자동차 역사가 바뀌고 있다

1886년 독일인 카를 벤츠(Carl Benz)에 의해 인류 역사에 처음으로 등장한 내연기관 자동차가 그 역사의 마지막 장을 시작했다.

1. 노르웨이와 네덜란드에는 2025년부터 내연기관 자동차 판매를 금지하는 법안이 국회에 상정된 상태다.
2. 인도의 교통부 장관도 2030년까지 인도를 100% 전기자동차 나라로 만들겠다는 의지를 밝히고 있다.
3. 중국 정부 또한 2020년까지 500만개에 이르는 전기자동차 충전소를 건설하겠다는 계획을 밝히는 등 전기자동차를 중심으로 자동차 시장을 재편하는 정책 방향을 제시하고 있다.
4. 독일정부는 현실성이 비록 크게 떨어지지만-그 이유는 후술-2020년까지 독일 도로에 전기자동차 200만대가 굴러다니기를 희망하고 있다.

전기자동차가 내연기관 자동차와 비교해서 환경에 긍정 영향을 미치느냐, 정반대 영향을 미치느냐는 두 번째 문제다. 한국 자동차 산업이 원하든 원치 않든 세계 자동차 시장은 전기자동차로 시장 재편을 시작했다. ‘그림1’에서 확인할 수 있는 것처럼, 전기자동차 시장으로 달려가고 있는 중국 승용차 시장의 규모는 미국, 독일, 일본의 총합보다 크다. 중국 정부의 전기자동차 선호를 거부할 수 있는 완성차 기업은 세계 어디에도 없다.

그림1. 주요 국가별 승용차 판매 수(출처: Statista)

질문은 “전기자동차라는 시장 신호가 점점 강해짐에도 불구하고 독일, 미국, 한국 등의 전통완성차 기업은 왜 전기자동차에 소극적인가?”이다. 결론부터 말하면, 이들 완성차 기업은 크리스텐슨(Clayton M. Christensen)이 주장한 혁신가의 딜레마에 빠져있기 때문이다. 전통 완성차 기업은 길게는 100년, 짧게는 50년 동안 축적해온 내연기관과 동력 전달 장치의 경쟁력을 포기하고 배터리와 반도체 등 새로운 하드웨어와 자동차와 자동차를 연결하고 자동차와 사람을 연결하는 소프트웨어 등 전통 완성차 기업이 경쟁력을 갖추지 못한 전기자동차 시장의 확대를 원치 않기 때문이다. 높은 수익을 보장하는 내연기관 자동차 시장이 전기자동차 시장에 의해 잠식(cannibalization)당하는 것을 두려워한 나머지 일부 전통 완성차 기업은 정치권과 결탁하거나, 심지어 10년 동안 소비자를 속이는 불법 행위도 서슴지 않고 있다.

아래에서는 전통 완성차 기업이 내연기관 자동차와 경쟁하는 전기자동차의 성장을 억제하려는 경향성을 3개의 사례를 통해 주장하고자 한다. 그 첫 번째가 폭스바겐 스캔들이다.

폭스바겐 스캔들: 내연기관의 막다른 골목

2015년 9월 폭로된 폭스바겐의 배기가스 배출 조작 사건은 시장 변화를 불법적으로 소비자를 기만하면서까지 외면하려 했던 잘못된 경영의 결과다. 폭스바겐 스캔들을 가능케 한 완성차 기업 경영의 문제점은 폭스바겐에 제한되지 않는다. 때문에 폭스바겐 스캔들의 원인 분석은 전통 완성차 기업의 이후 전망을 예측할 수 있는 주요 근거다.

미국 캘리포니아주는 자동차 관련 환경규제가 세계에서 가장 강력한 시장이다. 캘리포니아주의 자동차 환경 기준은 시간 격차를 두고 미국 전체 자동차 시장의 표준이 돼 왔다. 캘리포니아 소비자는 자동차 배기가스 수준을 승용차 구매의 주요 조건으로 삼는 편이다. 이 지역 소비자가 환경에 더 많은 부정 영향을 미치는 디젤 승용차나 대형 SUV를 구매한다는 것은 친구, 가족 등 주변 사람에게 무언가 변명을 해야 하는 상황을 만들곤 한다. 어떤 승용차를 소유하고 있는가는 때론 소비자의 사회적 지위를 상징하지만, 어떤 때는 소비자의 사회 의식을 드러낸다. 후자가 미국 캘리포니아에서는 강한 편이다.

2000년 미국에 상륙한 토요타의 하이브리드 승용차 프리우스는 환경 요소를 강조하며 캘리포니아 소비자 마음을 파고들었다. ‘그림2’에서 확인할 수 있는 것처럼, 토요타의 노력은 2005년부터 꽃을 피웠다. 한편 토요타 프리우스 선전은 그만큼 미국과 독일 자동차의 고전을 의미했다.

그림2. 하이브리드 승용차의 미국 판매수 변화(출처: U.S. Department of Energy)

세계 1위 자동차 기업을 목표로 덩치를 키우고 있었던 폭스바겐은 2002년부터 2005년까지 미국 시장에서 가파른 판매 하락을 경험하고 있었다(그림3 참조). 폭스바겐은 디젤 내연기관 기술에서 세계를 선도하는 기업이었다. 디젤 내연기관은 연료 효율성이란 경제성 기준에선 탁월하지만 분진, 질소산화물(NOx) 등 높은 배기가스 배출량으로 인해 점차 강화되는 환경 기준과 충돌할 수 밖에 없는 운명이었다. 토요타 등이 친환경 동력에 투자를 강화하는 동안 폭스바겐은 디젤 기술에 사로잡혀 막다른 골목으로 달려가고 있었다. 여기서 폭스바겐의 저주는 시작됐다.

그림3. 폭스바겐 미국 신차 판매수(출처: 위키피디아, 재구성: 강정수)

2005년 1월 디트로이트 모터쇼에서 폭스바겐은 ‘깨끗한 디젤(Clean Diesel)’이라는 슬로건으로 토요타 프리우스에 대한 반격을 시작한다. ‘깨끗한 디젤’은 고유가 행진과 맞아떨어지면서 미국 소비자의 마음을 천천히 사로잡았다. 2008년 폭스바겐 제타(Jetta: 골프의 미국식 모델) 디젤은 ‘2009년 올해의 녹색 자동차(2009 Green Car of the year)‘로 선정되기에 이른다. 여기에 힘을 얻은듯 폭스바겐의 미국 신차 판매는 2010년을 기점을 급상승하기 시작한다.

‘깨끗한 디젤’은 매우 저렴한 배기가스 감축 기술에 기초한다. 디젤 내연기관에서 쏟아져 나온 배기가스는 ‘그림4′ 오른쪽 빨간 상자로 표시된 필터에 모인다. ‘그림5’에서 볼 수 있는 것처럼 이 필터는 모여진 배기가스를 적절한 시점에 태워버린다. 특히 이 필터는 디젤 내연기관이 뿜어내는 호흡기와 폐에 치명적인 질소산화물(NOx)까지 연소시키는 능력을 가지고 있다. 이 단순한 기술에 세계가 놀랐다. 누구도 특수 필터에 모인 배기가스를 태워버리는 데 기름 연료가 필요하며, 이것이 폭스바겐 디젤 내연기관의 경제성을 낮출 수 있음을 의심하지 않았다.

보쉬는 이 경제성 문제를 해결할 수 있는 소프트웨어를 폭스바겐에 납품한다. 이 소프트웨어는 승용차가 현재 환경시험 중인지 주행 중인지를 구별할 수 있다. 이 소프트웨어를 조정하면 환경시험 중에는 필터 연소작업의 빈도를 높일 수 있다. 그만큼 기름 소비가 증가해 연비는 나빠지지만 배기가스 배출량은 크게 줄어든다. 주행 중에는 필터 연소작업의 빈도를 낮춰 배출량을 증가시키고 기름 소비를 줄여 경제 효율성을 높일 수 있다. 그러나 이는 명백한 속임수이고, 사기다.

그림4. 깨끗한 디젤 기술(출처: ARD 스크린샷)

그림5. 디젤 배기가스 연소 필터(출처: ARD 스크린샷)

이 속임수에 힘입어 폭스바겐은 2011년을 기점으로 디젤 승용차 판매를 증가시킬 수 있었다(‘그림6′ 참조). ‘깨끗한 디젤’의 성공은 폭스바겐 뿐 아니라 벤츠, 베엠베(BMW), 시트로엥, 푸조 등의 디젤 승용차 판매 또한 끌어올렸다. 미국뿐 아니라 유럽, 한국을 포함 아시아에서 폭스바겐 디젤 승용차 판매는 급등했다. ‘그림7’은 2013년 유럽지역에 판매된 신차 중 디젤 내연기관 비율을 완성차 기업별로 보여주고 있다. 디젤 내연기관의 인기를 읽을 수 있다.

그림6. 폭스바겐 매출 변화, 2006년-2014년(출처: Statista)

그림7. 2013년 브랜드별 유럽 신차 판매 중 디젤 비율(출처: Statista)

폭스바겐 속임수의 절정은 폭스바겐의 2014년 슈퍼볼 광고다. 폭스바겐이 선보인 ‘천사의 날개(Angel’s Wings)’라는 광고는, 소비자가 폭스바겐 디젤 승용차로 10만마일(약 16만km)을 달릴 때마다 독일 기술자(German Engineer) 한 명의 등 뒤로 천사의 날개가 자란다는 이야기를 담고 있다. 깨끗한 디젤을 천사의 이미지로 확장했다.

천사의 날개가 미국 소비자의 마음을 빼앗고 있을 때 폭스바겐의 거대한 속임수는 이미 폭로의 수순을 밟고 있었다. 2013년 웨스트 버지니아 대학교 연구진은 주행 중인 승용차에서 배기가스 성능을 시험할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다. 믿기 어려운 수준의 작은 배기가스를 배출한다는 폭스바겐 디젤 승용차가 연구진의 첫 번째 조사 대상이었다. 폭스바겐 디젤 승용차는 허용치보다 많게는 40배가 넘는 배기가스를 배출했다. 이에 미국 환경부가 개입해 2년 동안 정밀검사가 이어졌다. 그 결과 폭스바겐은 2015년 여름 공식적으로 위법적인 속임수를 인정한다.

2014년 매출액 기준 세계 1위 완성차 기업 폭스바겐이 오랜 기간 거대한 속임수로 세계 승용차 시장을 왜곡한 배경을 어떻게 설명할 수 있을까. 폭스바겐은 디젤 내연기관에 대한 지속적인 투자를 통해 관련 경쟁력을 높여 왔다. 내연기관 기술과 동력 전달 기술은 내연기관 자동차 시장에서 시장 진입장벽으로 기능한다. 1990년대 후반 삼성자동차의 실패가 이를 입증한다. 디젤 내연기관이란 특정 기술에 대한 높은 투자와 그 결과 얻게된 높은 수익은 전기자동차 시장에 대한 관심을 가로막는 구조성을 가질 수 있다.

유럽연합 배기가스 관련법 수정: 지대추구 현상

전통 완성차 기업이 내연기관 자동차 시장의 수명을 연장하려는 두 번째 잘못된 시도는 유럽연합의 승용차 배기가스 제한법 수정 사례다.

유럽연합 집행위와 의회는 2009년 2021년부터 1km 당 95g 이상의 CO2를 배출하는 승용차의 역내 판매 금지를 내용으로 하는 법안을 통과시킨다. 중간 목표로 2015년 1km 당 130g 이상의 CO2를 배출하는 승용차 판매 금지가 제시되었다.

그렇다면 1km 당 140g의 CO2를 배출하는 메르세데스 벤츠의 A클래스 A180 모델은 판매금지 대상일까. 그 이상의 CO2를 배출하는 C, E, S 클래스는 유럽에서 사라질 운명일까. 1km 당 191~218g의 CO2를 배출하는 현대자동차 산타페의 운명은? 또는 163~200g의 CO2를 배출하는 소나타는 어떨까. 모두 문제없다.

유럽연합 집행위가 위치한 벨기에 브뤼셀에는 완성차 기업의 로비 단체인 ACEA(European Automobile Manufacturers Association) 또한 자리를 잡고 있다. ACEA는 2014년 관련법 개정에 성공한다. 1km 당 CO2 배출량 제한 기준을 승용차 1대 당에서 완성차 기업의 평균으로 바꾼 것이다. 전통 완성차 기업은 유럽에서 소형차와 플러그인-하이브리드 승용차, 또는 100% 전기자동차인 플러그인 승용차를 많이 팔 수록 자사의 대형 승용차를 함께 많이 팔 수 있다. 관점에 따라 배기가스 산출량 계산 근거를 판매된 승용차 평균으로 수정한 것은 완성차 기업의 전기자동차 생산을 독려할 수 있다. 다른 관점에서 보면 수정법안은 1km 당 400g 이상의 CO2를 배출하는 내연기관 중형, 대형 승용차 그리고 SUV의 생명을 연장했다.

그림 8 ACEA 회원 기업.(출처: ACEA)

유럽연합의 승용차 배기가스 법안 수정은 고든 털럭(Gordon Tullock)이 이론화한 지대추구(rent-seeking) 현상이다. 여기서 지대(rent)는, 기업이 이윤을 확대하기 위해 기술 혁신 등에 집중하는 것이 아니라 정부 정책에 대한 영향력을 확대해 늘린 기업의 몫을 말한다. 쉽게 표현하면 시장 기득권을 로비를 통해 유지 및 확대하는 행위를 지대추구라 한다. 보수 경제학자 고든 털럭에 따르면 기업의 지대추구는 자원 배분의 비효율성을 높이고 소득 불균형을 심화시키는 등 경제 전체에 악영향을 미친다.

전기충전소 확대 억제

전통 완성차 기업이 전기자동차 시장의 성장을 막으려는 세 번째 잘못된 시도는 전기충전소 확대 억제다.

전기자동차 확산을 가로막는 장애물로는 크게 3가지가 거론된다. 첫째가 배터리 성능이며, 두 번째는 높은 가격이며, 세 번째가 전기충전소 확산의 한계다.

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배터리 쟁점은 지속적인 연구개발(R&D)의 몫이다. 배터리 산업화를 위해 어떻게 배터리 성능을 향상시킬 수 있을지가 중요하다. 배터리 기술의 현재 수준을 거론하며 전기자동차의 미래를 의심하는 일은 부질없다.

내연기관과 배터리의 오묘한 결합 모델인 플러그인-하이브리드는 베터리 무게만큼 승용차 무게가 더 나가고 그만큼 가격이 높다. 플러그인-하이브리드에서 기술혁신에 기초한 규모의 경제(economies of scale)는 기대할 수 없다. 이 글 마지막에 살펴볼 테슬라 사례에서 확인할 수 있는 것처럼, 순수 전기자동차에서는 규모의 경제 효과가 가능하다. 규모의 경제에서 핵심은 ‘모든 생산요소(All input factors)’다. 모든 생산요소 하나 하나의 혁신과 모든 생산요소의 새로운 결합방식이 긍정 규모의 경제의 가능성을 높인다. 따라서 테슬라 모델3의 경우처럼 가격 쟁점은 기술혁신과 (잠재적) 시장 크기의 몫이다.

마지막으로 전기충전소 논점은 정치적 판단의 몫이다. 중국 정부의 500만 전기충전소 건설 계획이 그러하고, 유럽 각 국가별 전기충전소의 차별이 그 반증이다(‘그림9′ 참조).

그림9. 유럽 전기충전소 분포(출처: CCS)

완성차 기업이 존재하는 독일, 프랑스, 스페인(폭스바겐의 스코다), 스웨덴(중국 Geely의 볼보), 이탈리아에는 전기충전소가 인구대비 매우 적으며, 그 반대인 영국, 네덜란드, 벨기에, 노르웨이, 오스트리아 등에는 전기충전소가 상대적으로 많음을 확인할 수 있다. 국가별 전기충전소의 확산이 내연기관의 전통을 자랑하는 완성차 기업의 존재 여부와 관계가 있을 수 있다는 합리적 의심이 가능하다.

테슬라 전략: 10년 전 목표를 비로소 이루다

전통 완성차 기업은 (디젤) 내연기관과 플러그인-하이브리드라는 모래에 머리를 박고 몰려오는 혁신의 신호를 애써 못 본 체하며 스스로 몰락을 재촉하고 있다. 이때 테슬라의 거침없는 혁신이 돋보인다.

2006년 일론 머스크는 ‘3단계 비밀 전략‘을 테슬라 기업 블로그를 통해 공개했다. 머스크의 세상을 바꾸는 전기자동차 3단계 전략은 다음과 같다.

1. 스포츠 승용차를 만든다.
2. 이렇게 번 돈으로 가격이 적당한 승용차를 만든다.
3. 이렇게 번 돈으로 가격을 더욱 낮춘 승용차를 만든다. 이 3단계 과정 생산된 승용차는 배기가스를 전혀 만들지 않는 전기자동차죠. 누구에게도 이야기하지 마세요!

2016년 3월31일 공개된 모델3는 바로 2006년 머스크의 세 번째 전략이 성공적으로 실현되고 있음을 의미한다. 팀 어반(Tim Urban)은 머스크의 3단계 전략을 이른바 ‘허쉬 키세스 비즈니스 계획’으로 설명하고 있다(‘그림10′ 참조).

그림10. 테슬라의 허쉬 키세스 계획(출처: How Tesla Will Change the World by Tim Urban)

첫 번째 단계는 페라리를 구매했거나 구매할 수 있는 소비자를 대상으로 10만달러 이상 가격의 전기자동차를 소량 판매하는 것이다. 모델S가 여기에 해당한다. 두 번째 단계에서는 1단계에서 번 돈을 2단계 전기자동차 개발에 투자해 약 7만5천달러 가격의 전기자동차를 생산한다. 여기서 경쟁사는 메르세데스 벤츠와 베엠베다. 모델X가 2단계에 속한다. 그리고 의 마지막 단계는 두 번째 단계에서 얻은 수익으로 3만5천달러 수준의 전기자동차를 생산하는 일이다. 경쟁대상은 중형 승용차 모두다. 일론 머스크는 모델3으로 자신이 2006년 계획했던 3단계 전략을 한치의 오차없이 실현하고 있다.

한국 자동차산업의 대응 전략

디젤 내연기관은 인체에 해로운 질소산화물과 미세먼지를 대량으로 생산하는 낡은 기술이다. <네이처>에 소개된 논문에 따르면 매년 330만명에 이르는 사람들이 미세먼지로 죽고 있다. 2050년이면 그 수는 2배로 증가할 것으로 해당 논문은 예측하고 있다. 디젤 내연기관이 뿜어내는 질소산화물이 특히 인간 호흡기에 치명적 상처를 입히고 있음은 세계보건기구(WHO) 연구와 BMJ 연구를 통해서 입증되고 있다.

디젤 내연기관을 장착한 공장 시설과 디젤 자동차 수가 지난 20년 동안 폭발적으로 증가한 곳이 바로 중국이다. 그로 인해 중국 대다수 도시는 인간이 살 수 없는 수준의 스모그에 시달리고 있다. 2014년 중국 정부는 이른바 ‘대기오염과의 전쟁‘을 선포했다. 이 정책의 일환으로 중국 국영기업 BYD의 전기버스와 전기승용차 그리고 배터리 생산이 크게 증가하고 있다. 중국 기업 Phylion에서 생산한 배터리가 전기오토바이 시대를 열고 있다.

일론 머스크의 테슬라에만 관심을 집중할 때가 아니다. 세계 자동차 시장을 호령하는 중국 시장이 전기자동차 시장으로 전환하고 있다. 한국 자동차산업에서 중국 시장이 가지는 의미를 고려할 때 이는 결코 무시할 수 있는 시장의 신호가 아니다. 기존 내연기관 승용차에 배터리를 추가한 제품을 제외한다면 단 하나의 플러그인 전기자동차를 시장에 선보인 기업에 과연 한국 자동차산업의 미래를 맡길 수 있을지 의심해야 할 시간이다. 뿐만 아니라 한국에도 폭발적으로 증가하고 있는 디젤 내연기관 승용차 수를 애써 무시하고 있는 정부 당국에 시민의 건강을 믿고 맡길 수 있는지 질문할 때다.