 수 있도록 발전시키는 것은 전혀 다른 문제다.
전기모터로 바퀴를 움직이게 하는 것은 가능했지만, 내연기관 자동차만큼 먼 거리를 이동하고 짧은 시간에 에너지를 보충하며 경제적으로 사용할 수 있는 자동차를 만드는 것은 어려웠던 것이다.
나는 전기차가 오늘날의 경쟁력을 확보하기까지 오랜 시간이 필요했던 이유도 여기에 있다고 생각한다.
물론 기술개발에 투자할 자본과 산업적 유인이 충분하지 않았던 시기도 있었을 것이다. 이미 내연기관이라는 유용한 대안이 존재했으니 말이다.
하지만 그러한 환경까지 포함해서 기술의 발전을 생각해야 한다.
과거에 구현된 적이 있다는 이유로 기술이 쉽다고 평가하는 것은, 그 기술이 실용적인 수준에 도달하기까지 해결해야 했던 문제들을 무시하는 것과 다르지 않다고 생각한다.
2.2. 배터리를 제외하고 전기차가 쉽다고 말할 수 있을까?
내가 전기차를 쉬운 기술이라고 부르는 표현에 동의하기 어려운 가장 큰 이유는 배터리 기술 때문이다.
전기차의 구동계가 상대적으로 단순하다는 것은 인정할 수 있다. 하지만 전기차에서 배터리를 제외하고 기술적 난이도를 논의하는 것이 과연 타당할까?
내연기관 자동차에서 엔진을 제외한 채 자동차를 만드는 일은 쉽다고 주장한다면 이상하게 느껴질 것이다.
전기차도 마찬가지라고 생각한다.
배터리는 전기차의 주행거리와 차량 중량, 충전시간, 가격, 수명, 안전성에 영향을 미치는 핵심 요소다.
단순히 많은 전기를 저장하는 것으로 끝나는 것도 아니다.
충전과 방전을 반복하면서 성능을 유지해야 하고, 다양한 온도에서도 안정적으로 작동해야 하며, 충돌이나 고장 상황에서도 안전성을 확보해야 한다.
여기에 배터리 관리 시스템과 열관리 기술, 대량생산에 따른 품질관리까지 고려해야 한다.
그렇다면 이것이 정말 쉬운 기술이라고 할 수 있을까?
물론 오늘날 자동차 제조사는 다른 기업이 생산한 배터리를 구매해서 사용할 수 있다.
하지만 이미 개발된 기술을 구매할 수 있다는 사실이 그 기술을 개발하는 일이 쉬웠다는 의미는 아니다.
오히려 수많은 연구자와 공학자가 오랜 기간 기술을 발전시켰기 때문에 다른 기업이 완성된 부품을 구매할 수 있게 된 것이 아닐까?
그리고 배터리를 구매한다고 해서 자동차 제조사가 해결해야 할 문제가 모두 사라지는 것도 아니다.
결국 전기차는 특정 부품 하나가 아니라 화학, 재료, 전기전자, 기계, 제어, 소프트웨어 등 여러 공학 분야의 성과가 결합된 산업적 결과물이다.
이러한 축적을 당연한 것으로 받아들이면서 전기차는 쉬운 기술이라고 말하는 것은 지나친 단순화라고 생각한다.
2.3. 기술은 기존의 유용함을 넘어설 수 있어야 한다
나는 기술 발전의 어려움을 생각할 때 단순히 새로운 물건을 만들어 내는 것보다 기존 기술의 유용함을 넘어서는 일이 중요하다고 본다.
내연기관은 오랫동안 자동차의 동력원으로 사용되면서 높은 수준의 기술적 완성도를 확보했다.
차량의 가격과 주행거리, 연료 보급, 내구성과 정비체계까지 여러 요소가 함께 발전해 왔다.
그렇다면 전기차는 단순히 움직일 수 있다는 사실만으로 내연기관을 대체할 수 없었을 것이다.
사람들이 기존 자동차 대신 전기차를 선택할 만한 이유가 필요했기 때문이다.
그리고 그 이유를 만들어 내기 위해 배터리 성능과 충전기술, 전력전자와 차량 제어기술이 함께 발전해야 했다.
물론 내연기관 역시 결코 쉬운 기술이 아니다.
오랜 기간 수많은 공학자가 연소 효율과 배기가스, 내구성과 생산비용 등의 문제를 해결해 왔다.
전기차의 발전을 높이 평가한다고 해서 내연기관 기술의 성과를 낮게 평가할 필요는 없는 것이다.
내가 중요하게 생각하는 것은 어느 기술이 더 어렵다는 단순한 순위가 아니다.
기술은 그 자체로 가능하다는 이유만으로 산업적 가치를 얻는 것이 아니라, 기존의 대안보다 충분히 유용해질 때 비로소 널리 사용될 수 있다는 점이다.
이 기준에서 보면 전기차의 오랜 발전 과정은 공학적 난이도가 낮았다는 증거가 아니라, 오히려 실용화까지 얼마나 많은 기술적 축적이 필요했는지를 보여주는 사례라고 생각한다.
2.4. 전기차는 지구에서만 사용하는 기술일까?
한편 나는 전기차 기술이 반드시 지구에서만 사용되는 기술은 아니라고 생각한다.
일론 머스크가 전기차 사업과 우주개발 사업을 함께 추진하는 모습을 보면서 이러한 생각을 하게 되었다.
물론 테슬라의 전기차 기술을 발전시키는 목적 자체가 우주 문명 건설이라고 단정할 수는 없다.
하지만 장기적으로 인류가 우주에서 활동하는 범위가 넓어진다면 전기 구동 기술은 중요한 역할을 할 수 있다고 생각한다.
지구에서 사용하는 일반적인 내연기관은 연료를 연소시키기 위해 대기 중의 산소를 필요로 한다.
반면 달과 같이 대기가 거의 없는 환경에서는 일반적인 내연기관을 그대로 사용하기 어렵다.
산화제를 별도로 공급하는 연소기관을 만들 수는 있겠지만, 그만큼 추가적인 설비와 자원이 필요할 것이다.
전기모터는 이러한 연소 과정 없이 전기에너지를 운동에너지로 바꿀 수 있다.
실제로 과거 아폴로 달 탐사에서도 전기 구동 차량이 사용되었고, 화성 탐사 차량 역시 전기에너지를 이용해 움직이고 있다.
물론 우주에서 전기를 어떻게 생산하고 저장할 것인가라는 문제는 여전히 남아 있다.
그럼에도 전기 구동 기술은 다양한 환경에서 활용할 수 있는 가능성을 가지고 있다는 점에서 흥미롭다.
나는 전기차의 가치를 현재 지구에서 사용하는 자동차의 관점으로만 제한해서 평가할 필요는 없다고 생각한다.
2.5. 수소 시대는 정말 올 것인가?
전기차와 함께 미래의 에너지 기술로 자주 언급되는 것이 수소다.
나는 수소가 중요한 기술이라는 점을 부정하지 않는다. 하지만 수소가 앞으로 사회 전반의 주력 에너지 운반체가 될 것이라는 전망에는 다소 회의적인 생각을 가지고 있다.
가장 큰 이유는 이미 존재하는 대체 기술과 인프라 때문이다.
과거 내연기관 자동차가 경쟁력을 확보할 수 있었던 배경에는 석유라는 에너지원과 연료 공급망이 있었다.
반면 현대사회에는 이미 광범위한 전력망이 구축되어 있다.
이런 상황에서 수소를 운송수단의 연료로 사용하려면 수소를 생산하고 저장하며 운송하는 시설뿐 아니라 별도의 충전 인프라도 필요하다.
수소연료전지차는 짧은 시간에 연료를 보충할 수 있다는 장점이 있다.
배터리 전기차의 충전시간이 상대적으로 길다는 점을 생각하면 분명 유용한 특징이다.
하지만 그 장점을 얻기 위해 해결해야 하는 공학적 과제가 적지 않다.
수소 저장탱크와 연료전지, 수소의 생산과 운송, 충전시설을 모두 고려해야 하며 에너지를 변환하는 과정에서도 손실이 발생한다.
일반 승용차라면 이러한 추가적인 기술과 인프라가 제공하는 이익이 충분한 것인지 의문이 생긴다.
그나마 가능성이 있다고 생각했던 분야는 대형 트럭과 같은 상업용 운송수단이었다.
긴 운행거리와 높은 가동률이 중요하고, 충전시간이 운송비용에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
그러나 이 분야 역시 배터리의 성능과 고속충전 기술이 발전하면서 수소만의 장점이 얼마나 유지될지는 지켜봐야 한다고 생각한다.
수소가 기술적으로 가능하다는 사실만으로 미래의 주력 운송수단이 될 것이라고 이야기하기는 어렵다는 것이다.
2.6. 에너지 저장에서도 수소가 주력이 될 수 있을까?
수소를 단순한 운송수단의 연료가 아니라 에너지 저장 매체로 생각할 수도 있다.
전기가 남을 때 수소를 생산해 저장하고, 필요할 때 다시 전기로 바꾸어 사용하는 방식이다.
하지만 나는 이 방법이 전력 저장의 주력이 될 것이라는 생각에도 회의적이다.
이미 배터리를 이용한 ESS가 존재하고, 물을 높은 곳으로 끌어올려 위치에너지로 저장하는 양수발전 같은 기술도 있기 때문이다.
물론 각각의 기술에는 한계가 있다.
양수발전은 적합한 지형과 시설이 필요하고, 배터리 역시 저장 용량과 비용, 장기간 저장에서 고려해야 할 문제가 있다.
수소는 특정한 조건에서 대규모 또는 장기간 에너지 저장에 활용될 가능성이 있을 것이다.
하지만 전기를 수소로 전환하고 다시 전기를 생산한다면 그 과정에서 상당한 에너지 손실이 발생한다.
나는 에너지 저장이라는 행위 자체가 결국 생산과 소비의 불균형을 조절하기 위한 버퍼 역할이라고 생각한다.
그렇다면 가능한 경우 발전량이나 소비 시점을 조절하고, 기존의 효율적인 저장수단을 활용하는 것이 더 합리적일 수도 있다.
물론 손실이 존재한다고 해서 어떤 저장 기술이 반드시 비경제적인 것은 아니다. 저장시설의 비용과 저장 기간, 전력 공급의 안정성까지 고려해야 하기 때문이다.
그럼에도 새로운 기술을 사용한다는 이유만으로 더 많은 에너지 손실과 설비 비용을 감수할 필요는 없다고 생각한다.
수소를 액화하거나 다른 물질로 전환하여 운송하는 방법도 있지만, 그 과정에서도 추가적인 설비와 에너지가 필요하다.
LNG와 비슷하게 극저온 저장과 운송의 어려움이 존재하며, 수소를 암모니아로 전환하는 경우에도 생산과 활용 과정의 문제를 해결해야 한다.
이러한 점을 생각하면 수소가 모든 에너지 문제를 해결하는 만능 수단이 되기는 어렵다고 본다.
반면 철강과 화학산업처럼 수소라는 물질 자체가 필요한 분야에서는 이야기가 다르다.
수소를 반드시 전기로 다시 전환해야 하는 것이 아니라, 원료나 환원제로서 직접 활용할 수 있기 때문이다.
나는 수소의 미래가 모든 에너지 사용처를 대체하는 방향보다는, 수소만이 가진 유용함이 분명한 산업에 집중되는 방향이 더 자연스럽다고 생각한다.
2.7. 얕잡히는 공학자들, 기술의 가치는 누가 평가하는가?
전기차와 수소 기술에 관해 생각하다 보니 결국 공학 기술을 바라보는 사회의 시선으로 돌아오게 되었다.
나는 사람들이 기술을 평가하면서 그 기술이 만들어지기까지의 시간과 자본, 시행착오를 충분히 고려하지 않는 경우가 있다고 생각한다.
완성된 제품은 누구나 볼 수 있다.
하지만 그 제품이 등장하기까지 얼마나 많은 실험과 실패가 있었고, 어떤 기술적 한계를 극복해야 했는지는 쉽게 드러나지 않는다.
전기차의 구동계가 상대적으로 단순하다는 이유로 전기차가 쉬운 기술이라고 평가하는 것도 이러한 문제의 한 사례라고 생각한다.
반대로 아직 해결해야 할 문제가 많은 수소 기술에 대해서는 미래에 모든 문제가 해결될 것처럼 지나치게 낙관적인 기대를 가지기도 한다.
한쪽은 이미 완성된 기술을 너무 쉽게 평가하고, 다른 한쪽은 아직 완성되지 않은 기술의 어려움을 너무 쉽게 극복할 수 있을 것이라고 생각하는 셈이다.
나는 이러한 태도가 공학자들의 노력과 산업적인 성과를 충분히 이해하지 못한 데서 비롯되는 측면이 있다고 본다.
그리고 한국 사회에서는 언론의 기술 보도 방식 역시 이러한 인식에 영향을 미친다고 느낀다.
물론 모든 언론이 기술을 가볍게 평가한다고 말할 수는 없다. 다만 기술의 결과나 시장 전망에 비해, 그 기술이 실제로 해결해야 하는 공학적 과제는 충분히 설명되지 않는 경우가 있다는 것이 나의 생각이다.
과거 조선시대에도 기술을 담당하는 사람들의 사회적 지위가 상대적으로 제한되었던 측면이 있었다.
그것이 오늘날의 인식으로 그대로 이어졌다고 단정할 수는 없지만, 기술의 필요성을 인정하는 것과 기술자를 존중하는 것이 반드시 일치하지는 않는다는 점을 생각하게 한다.
현대사회에서는 돈이 가치를 평가하는 중요한 수단이기도 하다.
어떤 기술에 자본이 투자되고, 기술을 개발한 사람들에게 어떤 보상이 돌아가는가 역시 그 기술에 대한 사회적 평가를 보여주는 요소일 것이다.
하지만 그러한 보상과 투자 방향을 결정하는 데에는 공학자뿐 아니라 기업의 경영진, 투자자, 소비자와 사회제도 등이 영향을 미친다.
기술을 직접 개발하지 않는 사람들이 그 가치를 평가하고 자원의 배분을 결정하는 부분이 상당하다는 것이다.
나는 이것 자체가 잘못이라고 생각하지는 않는다. 기술 역시 사회에 유용한 가치를 제공해야 하고, 한정된 자원을 어떻게 사용할지에 대한 판단도 필요하기 때문이다.
다만 그 판단에서 공학적 어려움과 기술의 축적 과정이 지나치게 가볍게 취급되어서는 안 된다고 생각한다.
3. 마무리
전기차는 쉬운 기술일까?
전기모터를 이용한 구동계가 내연기관보다 상대적으로 단순한 것은 사실이다.
하지만 나는 그것만으로 전기차 기술 전체가 쉽다고 말할 수는 없다고 생각한다.
전기차가 오늘날 내연기관 자동차와 경쟁할 수 있게 된 것은 배터리와 소재, 전력전자와 제어기술, 그리고 수많은 산업적 성과가 오랜 기간 축적되었기 때문이다.
과거에도 전기차가 존재했다는 사실은 그 기술이 쉬웠다는 의미가 아니다.
오히려 기술이 오랫동안 존재했음에도 널리 사용되기까지 많은 시간이 필요했다면, 그동안 어떤 한계를 극복해야 했는지 생각해 볼 필요가 있을 것이다.
수소 역시 마찬가지다.
나는 수소가 중요한 기술이라고 생각하지만, 단순히 미래의 에너지라는 이유만으로 기존의 전력망과 배터리, 다른 저장 기술보다 우수한 대안이 될 것이라고 보지는 않는다.
어떤 기술이 널리 사용되기 위해서는 기술적 가능성을 넘어 경제적인 유용성을 확보해야 하기 때문이다.
결국 내가 이야기하고 싶은 것은 전기차가 수소차보다 우수하다거나, 어떤 기술이 반드시 미래를 지배할 것이라는 주장이 아니다.
공학 기술이 가진 어려움을 너무 쉽게 판단하지 말자는 것이다.
오늘날 우리가 당연하게 사용하는 기술 중에는 과거에 수많은 사람이 해결하기 위해 노력했던 어려운 문제들이 존재한다.
공학이 발전한다는 것은 그 어려웠던 일을 점차 쉽게 사용할 수 있도록 만드는 과정이기도 할 것이다.
그런데 사용하기 쉬워졌다는 이유로 그 기술을 만드는 일까지 쉬웠다고 평가한다면, 그동안 축적된 노력과 성과를 제대로 이해하지 못하는 것은 아닐까?
나는 기술의 발전을 평가할 때 완성된 결과뿐 아니라 그 결과에 도달하기까지의 시간과 자본, 실패와 시행착오도 함께 생각해야 한다고 본다.
그것이 공학자들의 성과를 이해하고 존중하는 출발점이 아닐까 생각한다.
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