미래를 내손으로 만든다_괴짜(?) 벤처가 엘론 머스크외

아래는 그동안 동기들 카톡에 올렸던 내용을 확장한 것이다.
 
'수소연료전지차' 부터는 내 견해이고,
그 이전글은 인터넷에서 여러기사를 열람하여 정리한 것이다.
 
'테슬라', '구글' 등 실리콘밸리가 美 자동차 산업의 미래,
스마트폰과 태블릿처럼 자동차시장에 혁명 준비하고 있다.
 
구글, 2~5년 내 무인차 상용화
 

<구글의 2인승 무인차>
 
구글은 2009년부터 도요타 프리우스, 아우디 TT, 렉서스 RX(450h) 등을 개조해
무인자동차를 만들고 시험 주행을 하는 등 무인차 개발에 공을 들이고 있다.
작년 12월에는 세계 처음으로 2인승 무인차 시제품을 공개했다.
구글은 운전석과 가속 페달, 브레이크까지 생략한 완전 무인차 개발을 목표로 하고 있다.
버튼만 누르면 자동차가 저절로 움직이는 방식이다 
구글發 제조업 혁명…레고처럼 조립하는 전기차 업체 인수했다.
구글은 궁극적으로 무인전기차를 지향한다.
 
애플, 2020년 부터 전기자동차 생산
 
블룸버그통신은 지난 2015년 2월 19일(현지시간) 정통한 소식통을 통해 이같이 보도한 뒤
새로운 자동차를 개발하는데 5~7년 걸리는 일반 자동차 제조회사의 일정을 감안하면
매우 공격적인 계획이라고 설명했다.
애플이 이르면 2020년부터 전기자동차를 생산할 계획이라는 보도가 나왔다. 

<애플이 개발중인 것으로 알려진 전기차, '타이탄'>

미국의 빅3 자동차 회사인 GM, 포드와 크라이슬러는
구글에 이어 애플이 전기차 상용화에 뛰어든 것에 대해 상당한 위협을 받는 것으로 알려졌다.
GM 대변인 댄 플러레스는
 
“애플의 엄청난 능력을 감안할 때 그 사람들에게 놀라운 일이 아니다” 라고 경계의 분위기를 전했다.
 
애플은 대표적인 전기차업체인 미국 테슬라, 제너럴모터스(GM)와 경쟁하게 될 것으로 보인다.
GM은 4만달러에, 한 번 충전으로 320㎞ 이상 주행할 수 있는 전기차를 2017년 내놓는 것을 목표로 개발 중이다.
 
성공하고 있는 테슬라 모터스 전략

테슬라 모터스는
2014년에 3만 4천대의 전기차를 생산했고, 금년에 5만대 생산계획을 가지고 있다고 한다.
이것은 현대의 에쿠스 생산량(연2만대)을 훨씬 능가하는 수준이다.
 
2016년에 10만대,2020년에 50만대를 생산하고,
2017년도에는 35,000달러대의 전기차를 목표로 한단다.
 
이 정도면, 엘런 머스크를 단순한 괴짜창업자라 말할 수 없다.
 
전기자동차 역시, 아직은 시기상조라 할 수 있을까?
 
위 기사대로라면,
애플이 아이폰 출시 때와 같은 현상이 일어날 가능성이 많다고 전망한다.
 
2017년을 주목해야할 것같다.
 
자동차 산업사에서 역사의 전환점이 될 것 같은 예감이 든다,
 
  

<테슬라 모터스의 전기자동차 모델 S, 밑면전체가 배터리로 되어있다> 
 
또, 테슬라는 미국 네바다주에
세계 최대 리튬이온 배터리 공장인 '기가 팩토리(Gigafactory)'를 건설하기로 작년에 발표했다.
테슬라 기가팩토리의 총 투자액은 50억달러(5조2천억원)에 달할 전망이며,
파나소닉은 이 중 10억 달러를 공동 투자하기로 했다.
공장은 2017년에 완공될 예정이라고 한다.

<테슬라 '기가팩토리' 건설 현장, 출처 :http://insideevs.com>

규모는 연 35GW의 리튬이온 2차전지를 생산 할 수 있는 생산 설비를 갖추게 된다.
(2017년 첫 양산 후 2020년까지 단계적 생산을 늘려)
 
2013년 한해 동안 전 세계 리튬이온 2차전지 생산량이 30GWh 인 것을 고려할 때,
그 규모가 엄청나다는 것을 알 수 있다. 이런 대량 생산을 통해
배터리 제조 비용을 30%~40% 까지 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다.
 
이를 통해 테슬라는
3000만원 수준의 보급형 전기차 '모델 3'를 2017년에 출시하겠다는 것이다.
 
테슬라는 기가팩토리투자로,  대량생산을 통해 배터리 단가를 낮추어,
 
[전기자동차 대량생산기반 확보]
[새로운 신성장동력인 ESS사업],
[ESS에 공급하는 전력원인 태양광사업]등
 
3대 사업전략이 상호 보완적으로 누구도 넘볼 수 없는 창의적이고 과감한 발상으로 접근하고 있다.
 
아래는 테슬라의 벽걸이 형태의 리튬 이온 배터리 ‘파워월’이다.


<테슬라의 배터리 파워월[출처=블룸버그통신] >
 
건물 내부 벽면에 걸고 전력 장치와 연결해 사용할 수 있도록 개발된 이 배터리는
오는 여름 본격 판매될 예정이다.

테슬라 측은 이 배터리를 이용을 통해 가정의 전력 이용료를 25% 줄일 수 있다고 강조했다.
기존의 배터리와 비교할 수 없을 만큼 에너지 효율성을 크게 향상시켰다는 주장이다.
가격대는 17킬로와트시가 3500달러이며, 7킬로와트시가 3000달러로 결정됐다.
 
2015년 4월 30일 전기자동차 회사 ‘테슬라 모터스(Tesla Motors)’가 LA에 있는 프레스룸에서 기자회견을 가졌다
 
엘론 머스크(Elon Musk) 테슬라모터스 최고경영자(CEO)는 말했다.
 
"지금까지 나온 배터리는 형편 없었다“
”친환경 에너지를 사용하는 범위를 확대해 나갈 것"
 

<엘론 머스크, 테슬라 모터스 CEO,
스티브잡스,빌게이츠 못지않는, 뛰어넘는 기술혁명가?
괴짜 창업자?>
 
테슬라는 이와 함께 '기업용 에너지 저장 시스템'을 내놓았다.
이는 유틸리티 업체를 겨냥한 대형 시스템이다.
새로운 배터리 개발이 전력 사용의 부하이전에 초점을 두고 이뤄졌다고 테슬라는 설명했다.
야간과 주간, 그리고 여름철과 봄, 가을의 전력 사용량이 크게 차이나고
특정 시점에 전력 부족 현상이 날로 심각해지는 문제를 이번 신제품을 통해 해결할 수 있다는 얘기다.
 
테슬라는 솔라시티라는 '태양광 사업체'도 갖고 있다. 
태양광으로 채집한 전력을,
 
가정용배터리인 '파워월(Powerwall)' 이나
산업용 배터리인 '파워팩',
'자동차용 배터리'를 생산하는 것이다
 
'파워월'은 7kwh가 약 300만원 17kwh가 약 350만원으로 판매한단다.
파웨팩은 100kwh부터 수mwh까지 제품을 내 놓았다.
엘론 머스크의 말을 빌리면,
 
"파워팩 1억6천만개면, 미국전체가 쓸에너지를 공급할 수 있고,
9억개면, 세계가 필요한 에너지를 공급할 수 있다.
그동안 배터리는 비싼가격, 낮은 신롸성으로 기대만큼 확산되지 못했다
 
하지만 5년후인 2020년경이면, 태양에너지가격이 기존의 상용에너지와 비슷하거나 더 저렴해질 것" 이란다.
 
도이치방크의 보고서에서도, 예상했다.
 
"앞으로 15년 내에 태양광 발전이 전통적인 화력 발전과 경쟁하는 주력 에너지 원이 될 것'이다
 
수소연료전지차
 
수소연료전지차는 수소와 공기중의 산소와 반응하여 물이 되면서
전기를 발생시키는 원리를 이용하여 차량동력으로 쓰는 차를 말한다.
 
일반적으로 수소연료전지는
'발전용', '가정용', '차량용', '휴대용'으로 구분된다. 
'연료전지'라는 용어를 사용하지만, 발전기의 일종이다.
산소는 공기중의 산소를 사용하지만, 수소는 별도로 고순도로 준비해야 한다.
이런 점에서 휴대용은 기존의 2차전지에 비해,경쟁력이 없다.
 
발전용, 가정용은 정치(停置)구조이므로  수소저장시설이나,
천연가스등의 개질을 통해 쉽게 공급할 수 있기 때문에
스택이라는 발전기의 내구성과 가격문제만 해결된다면, 되겠지만,
 
자동차용은 약700기압(대기압의 7백배)의  고압수소를 싣고 다녀야 하기 때문에,
스택기술과 더하여 '압축수소 용기 및 제어기술'이 추가로 필요하게 된다.
 
한정된 자동차 공간에서 이 모든 것을 달성한다는 것은
대단히 어려운 기술로, 내노라하는 대형자동차 메이커도 달려들 수 없는 기술이고,
내노라 하는 자동차없체들이 20년 넘게 연구개발을 해오고 있다,
이제 겨우, (2015년)에 년수천대~ 수만대 수준의 차를 양산하게 된다.
아직은 생산량의 문제로, 내연기관에 비해 턱없이 비싸다.
 

<2015년 시판 도요타 수소연료전지차 '머라이'
그래서, 연료전지차의 미래는 밝지 못하다는 것이 본인의 생각이다.

차세대 자동차산업에서 내연기관을 대치할 수 있을지 고려해본다면,,

배터리 전기차는 비 전통자동차 메이커들, 이를 테면,
구글이나 애플같은 전기, 전자, 제어, 소재업체들이
자동차산업을 좌지우지 하는 것이 가능할 수 있게 된다.

 
이런 이유로, 부품산업 및 연관산업의 성쇠와 세금문제등으로 대비가 소홀한 정부의 입장과 맛물려,
메이커들이 주도적으로 전기자동차 사업에  나서지 못하는 이유가 된다고 알려진 측면도 있다.

하지만, 연료전지차는
그 복잡하고, 어렵고, 기술적, 구조적 문제로 인하여, 어지간한 업체는 달려 들지 못하지만,
일단 연료전지차를 만들어 낼 수 있는 업체라면,
'여전히, 자동차산업의 주도권을 행사' 할 수 있다.
 
하지만, 앞서의 배터리형 전기자동차에 비해서는
가격경쟁력, 운전편이성, A/S성, 유지보수등 모든 면에서 불리하기 때문에,
일정한 목적의 한정적 대안은 될지 모르지만, 대세가 되기는 힘들 것이다.
 
정리 
 
사람들은 친환경에너지에 대해 이러쿵 저러쿵 의문이 많은 모양이다.
미래학자인 제러미 러스킨, 태슬라의 엘론머스크등의 선구자(?)들의 생각은 다른 것 같다.
나 역시 일찌기 그사람들의 예측과 진단에 동조하는 편이다.
 
○재생에너지
 
재생에너지에는 태양광, 풍력, 바이오매스, 지열등이 그것인데,
이것들은 불규칙, 불안정하여 바로 안정된 에너지로 사용하기 불편하므로
이를 전력회사로 보내서(팔아서) 필요할 때 그만큼 갖다 쓰거나,
배터리 가격이 싸면 여기에다 전기를 저장했다가 필요할 때 안정적으로 가져다 쓰는 것이
ESS(Energy Storage System)의 주요목적이다.
 
앞서에서 언급하였듯이, 엘론머스크에 의하면,
파워월 1억6천만개면, 미국전체가 쓸 에너지를 공급할 수 있고,
9억개면, 전 세게가  쓸 수 있는 에너지를 공급할 수 있다고 한다.
(정확한 계산에 의한 것이나 검증된 것이 아니고 단순 인용이니, 따지지 말것)
 
○스마트 그리드 (Smart Grid)
 
스마트 그리드 (Smart Grid)라고, 이동차량은 Off Line 이지만,
충전시 그리드를 형성하기 때문에 전기에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
 
만약, 차량 1천만대(한국의 2014년 보유대수의 40%)가 전기차량이고,
이것들이 충전중이라고 가정해보자, 여기서 10kw만 전력회사에서 이용할 수 있다면,
약 1억Kw의 전기를 이용할 수 있다. 5시간동안 이용할 수 있다면, 5억kwh의 전기에너지다.
이것은, 100만kw 원자력발전 500대가 한시간, 100대가 5시간, 50대가 10시간 발전할 수있는 에너지이다. (이 역시 이해를 돕기 위해 대충 가정한 것이다)
이렇게 피크시에 이용된 전기는, 저렴한 시간대에 이용한 것만큼 축전시켜준다.
 
○전기를 만드는데 드는 비용과 오염원
 
물론, 전기를 만드는 데 화석연료처럼 오염원이 나오기는 하지만,
전세계 보유량 약10억대가량의 차량이 개별로 배출하는 오염원보다,
그보다 훨씬 적은 발전소에서 일괄로 오염원을 관리할 수 있기 때문에 
관리가 용이하고 상대적으로 경제적이다.
또, 발전은 화석연료만 있는게 아니라 원자력/재생에너지 비율을 높여가기 때문에,
원자력 발전은 비용을, 재생에너지는 오염원 배출을 줄이는 효과를 얻을 수 있는 것이다
 
○ 석유는 물론이고, Shell가스등  화석연료가 아직은 충분하다고 생각한다.
 
하지만, 우선 비교적 지표자원이 고갈되면, 심해자원등의 채굴을 해야한다.
이리되면 비용이 만만찮을 것이다.
그보다는  석유는 약 50~60년, 늦어도 1세내 후 고갈에 직면할 것이라 한다.
다른 에너지 자원도 전 지구적으로 사용되면 언젠가는 고갈에 직면 할 것이다.
 
인류가 그런대로 사람모습을 갖추고 산게 1만여년,
그리고 재생문명이 아닌 자원의 대량소모일변도로 바꿘 문명시대라야
겨우 150년, 길어야 250년, 청나라 말기 중국인구가 4억~5억정도 되었다니까 
 
그 동안 수배로 늘어난 인구,  
인류가 50년, 100년만 살 것 같으면. 아니면, 급격히 인구가 줄어들면, 걱정할 필요가 없겠지만,
자원이 흙더미속에서 단기간, 자연생성되는 것이 아니라면
유용한 자원은 시기가 문제이지, 필연적으로 고갈될 수 밖에 없다.
 
재생문명시대에는 수천년을 이어져 왔지만,
영국의 산업혁명이후, 자원소모문명으로 접어든 지 250년,
그정도로 사용하고, 벌써 고갈 운운한다.
 
그러니, 자원이 앞으로 100년을 더 버터주겠는가 천년을 더 버텨주겠는가?
 
그래서,  '새로운 자원의 창조', 아니면 '고갈자원의 대체개발',
그도 아니면 '재생문명으로 돌아가는 새로운 패러다임 문명의 창조' 는 필연적이다.
 
○ 왜 굳이 전기자동차인가?
 
앞서 자원고갈 문제도 있지만, 소비자들에게 왜 굳이 전기자동차인가?를 설명할 수 있어야 한다.
 
전기자동차는 현재로는 '싼 전기료', '구동시 거의 무소음', '강력한 추진력', '부품수의 축소
(내연기관차 2만5천개->1만5천개)로 A/S 성 증대'의 특징이 있다.
 
일단 인프라가 구축되면,사용이 무척 편해진다. 집에서 충전해 둘 수 있고,
오염원이 없기 때문에, Clean환경을 구현할 수도 있다.
가정의 ESS와 연계하여 자체 연료생산도 가능해진다.
무인차, 스마트차에 걸맞는 구조를 용이하게 달성할 수도 있다.
 
(현재의 비싸고, 인프라가 없어 불편한 점을 두고 평가하는 것은 옳지 못하다)
 
○관건은 배터리성능 개발이다.
 
충전시간, 충전인프라, 가격은 종속적인 것이다.
테슬라가 관련특허를 공개하기로 한 것은 '닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐 처럼'
이용이 많아지면 가격이 싸지고 인프라도 조기에 많이 구축되겠지만,
가격이 싸고 인프라 편이성이 증대면 이용이 많아질 것이다
 
관건인 배터리는 10년 늦어도 15년안에, 성능, 가격, 수명이 만족할만한 수준이 나올 것이다.
그동안 많은 변화가 일어나고 있지만, 어느 시점이 되면 그 변화는 급속하게 다가 올 것이다.
 
에디슨(벨)이 전화기를 발명한후 차량에 전화기가 장착되어 사용하기까지 약1세기, 100년이 흘렸다지 않는가?
 
원래 배터리 충전용량의 한계, 충전인프라 부족, 배터리가격, 배터리 내구성 등의 문제로
2020~2025년이후 리튬 공기 배터리 개발이 되어야
내연기관에 맞서는 전기자동차가 빛을 볼 것이라 생각 했는데,
엘론 머스크 같은 괴짜(?) 벤처사업가의 등장으로 그시기가 앞당겨질 전망이다.
 
테슬라의 배터리는 앞의 그림에서 보듯이 바닥 전체를 배터리로 깔고,
여기에 고도의 BMS(Battery ManagementSystem)로 내연기관주행거리에 비해
100%은 아니더라도 70~80%는 달성했다.
 
가격은 기가팩토리와 대량생산을 통해 기존가격을 30~40%로 낮춤으로써
3,000만원대(소나타 가격)로 낮아지는 것이 가능한 모양이다.
2015년 약 50,000대나 2016년 100,000대, 2020년 500,000대 생산을 목표로 한다는 데,
2015년 50,000대 정도만 하더라도
일정한 지역이나 일정 수요처 내 충전 인프라 구축에 탄력을 받을 것이다.
미국의 주거환경이 넓은 단독 주택지라서 더욱 유리할 것이다.
 
테슬라 계획대로라면, 2016년 년 10만대 이상이 시장에 깔려서 그 결과가 주목되는 2017년,
그래서 2017년이 주목되는 것이다.
 
그 때이후, 일정한 초기단계가 지나면, 당분간, 미래자동차 분야에서,
기존의 내연기관차, 수소연료전지차, 전기자동차가
스마트폰이 대세가 되면서, 기존의 폴더 폰이나, 스타마 탭 등이
일정한 용도를 가지는 것과 각축 현상이 올 것이라 생각된다.
 
그 다음 大勢는...
 
상상하는 것이 즐거움이 될지, 괴로움이 될지!