Quantifying real-world energy use and CO2 emissions of electric vehicles via a city-scale bottom-up framework
상하이에서 도시 규모의 하향식 프레임워크를 활용하여 본 연구는 실제 주행 환경에서의 전기차 에너지 소비량이 공식 시험 사이클 값보다 현저히 높으며, 특히 플러그인 하이브리드 전기차와 증程式 전기차에서 두드러진다고 밝히고, 현재 배터리 전기차가 가장 큰 이산화탄소 감축 효과를 제공하지만 전기화의 기후적 이점을 완전히 실현하려면 차량 대수 증가를 전력망의 탈탄소화와 일치시키고 성능 격차를 해소해야 함을 보여준다.
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상하이와 같은 붐비는 도시에서 전기차 대대가 실제로 얼마나 많은 '연료'를 소비하고, 얼마나 많은 오염을 발생시키는지 파악하려 한다고 상상해 보세요. 정부는 실험실 테스트에서 나온 공식 수치를 제공하지만, 이 연구는 "잠깐만, 거리에서 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 살펴봅시다"라고 말합니다.
연구자들이 발견한 내용을 간단히 설명해 드리겠습니다.
1. "실험실 vs 현실"의 격차
자동차 제조사가 제공하는 공식 에너지 수치는 고급 레스토랑의 메뉴 설명과 같습니다. 메뉴에는 버거가 "즙이 많고 가볍다"고 나와 있지만, 실제로 먹어보면 무겁고 기름진 식사입니다.
연구진에 따르면 공식 실험실 테스트 (메뉴) 는 전기차의 실제 에너지 소비량을 일관되게 과소평가합니다.
- 배터리 전기차 (BEV): 실제 에너지 소비량은 공식 수치보다 약 21% 높았습니다.
- 플러그인 하이브리드 (PHEV): 실제 소비량은 약 55% 높았습니다.
- 증정형 전기차 (EREV): 격차가 가장 컸습니다. 일부 차량은 공식 데이터가 주장한 것보다 3.75 배 더 많은 에너지를 소비했습니다!
실제 도로에서 운전할 때 교통 체증, 언덕, 에어컨 사용 등을 처리하는 과정은 실험 트랙의 매끄럽고 완벽한 조건보다 이 차량들이 에너지를 더 많이 '허기지게' 만든다는 것이 밝혀졌습니다.
2. "더러운 전력망" 문제
전기차가 제로 오염 기계라고 생각하실 수 있습니다. 하지만 연구진에 따르면 전기차는 전기를 충전하는 발전소만큼만 깨끗합니다.
전기차를 깨끗한 물병이라고 상상해 보세요. 순수한 샘물 (청정 에너지) 로 채우면 훌륭합니다. 하지만 진흙탕 물 (석탄 의존도가 높은 전력) 로 채우면 병은 여전히 가득 차 있지만, 안의 물은 더럽습니다.
- 상하이의 전력망은 여전히 화석 연료 (석탄 등) 에 부분적으로 의존하고 있습니다.
- 이로 인해 이러한 전기차에서 발생하는 탄소 배출량의 **75% 에서 87%**는 차량 자체가 아닌 발전소에서 나옵니다.
- 2024 년, 이러한 차량을 충전하는 데 사용된 전력으로 인해 거의 100 만 톤의 이산화탄소가 배출되었습니다.
3. 세 가지 유형의 "전기"차
이 연구는 세 가지 다른 유형의 전기차를 조사했으며, 이들은 매우 다르게 행동합니다.
- 순수 전기차 (BEV): 이들은 범선과 같습니다. 완전히 바람 (전기) 에 의존합니다. 상하이에서 가장 흔하며 전체적으로 가장 많은 탄소를 절약하지만, 오직 바람이 깨끗할 때만 그렇습니다. 전력망이 더럽다면 여전히 탄소 발자국을 남깁니다.
- 플러그인 하이브리드 (PHEV): 이들은 작은 모터가 달린 자전거와 같습니다. 페달 (전기) 을 밟거나 가스를 사용할 수 있습니다. 연구에 따르면 이러한 운전자들 중 많은 이들이 가솔린 엔진에 크게 의존하여 기대했던 것보다 배출량 감소 효과가 낮았습니다.
- 증정형 전기차 (EREV): 이들은 비상 발전기가 달린 자전거와 같습니다. 전기로 구동되지만 배터리가 방전될 때만 작동하는 작은 가솔린 엔진이 장착되어 있습니다. 상하이에서 매우 인기가 높아지고 있습니다. 연구에 따르면 충전소가 찾기 쉬울 때 특히 전기 동력에 충실하는 놀라운 능력을 보였습니다.
4. "교통 체증"의 놀라운 사실
여기에는 반직관적인 발견이 있습니다. 교통 체증이 실제로 전기차의 모습을 더 좋게 만들 수 있습니다.
교통 체증에 갇힌 가솔린차를 새는 수도꼭지로 생각하세요. 가만히 서 있을 때조차 연료를 낭비합니다. 반면, 교통 체증에 갇힌 전기차는 사용하지 않을 때 꺼지는 스마트 수도꼭지와 같습니다. 전기 모터는 저속에서 매우 효율적이기 때문에, 교통이 혼잡할 때 가솔린차에 비해 더 많은 에너지를 절약합니다.
- 연구에 따르면 교통이 악화될수록 전기차의 탄소 절감 효과는 실제로 증가합니다. 정차와 출발이 반복되는 조건에서 가솔린차를 훨씬 더 효과적으로 압도하기 때문입니다.
5. 미래: 무엇을 해야 할까요?
연구진은 향후 10 년 (2025~2035 년) 을 예측하기 위해 수정구 (컴퓨터 모델) 를 만들었습니다. 단순히 전기차 구매를 늘리는 것만으로는 부족하다는 것을 발견했습니다. 공기를 진정으로 정화하려면 세 가지 일이 동시에 이루어져야 합니다.
- 전력망 정화: 전력원을 석탄에서 풍력과 태양광으로 전환해야 합니다. 전력망이 더럽게 남아 있다면 차량도 더럽게 남습니다.
- 충전 인프라 개선: 충전소가 찾기 어렵다면 사람들은 하이브리드 차량의 가솔린 엔진을 더 많이 사용할 것입니다. 충전을 쉽게 만드는 것은 정원의 문을 여는 것과 같습니다. 사람들이 전기 부분을 사용하도록 장려합니다.
- 교통 관리: 교통 체증이 비교 관점에서 전기차의 모습을 더 좋게 만들지만, 목표는 여전히 모든 사람을 위해 교통을 원활하게 이동시키는 것입니다.
결론
상하이의 전기차는 큰 진전이지만, 만능 지팡이는 아닙니다. 공식 수치는 지나치게 낙관적이며, 차량은 전기를 공급하는 전력만큼만 친환경적입니다. 완전한 기후 혜택을 얻으려면 도시는 발전소를 정화하고, 더 많은 충전소를 건설하며, 차량이 실험실에서 어떻게 작동하는지가 아니라 사람들이 실제로 어떻게 운전하는지에 주시해야 합니다.
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