영남권 기계ㆍ부품소재ㆍ로봇 분야 대표 전문전시회인 ‘대구국제기계산업대전’이 대구 엑스코에서 개최돼 업계의 이목을 집중시켜 화제다. 또한 동시에 제9회 국제부품소재산업전과 제3회 대구국제로봇산업전도 열려 전시회를 더욱 다채롭게 했다.

올해 15회째를 맞는 대구국제기계산업대전은 역대 최대 규모인 19개국 342개사 854부스 규모로 국내 대기업 및 중견기업과의 구매상담회와 해외 50여개사가 참가한 수출상담회가 마련돼 국내ㆍ외 시장 진출 거점 확보와 기술 교류의 장이 되었다는 평을 받았다.

 영남권 대표 전시회, 대구국제기계산업대전

영남권 기계·부품소재·로봇 분야 대표 전문전시회로 꼽히고 있는 ‘대구국제기계산업대전’이 19개국 342개사 854부스 규모로 11월 19일부터 22일까지 엑스코에서 역대 최대 규모로 개최됐다.

올해 15회째를 맞는 대구국제기계산업대전은 제9회 국제부품소재산업전, 제3회 대구국제로봇산업전과 동시 개최해 참관객들의 눈을 더욱 풍성하게 했다는 평을 받았다.

또한, 타이틀에 걸맞도록 국내 대기업 및 중견기업과의 구매상담회, 해외 50여개사가 참가한 수출상담회가 마련돼 국내외시장 진출 거점 확보 및 기술 교류의 장이 구축되었다.

그 외에도 각종 부대행사를 통해 다양한 볼거리를 제공했다.

 참가기업수 매년 증가, 활발한 비즈니스 상담 이뤄져

제15회 대구국제기계산업대전은 그 동안의 축적된 인지도를 바탕으로 참가기업의 수가 매년 증가되고 있다. 올해는 2012년 대비 30%, 2013년 대비 10% 증가한 179개사 486부스 규모로 개최됐다.

금년행사는 ‘첨단공구 도시, 대구’라는 타이틀에 걸맞게 한국OSG, 일본 탕가로이, 독일 WIDIA, 올텍아이엔씨, 리슨트 등 세계 유수의 공구업체들이 참가했으며, 공장자동화관 및 공작기계관에는 대구를 대표하는 삼익THK, 대성하이텍, 덕산코트랜을 비롯해 대만의 HIWIN, 일본의 산요전기, 산쿄제작소, 독일의 KARCHER 등이 최신제품을 전시했다.

그 밖에도 일본 쿠마모토기계조합의 6개사가 공동관을 조성하고, 중국 사천성 청두에서도 청두기계협회사 25여 명이 무역사절단으로 참가해 이번 전시회를 통해 일본, 중국과 활발한 비즈니스 상담이 이뤄졌다.

 뿌리산업 육성 위한 교두보, 국제부품소재산업전

대구시와 경상북도가 공동으로 주최한 제9회 국제부품소재산업전은 총 100개사, 180부스 규모로 개최돼 뿌리산업 육성을 위한 교두보가 됐다는 평이다.

특히 이번 행사는 한국산업단지 대경지역본부, 구미전자정보기술원 등 지역 대부분 부품소재 관련 기관에서 공동주관해 부품산업에 대한 지역의 관심이 얼마나 뜨거운지 느낄 수 있다.

한편, 공군군수사령부는 항공부품국산화를 위한 부품전시 및 상담장을 구축해 업계의 이목을 집중시켰으며, 올해 첫 선을 보인 ‘자동차 튜닝 부품관’은 남산동 자동차골목의 대표 튜닝업체들이 참가해 튜닝카와 첨단적인 튜닝부품을 선보였다.

특히 튜닝부품의 선두주자인 오토크로바가 대규모의 부스로 참가하는 등 이번 국제부품소재산업전에서는 최근 신성장동력산업으로 부상하고 있는 자동차 튜닝 부품산업을 만날 수 있었다.

 로봇산업, 미래먹거리로 부상

대구는 최근 새로운 미래먹거리 창출을 위해 로봇산업 육성에 전념하고 있다. 한국로봇산업진흥원 청사 건립, 로봇클러스터 조성사업으로 더욱 탄력을 받고 있는 제3회 대구국제로봇산업전은 산업용 로봇, 의료로봇, 수중로봇 등 대폭 확대해 63개사 188부스로 열렸다.

국내외 유수 바이어를 맞이한 동 전시회는 산업용 로봇 세계시장 점유율 1위기업인 일본의 야스카와전기를 비롯해 프랑스 감성형 휴머노이드 로봇 ALDEBARAN, 한국의 대표적인 서비스 로봇기업 유진로봇을 중심으로 대구와 경북을 대표하는 로봇기업들의 기술력을 선보였으며, 국내외 로봇산업의 트렌드를 한눈에 볼 수 있는 기회를 제공했다는 평을 이끌어냈다.

또한 올해 첫 국제대회로 개최된 WCRC(World Creative Robot Contest)대회는 해외 4개국 200여 명의 외국인을 포함한 1,000여 명이 참가했으며, 국내외 로봇분야 석학 10명이 강의하는 국제 로봇전문가 포럼, STEAM 로봇페스티벌 등도 동시 개최돼 전시회, 컨퍼런스, 이벤트의 3요소를 담아낸 짜임새 있게 구성됐다.

 수출상담 잇달아, 대구경제의 견인차 역할 톡톡!

첫날 수출상담회에서는 참가기업인 제넨텍이 인도바이어와 1,000만 달러의 상담이 오갔으며, 세진아이지비가 체코 바이어와 250만 달러의 상담을 기록하는 등 행사 첫날에만 4,800만 달러의 상담과 1,987만 달러의 계약이 이뤄졌다.

권영진 대구시장은 “해를 거듭할수록 풍성함을 더해 가는 이번 전시회를 통해 참여기업 및 바이어간의 신규시장 창출 및 네트워크 구축 등 실질적인 성과가 있는 교류의 장이 되어, 대구경제의 견인차 역할을 하는 기계금속산업이 한 단계 더 업그레이드 되는 계기가 되기를 기대한다”고 전했다.

 대구국제기계산업대전   www.damex.co.kr

영남권 기계ㆍ부품소재ㆍ로봇 분야 대표 전문전시회인 ‘대구국제기계산업대전’이 대구 엑스코에서 개최돼 업계의 이목을 집중시켜 화제다. 또한 동시에 제9회 국제부품소재산업전과 제3회 대구국제로봇산업전도 열려 전시회를 더욱 다채롭게 했다.

올해 15회째를 맞는 대구국제기계산업대전은 역대 최대 규모인 19개국 342개사 854부스 규모로 국내 대기업 및 중견기업과의 구매상담회와 해외 50여개사가 참가한 수출상담회가 마련돼 국내ㆍ외 시장 진출 거점 확보와 기술 교류의 장이 되었다는 평을 받았다.

영남권 대표 전시회, 대구국제기계산업대전

영남권 기계·부품소재·로봇 분야 대표 전문전시회로 꼽히고 있는 ‘대구국제기계산업대전’이 19개국 342개사 854부스 규모로 11월 19일부터 22일까지 엑스코에서 역대 최대 규모로 개최됐다.

올해 15회째를 맞는 대구국제기계산업대전은 제9회 국제부품소재산업전, 제3회 대구국제로봇산업전과 동시 개최해 참관객들의 눈을 더욱 풍성하게 했다는 평을 받았다.

또한, 타이틀에 걸맞도록 국내 대기업 및 중견기업과의 구매상담회, 해외 50여개사가 참가한 수출상담회가 마련돼 국내외시장 진출 거점 확보 및 기술 교류의 장이 구축되었다.

그 외에도 각종 부대행사를 통해 다양한 볼거리를 제공했다.

참가기업수 매년 증가, 활발한 비즈니스 상담 이뤄져

제15회 대구국제기계산업대전은 그 동안의 축적된 인지도를 바탕으로 참가기업의 수가 매년 증가되고 있다. 올해는 2012년 대비 30%, 2013년 대비 10% 증가한 179개사 486부스 규모로 개최됐다.

금년행사는 ‘첨단공구 도시, 대구’라는 타이틀에 걸맞게 한국OSG, 일본 탕가로이, 독일 WIDIA, 올텍아이엔씨, 리슨트 등 세계 유수의 공구업체들이 참가했으며, 공장자동화관 및 공작기계관에는 대구를 대표하는 삼익THK, 대성하이텍, 덕산코트랜을 비롯해 대만의 HIWIN, 일본의 산요전기, 산쿄제작소, 독일의 KARCHER 등이 최신제품을 전시했다.

그 밖에도 일본 쿠마모토기계조합의 6개사가 공동관을 조성하고, 중국 사천성 청두에서도 청두기계협회사 25여 명이 무역사절단으로 참가해 이번 전시회를 통해 일본, 중국과 활발한 비즈니스 상담이 이뤄졌다.

뿌리산업 육성 위한 교두보, 국제부품소재산업전

대구시와 경상북도가 공동으로 주최한 제9회 국제부품소재산업전은 총 100개사, 180부스 규모로 개최돼 뿌리산업 육성을 위한 교두보가 됐다는 평이다.

특히 이번 행사는 한국산업단지 대경지역본부, 구미전자정보기술원 등 지역 대부분 부품소재 관련 기관에서 공동주관해 부품산업에 대한 지역의 관심이 얼마나 뜨거운지 느낄 수 있다.

한편, 공군군수사령부는 항공부품국산화를 위한 부품전시 및 상담장을 구축해 업계의 이목을 집중시켰으며, 올해 첫 선을 보인 ‘자동차 튜닝 부품관’은 남산동 자동차골목의 대표 튜닝업체들이 참가해 튜닝카와 첨단적인 튜닝부품을 선보였다.

특히 튜닝부품의 선두주자인 오토크로바가 대규모의 부스로 참가하는 등 이번 국제부품소재산업전에서는 최근 신성장동력산업으로 부상하고 있는 자동차 튜닝 부품산업을 만날 수 있었다.

로봇산업, 미래먹거리로 부상

대구는 최근 새로운 미래먹거리 창출을 위해 로봇산업 육성에 전념하고 있다. 한국로봇산업진흥원 청사 건립, 로봇클러스터 조성사업으로 더욱 탄력을 받고 있는 제3회 대구국제로봇산업전은 산업용 로봇, 의료로봇, 수중로봇 등 대폭 확대해 63개사 188부스로 열렸다.

국내외 유수 바이어를 맞이한 동 전시회는 산업용 로봇 세계시장 점유율 1위기업인 일본의 야스카와전기를 비롯해 프랑스 감성형 휴머노이드 로봇 ALDEBARAN, 한국의 대표적인 서비스 로봇기업 유진로봇을 중심으로 대구와 경북을 대표하는 로봇기업들의 기술력을 선보였으며, 국내외 로봇산업의 트렌드를 한눈에 볼 수 있는 기회를 제공했다는 평을 이끌어냈다.

또한 올해 첫 국제대회로 개최된 WCRC(World Creative Robot Contest)대회는 해외 4개국 200여 명의 외국인을 포함한 1,000여 명이 참가했으며, 국내외 로봇분야 석학 10명이 강의하는 국제 로봇전문가 포럼, STEAM 로봇페스티벌 등도 동시 개최돼 전시회, 컨퍼런스, 이벤트의 3요소를 담아낸 짜임새 있게 구성됐다.

수출상담 잇달아, 대구경제의 견인차 역할 톡톡!

첫날 수출상담회에서는 참가기업인 제넨텍이 인도바이어와 1,000만 달러의 상담이 오갔으며, 세진아이지비가 체코 바이어와 250만 달러의 상담을 기록하는 등 행사 첫날에만 4,800만 달러의 상담과 1,987만 달러의 계약이 이뤄졌다.

권영진 대구시장은 “해를 거듭할수록 풍성함을 더해 가는 이번 전시회를 통해 참여기업 및 바이어간의 신규시장 창출 및 네트워크 구축 등 실질적인 성과가 있는 교류의 장이 되어, 대구경제의 견인차 역할을 하는 기계금속산업이 한 단계 더 업그레이드 되는 계기가 되기를 기대한다”고 전했다.

대구국제기계산업대전   www.damex.co.kr

2012년 기준, 국내 변압기 관련해서는 총 240여 개의 기업이 추산되었으며, 그 중 현대중공업, 효성, 일진전기, 케이피일렉트릭, 영화산업전기 등이 주요 기업으로 평가됐다.
산업구조는 대기업이 60%, 중소기업이 40%를 점유하고 있으며, 국내 고용인원은 약 1,200명으로 집계되었다. 또한 국내 시장규모는 약 1,500,000백만 원으로 추정되고 있다.
한편, 국내 기업들의 경쟁력 수준은 선진국에 비해 기술력은 약 90% 수준이며, 가격은 30% 가량 저렴한 것으로 나타났다.

글 이명규 기자(press6@engnews.co.kr)

1. 변압기의 개요

(1) 변압기의 정의

변압기는 전자유도작용에 의해 한 편의 권선에 공급한 교류 전기를 다른 편의 권선에 동일 주파수의 교류 전기의 전압으로 변환시켜 주는 역할을 한다.

(2) 변압기의 원리

가정이나 공장에 공급되는 전원은 교류이다. 전력은 크게 전압과 전류의 곱으로 나타낸다. 그러므로 같은 전력을 전송할 때, 전압을 크게 하면 전류는 적어진다. 전력을 공급하는 선로에는 저항이 있어서 I²R에 해당하는 손실이 발생하게 되며, 상대적으로 전류가 적은 전력을 전송하게 되면 전기에너지의 손실을 줄일 수 있게 된다.
교류를 사용하면 변압기를 이용해 전압을 쉽게 변화시킬 수 있으므로 전력의 전송효율이 높아지게 된다.

- 전자 유도 작용
변압기의 기본 원리는 패러데이의 전자유도법칙(Faraday's law of electromagnetic induction)과 렌츠의 법칙(Lenz's law)으로 설명될 수 있다.
전자 유도 작용에 의해 유도 기전력이 발생하며, 이때 발생된 유도 기전력의 방향은 렌츠의 법칙에 의해 결정된다.

(3) 변압기의 종류와 구조

1) 변압기의 종류

변압기의 종류에는 냉각방식, 내부구조, 상(Phase) 수, 권선의 수, 절연, 용도에 따라 여러 가지가 있다.
건식 변압기는 유입식 변압기와 달리 공기에 의해 냉각하는 공랭식이다. 유입식 변압기보다 안전성이 좋아 병원, 호텔, 극장, 학교 등의 실내에 설치한다.
몰드 변압기는 저압과 고압 권선을 진공 상태에서 주형으로 만든다. 절연 재료로는 에폭시 수지 등을 사용한다. 또한 내구성과 난연성이 우수하고 유입식과 건식의 장점을 갖는다.
패드 변압기는 지하로 절연 케이블에 의해 전기를 공급하는 주택 지역, 상가, 병원, 공장 지대에 주로 설치된다. 안전성이 뛰어나며 기후의 영향을 적게 받는다는 특성이 있다.

2) 변압기의 구조
변압기의 구조는 전력의 크기와 상 수에 따라 크게 달라진다. 일반적으로 전압이 높으면 절연을 충분히 고려해야 한다. 그리고 전류가 높으면 권선의 지름이 큰 것을 사용해야 한다. 또한 단상과 3상의 여부에 따라 변압기의 구조도 달라지게 된다.
변압기의 구조는 자기 회로를 구성하는 철심, 전기 회로를 구성하는 권선, 절연을 위한 부싱과 절연유, 본체를 이루는 외함(탱크)과 커버 등으로 이뤄져있다.

(4) 변압기의 이용

1) 정격
변압기가 정상 상태에서 연속적으로 사용된다는 가정 하에서 주파수, 전압, 전류, 역률, 용량 등의 조건을 변압기 정격(Transformer Rating)이라 한다.
한국산업규격(KS)에서는 여러 가지 변압기에 대한 규격을 제시하고 있다.

- 정격 변압
변압기의 운전과 성능 특성을 나타낼 때의 기준 전압으로서 무부하 운전시에 발생되는 전압(명판에 기재된 1차 및 2차 전압의 실효값)을 말한다.

- 정격 용량
명판에 기재된 전력(피상 전력)이다. 정격 전압, 정격 주파수, 정격 역률에서 지정된 온도 상승 한도를 넘지 않고 출력 단자 사이에서 얻어지는 값(kVA, MVA)을 말한다.

- 정격 전류
정격 용량과 정격 전압에서 산출되는 선로 전류의 실효값을 말한다. 예를 들면 정격 2차 전류를 정격 용량을 거쳐 정격 2차 전압으로 나눠 구하면 된다.

2) 명판
전기 기기에는 사용자가 이용하는데 필요한 정보를 명판에 기입해 보기 쉬운 곳에 부착한다. 일반적으로 변압기의 명판에는 명칭, 제조자명, 제조번호, 제조연월, 정격 용량, 정격 주파수, 상 수, 정격 전압, 정격 전류, 절연 종류, 온도 상승 한도, 총 중량 등 기타 필요한 사항들을 기재한다.

3) 변압기의 결선법
3상 변압기는 1대의 변압기로 3상 전압을 변압하는데 사용된다.
단상 변압기 3대를 사용해 3상 전압을 변압할 때는 적절한 결선을 해야 한다. 결선 방식으로는 Y-Y, △-△, Y-△, △-Y 등이 있다. 또한 단상 변압기 2대를 이용한 3상 전압의 변압 방식으로는 V-V 결선이 있다.

(5) 특수 변압기

특정한 목적에 사용하기 위해 설계된 변압기를 특수 변압기라 하며, 이들의 원리, 구조, 특성, 용도는 다음과 같다.

1) 단권 변압기

일반 변압기와는 달리 철심에 1차, 2차 권선을 직렬로 감아 공통 권선을 가지도록 설계된 변압기를 단권 변압기(Autotransformer)라고 한다.
단권 변압기의 원리는 전력용 변압기와 비슷하고 변압비도 같다. 보통 변압비의 크기가 적을수록 효율이 좋기 때문에 선로 전압을 10% 정도 올리는 승압기로 주로 사용되며, 전동기를 기동할 때 공급 전압을 낮춰 기동 전류를 제한하는 기동 보상기로도 쓰인다. 특히, 전압을 연속적으로 변화시키는 소용량의 슬라이닥스(Slidacs)로 가장 많이 적용되고 있다.

2) 누설 변압기

변압기 자기 회로의 일부에 공극(Air Gap)을 두고 자속을 누설시켜 부하가 변해도 일정한 전류를 유지시키는 변압기를 누설 변압기(High-impedance Transformer)라 한다.
누설 변압기는 부하 전류가 증가하면 누설 자속이 증가해 2차측 유도 기전력이 감소한다. 따라서 2차 전압이 급격히 감소해 부하 전류를 일정하게 유지시키는 수하 특성을 가진다.
이 변압기는 네온용 변압기, 방전용 변압기, 아크 용접기 등에 사용된다.

3) 계기용 변성기

교류 회로의 측정 계기나 계전기에 고전압이나 대전류를 직접 연결하는 것은 사용자의 안전 및 측정 계기에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 고전압이나 대전류로부러 계기를 격리시킬 필요가 있는데, 이 때 사용하는 것이 계기용 변성기(Instrument Tranformer)이다.
계기용 변성기에는 계기용 변압기, 변류기, 계기용 변압 변류기가 있다.

2. 변압기 산업의 현황과 전망

(1) 국내 산업 현황과 전망

최근 국내외 전력수요 증가 및 신재생에너지 설비 보급 활성화, 수출비중이 국내 생산의 약 41%을 차지하며 전년대비 전력기기의 생산 1.9%(42조), 수출 15.4%(160억불), 수입 11.3%(145억불) 증가가 점쳐지고 있다.
세계 및 한국경제 성장률 소폭 상승, SOC사업의 낮은 성장률, 건설 및 조선 경기 침체 지속, 대수요처인 전력 및 발전사의 경영적자로 인한 투자 불확실 등에도 불구하고, 중동지역으로의 꾸준한 수출증가세, 인도, 브라질 등 신흥국의 경제 발전에 따라 사회 간접자본 확충 및 전력설비 투자 확대 예상 등으로 수출이 전망된다.
이에 따라 업계에서는 계속되는 국내 경기 부진에 따른 소비 심리 위축 및 투자 감소, 한전 국제입찰 시행에 따른 불안 등에도 불구하고, 풍력 발전 등의 신재생에너지 시장이 빠르게 성장하고 있으며, 고효율 전동기와 같은 에너지 절감 제품에 대한 수요 증가, 중동 및 신흥국 지역으로의 수출증가세 지속으로 전년대비 1.9% 증가한 42조원의 생산이 예상되고 있다.
한편, 전 세계 발전수요는 노후설비 교체수요를 바탕으로 연 2~3%수준의 완만한 성장세를 이어가고 있으며, 특히 중동, 아프리카, 신흥국 지역을 중심으로 수요가 크게 증가해 전년대비 15.4% 증가한 160억불 수출이 전망된다.
주요 수출지역은 중국, 미국, 사우디, 베트남으로 전체 수출 비중의 50%대가 점쳐지며, 주요 수출품목으로는 전선, 변압기, 차단기, 발전기 등 주요품목의 꾸준한 증가세가 예상된다.
물론, 값싸고 기준에도 부합한 중국산 저가 부품의 사용선호도가 증가하고 있긴 하나, 수출산업화를 위한 꾸준한 노력으로 1,480백만불의 무역 흑자를 업계에서는 기대하고 있는 것으로 나타났다.

(2) 해외 산업 현황과 전망

국제기후변화협약 이행에 따른 해외 기술트렌드는 환경, IT 융합, 고효율, 초고압부문의 R&D에 많은 투자를 하고 있다.
특히, 변압기의 경우에는 50dB까지 저감할 수 있는 저소음변압기와 식물성절연유 전력용변압기, 전자식변성기 및 광 CT/PT 상용화를 위한 변성기의 기술개발이 이뤄지고 있는 것으로 나타났다.
일본, 프랑스, 독일 등 메이저 기업들은 인수?합병을 통한 대규모?다국적 기업으로 변모하고 있고, 국제규격기구를 창설해 활동을 강화하며, 선진국 간 상호인정 및 M&A 등을 통한 해외시장 선점 전략을 구사하고 있다.
또한 기술개발은 자국에서, 생산은 현지에서의 기술개발 분리정책으로 기술유출 사전 방지와 친환경 전력기기와 정보통신기술(IT)의 융합을 통한 새로운 시장 출현에 대응하기 위해 ABB(스위스), 지멘스(독일), 아레바(프랑스) 등 100년 이상의 기술력을 가진 유럽 기업들이 막대한 R&D 예산을 투입중이다.
세계 전력 기자재시장의 40% 이상을 ABB, 슈나이더, 지멘스, 아레바, 미쓰비시, 히다치가 점유하고 있고, 나머지는 도시바, GE, 쿠퍼 등이 차지하고 있으며, 이들 기업을 보유하고 있는 스위스, 독일, 프랑스 등이 전력기자재 기술을 선도하고 있는 것으로 파악된다.
세계 각국에서는 2030년까지 11조불을 투자할 것으로 전망되며, 이중 아세안 및 남미, 인도 등 개발도상국은 57% 이상을 전기산업과 연관된 인프라분야에 투자될 것으로 예상된다.
세계 전기산업 시장에서 연평균 5.0% 이상의 성장세가 꺾이는 원인은 전반적인 세계경제 둔화에 따른 것으로 분석된다.
다만, BRICs(브라질, 러시아, 인도, 중국), 아세안 국가 등 신흥국 및 일본이 전년대비 또는 소폭의 경제 성장률로 인해 3.7% 내외로 증가한 전기산업 시장이 형성될 것으로 전망되나, 전반적으로 유로존 국가들의 부도 우려로 글로벌 금융시장불안이 지속되면서 설비투자위축 및 경기침체우려 확산으로 전기산업도 성장률이 둔화될 것으로 판단된다.

3. 마무리

지구 온난화 방지를 위한 기후변화협약인 교도의정서가 2005년 발효됨에 따라 국제적으로 환경관련규제가 강화될 것으로 전망되어 친환경기기의 개발 및 대체에너지 수요가 증대되고, 고효율 Compact화 개발 수요가 증가되고 있으며, 국가 간 및 남북 간 계통연계 및 전기공급 안정도 향상을 위한 신 송전기술인 FACTS, HVDC 등의 적용에 따라 새로운 전기기기 시장의 창출이 예상된다.
또한 전기기기 시장 현황은 국가간 지역간 FTA 체결이 확산됨에 따라 장기적으로 수출입의 자유화가 예상되며 국내 전기기기산업은 기술선진국의 핵심기술이전 회피와 기술개발 후발국인 중국 대만 인도 등의 저가 공세의 악재로 점점 국제 경쟁력이 약화 될것으로 전망되어 가격 및 품질경쟁력의 확보가 절실한 실정이다.
따라서 전기기기산업의 수출산업화와 미래 성장산업으로 육성하기 위해 전기기기의 미래 기술수요를 예측하고 체계적인 연구개발 계획을 수립하고 미래 핵심기술을 선점하는 것은 당면한 최대 과제로 판단된다.

최근 전기동력자동차의 성능향상, 가격인하와 모델 다양화 경쟁이 심화되고 있다. 또한 각국 정부는 전기동력자동차 관련 예산 지원을 확대하고 있는 상황이다. 이에 따라 배터리를 포함한 핵심부품의 성능 향상, 희토류 대체 소재의 개발과 경량 소재의 개발은 전기자동차의 가격 인하와 1회 충전 주행거리의 증대에 기여하고 있다.
최근 전 세계 전기자동차 수요가 빠르게 증가하고 있으나, 국내 수요는 상대적으로 부진한 실정이다. 구매 보조금, 차량 및 충전소의 공급과 소비자들의 이해가 부족하기 때문이다. 본지에서는 산업연구원에서 제시한 전기동력자동차의 수급 현황과 주요 기업들의 경쟁전략 및 각국 정부의 지원 정책에 대해 살펴보고 국내 전기동력자동차산업의 발전방안을 게재하고자 한다. 본 내용은 지면상의 이유로 재편집되었다.

자료. 이항구 산업연구원 선임연구위원

1. 전기동력자동차 수급 현황

(1) 하이브리드 초기 보급 속도를 추월한 전기자동차 보급 속도

전 세계적으로 전기자동차(이하 전기차)의 수요가 증가하고 있지만 국내 전기차 수요는 답보상태에서 벗어나지 못하고 있다. 예산 제약으로 인해 구매 보조금을 충분히 지급하지 못하고 있는 가운데 국내 소비자들이 경형 전기차의 높은 가격과 긴 충전시간, 짧은 1회 충전 주행거리로 인해 구매를 회피하고 있기 때문이다. 이에 따라 공공용을 중심으로 전기차를 보급하고 있으나, 성능 부족으로 인해 제한적인 사용에 그치고 있다.
국내 전기차 산업은 2010년에 도전적 목표의 설정과 함께 출범했으나, 중소 전기차 업체의 무리한 사업 추진에 따른 도산과 구매 보조금, 차량 및 충전소 공급과 소비자들의 이해 부족으로 초기 수요 창출에 어려움을 겪고 있다. 우리 자동차 산업이 세계 생산 5위와 수출 3위의 위상을 차지하고 있지만, 전기차 생산 및 판매 물량과 승용차 판매에서 차지하는 전기차의 비중 면에서는 10위권 밖을 맴돌고 있다.
한편, 지난 6월 말 기준으로 세계 전기차 누적 판매는 60만 대를 상회한 것으로 추정되며, 금년 세계 전기차 수요는 유가 하락에도 불구하고 40만 대에 육박할 전망이다. 이러한 수요 증가는 모델의 다양화와 충전하부구조의 확산과 함께 소비자들의 전기차에 대한 인식이 개선되고 있기 때문이다. 이에 따라 전기차가 출시된 후 4년간 판매 증가율이 하이브리드 출시 후 판매 증가율을 상회하고 있다.

(2) 개선되고 있는 전기차의 소비자 인식

미국 소비자를 대상으로 실시한 설문 조사에서 미국 소비자들은 전기차의 1회 충전 주행거리보다 가격에 더 민감한 것으로 나타났다. 이에 따라 미국의 소비자들은 당분간 가격이 하락하고 있는 1회 충전 주행거리 100마일 미만의 전기차 구매를 확대할 것으로 보인다.
친환경자동차의 보급을 적극 추진하고 있는 영국 소비자들의 전기차에 대한 인식 역시 개선되고 있다. 영국 정부가 지난 2월에 전기차의 수요를 촉진하기 위해 ‘Go Ultra Low’ 커뮤니케이션 캠페인을 실시한 직후, 시행한 전기차 수요 조사에서 전기차를 보유하고 있다고 응답한 비중은 0.3%에 불과했지만 응답자의 5%가 구매 의사를 밝혔다. 또한 영국 소비자들은 전기차 구매 결정에 영향을 미치는 요인으로 가격(85%), 신뢰성(78%), 안전성(66%)과 편의성(53%)을 들었다. 운전면허 소지자들은 구매에 부정적인 영향을 미치는 요인으로 충전의 불편함(40%), 1회 충전 주행거리(39%), 비용(33%), 정보부족(16%)을 꼽았다. 영국 정부는 이러한 설문 결과를 바탕으로 전기차 보급 및 육성 정책을 강화해 나가고 있다.
세계 최대의 자동차시장인 중국의 전기차 판매는 2013년에 1만 7,600대를 기록했는데 순수 전기차가 1만 4,243대, 플러그 인 하이브리드 자동차가 3,290대 판매되었다. 중국의 금년 상반기 전기차 생산은 1만 2,185대, 판매는 1만 1,777대를 기록했으며, 2만 6,000개의 완속 충전기와 600개소의 급속 충전 및 배터리 교환소를 설치했다. 중국 정부는 2020년까지 500만 대의 전기차를 보급한다는 계획이 차질을 빚자 2015년에 50만 대를 보급하는 것으로 목표를 축소 조정하면서 ‘신에너지’ 정책을 수립해 운용하고 있다.
한편, 2014년 상반기 기준국별 전기동력자동차 보급 현황을 보면 먼저 고속 전기차가 판매되었던 미국은 22만 6,000대, 일본은 8만 대, 중국은 5만 9,000대가 등록되어 있다. 또한 EU 전체로는 15만 대가 등록되어 있는데 네덜란드가 3만 8,000대, 프랑스는 3만 5,000대, 노르웨이는 3만 2,000대를 기록했다.
한편, 2015년에는 현대, 도요타와 혼다가 수소연료전지자동차(이하 수소차)를 시판할 예정인 가운데 초기 수요는 업체별로 수천 대에 그칠 예상이다. 자동차의 가격도 문제지만 수소충전소 설치비용이 20억 원 정도로 높기 때문이다. 따라서 전 세계 수소차 수요는 대도시를 중심으로 2015년의 340억 엔에서 2025년에는 3조 3,000억 엔으로 증가할 전망이다.

2. 주요 기업의 경쟁전략

세계 유수의 완성차업체들은 기존의 내연기관을 대체할 수 있는 다양한 동력원을 개발하고 있으며, 전기에너지가 중심이 되고 있다. 자동차업체들은 하이브리드를 제외한 순수 전기동력자동차인 배터리전기와 수소연료전지 자동차의 개발에 박차를 가하고 있다. 세계 10대 양산차와 고급차 업체 중 르노닛산과 푸조시트로엥은 전기차를 중심으로, GM, 포드, BMW는 플러그 인 하이브리드를 중심으로 모델을 다양화하고 있다.
한편, 도요타는 하이브리드, 플러그 인 하이브리드와 수소차로 전기동력자동차의 중심 축을 이동하고 있으며, 현대와 혼다는 하이브리드와 수소연료전지자동차의 상용화를 가속화하고 있다. 특히 수소차 분야에서는 도요타-BMW, 혼다-GM, 벤츠-포드-르노닛산이 제휴를 통해 모델 개발과 상용화를 추진중이다.
주요 완성차업체들은 소형 전기차가 현재 교통혼잡이 심한 대도시의 단거리 주행용으로 적합하다고 판단하고 있다. 따라서 장거리 주행용 플러그 인 하이브리드와 주행거리연장(RE) 모델을 상용화하고 있으며, 성능이 향상된 중형 전기차를 개발하는 한편 장기적으로 수소차의 상용화를 모색하고 있다.

(1) 전기자동차 가격 하락 가시화

2013년 경·소형 전기차 가격은 배터리 가격이 2010년 대비 40%가 하락하면서 떨어졌다. 이미 경형 전기차의 가격이 2만 달러대로 하락했으며, 소형모델의 가격은 3만 달러대로 하락했다. 이러한 가운데 고급 전기차의 대명사인 테슬라가 준중형 전기차시장 선점에 나서면서 자동차업체 간 가격인하와 성능향상 경쟁이 심화되고 있다. 테슬라는 2017년에 1회 충전 300㎞ 이상 주행이 가능한 Ⅲ 모델을 3만 5,000달러에 출시할 계획이다. 이에 따라 2017년에는 중형 전기차 실질 구매가격이 2만 달러 전반대로 하락하고 1회 충전 주행거리도 소비자의 기대치를 충족시킬 전망이다. 한편 테슬라는 50억 달러를 투자해 배터리 생산 공장인 ‘기가팩토리’를 건설할 계획인데, 동 공장이 준공될 경우 배터리 팩 가격이 30% 하락하면서 전기차 가격인하가 가능해 2020년에는 연 50만 대의 전기차를 판매할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

(2) 개방형 혁신의 가속화

테슬라는 전기차산업 내 경쟁보다는 화석연료를 사용하는 내연기관을 대체할 수 있는 전기차의 보급을 촉진할 수 있는 협력의 장을 마련코자 보유 특허를 개방했다. 이에 따라 전기차산업에서 오픈 소스 기반의 연구개발이 가속화될 전망이며, 자동차업체와 연관산업 내 기업 간에 전략적 제휴가 확대될 예상이다.
이미 세계 전기차 시장의 40%를 점유하고 있는 닛산, BMW, 테슬라 간의 협력이 모색되고 있으며, 닛산과 미쓰비시는 2016년에 보조금 수령 후 150만 엔에 구입이 가능한 경형전기차의 상용화를 위해 공동으로 노력하고 있다. 또한 벤츠-BMW-보쉬-지멘스는 충전 편의성의 제고를 위해 무선충전기를 공동 개발하고 있다.
한편 배터리업체들이 성능향상과 경량화를 위한 기술개발 투자를 확대하고 있는 가운데 공급과잉으로 인해 2017년경에는 배터리산업에서의 빅뱅(Big Bang), 즉 구조조정이 발생할 가능성이 높다. 그 결과 현재 100여 개에 달하는 배터리 제조업체들이 대형업체 중심으로 재편되면서 선두 대형 배터리업체들이 규모의 경제 실현에 따른 가격인하에 적극 나설 전망이다.

(3) 수소연료전지 자동차 분야에서의 전략적 제휴 증가

자동차업체들은 그동안 90억 달러 이상을 연료전지 연구개발에 투자해왔으며, 최근에도 연 10억 달러 이상을 수소차와 충전기 개발에 투자하고 있다. 세계 최초로 수소차 양산기술을 확보한 현대자동차는 하이브리드 자동차의 모델을 대형화하면서 수소차의 상용화에 박차를 가하고 있다. 현대차는 캘리포니아주에서 월 499달러에 수소차를 임대해 주고 있으며, 2025년까지 국내시장에서 1만 대 이상을 보급할 계획이다.
혼다는 이미 캘리포니아주에서 월 600달러에 수소차를 임대해 주고 있다.
금년에 시간당 100만 달러를 상회하는 연구개발 투자를 진행하고 있는 도요타는 하이브리드 자동차시장을 석권한 후 수소차 시장을 선점하기 위해 연구개발 투자를 확대하고 있다. 그 동안 도요타는 연료전지 파워트레인의 비용을 95% 절감했으며, 추가로 비용을 절감할 계획이다.
GM은 국가재활용에너지연구소(NREL)와 공동으로 연료전지소재와 제조비용을 절감하기 위한 공동연구를 추진 중이다. GM은 2002년 이후 연료전지 특허 출원에서 수위를 차지하고 있으며, 2013년에는 혼다와 2020년까지 차세대 연료전지와 수소저장시스템을 상용화하는 장기 협력 계약을 체결했다.
미국 U.C. Davis의 운송학연구소는 최근 수소차의 조기 상용화를 위해서는 정부와 산업계의 수소충전 하부구조 개발에 대한 새로운 인식, 자동차 가격 및 하부구조 구축비용의 절감, 모델의 다양화, 수소 생성을 위한 저비용 천연가스 공급과 새로운 기후 변화 해법 등이 필요하다고 분석했다.

3. 각국 정부의 지원 정책 동향

(1) 도전적 보급 목표의 하향 조정과 상용화 촉진

각국 정부는 도전적인 전기차 보급 목표 달성이 어렵게 되자 새로운 보급 촉진 정책을 수립해 운용하고 있다. 중국은 전술한 바와 같이 보급 목표를 하향 조정했으며, 금년에만 4차례에 걸쳐 신에너지 자동차의 구매와 생산을 촉진할 수 있는 지원 정책을 발표했다.
중국 정부는 2014~2016년 기간 중 정부 구매 자동차의 최소 30% 이상을 신에너지 자동차로 구매하도록 의무화했다. 이에 따라 2014년 중국의 신에너지 자동차 판매 대수는 정부가 3만대 이상을 구매하면서 5만 대에 달할 예상이다.
또한 중국 정부는 2014년 9월부터 2017년 말까지 신에너지 자동차 구매자들에게 10%의 자동차구매세를 면제해줄 방침이다. 따라서 북경시 소비자들은 최대 11만 4,000위안의 보조금을 받고 전기차를 구매할 수 있게 되었다.
독일은 2009년에 2020년까지 100만대의 전기차를 보급한다는 목표를 설정했으나, 최근 10만 대로 하향 조정했다. 2014년 상반기 현재 독일에는 1만 6,900대의 전기차가 보급되어 있는데, 이는 내연기관 자동차 1만 대당 4대꼴로 프랑스의 10대에 비해 낮은 수준이다. 독일은 전기차 구매자들에게 보조금을 지급하는 대신 10년간 도로세(Road Tax)를 면제해주고 있다. 독일 정부는 수요 촉진을 위해 도심지 버스전용차로 주행을 허용하고, 주차비를 면제해 주고 있으며, 충전기 주변 주차 공간을 전기차 전용으로 설정할 계획이다.
프랑스 정부는 금년에 보너스 말뤼스(Bonus-Malus) 제도에 의해 6,300유로를 전기차 보조금으로 지급하고 있는데, 디젤자동차를 보유하고 있는 소비자가 전기차로 대체 구매할 경우 1만 유로를 추가로 지원할 방침이다. 현재 프랑스의 등록 자동차 중 디젤차 비중은 70%를 상회하고 있는데, 이들이 전기차로 교체 구매할 경우 준중형 모델의 실질 구매 가격이 1만 유로대 이하로 하락함으로써 전기차 수요가 큰 폭으로 증가할 전망이다. 이러한 정책은 전기차를 생산하고 있는 프랑스와 일본 자동차업체들에 긍정적인 영향을 미칠 것이나, 디젤차를 양산하고 있는 독일업체들에는 부정적인 영향을 미칠 예상이다. 프랑스는 전기차 보급을 촉진하기 위해 금년 말까지 충전소를 1만 6,000개소로 확대할 계획이다.

(2) 수소연료전지 자동차 중장기 로드맵 수립

미국의 부시 행정부는 수소사회 실현을 위한 로드맵을 설정했으나, 오바마 정부는 이를 축소 조정했다. 대신 오바마 행정부는 ‘EV Everywhere Grand Challenge’ 프로그램을 바탕으로 전기차산업을 육성하고 있다. 미국 전기차 개발의 특징 중 하나는 국방부의 자금 지원이다. 미 국방부는 리튬이온 배터리와 타이어 성능향상 등의 프로젝트에 자금을 지원하고 있다.
한편 미국은 저렴하고 매장량이 풍부한 셰일가스를 활용해 천연가스기반 수소차를 보급할 계획이다. 미국의 지자체들도 무공해자동차(ZEV: Zero Emission Vehicle) 보급에 적극 나서고 있는데, 캘리포니아주는 2025년까지 ZEV 150만 대를 보급한다는 목표 아래 수소충전소 구축을 확대하고 있다. 캘리포니아 주정부는 2015년까지 5,000만 달러를 투자해 28개소의 수소 충전소를 구축하고 1개의 이동형 충전차량을 운행할 계획이다.
일본 정부는 지난 6월 2030년까지 수소?연료전지 관련 시장을 1조 엔 규모로 육성하고, 2050년에 8조 엔 규모로 확대하는 ‘수소?연료전지 전략 로드맵’을 발표했다. 일본 정부는 에너지원으로서의 수소의 중요성을 강조하면서 100개 이상의 충전소를 건설할 계획이다. 일본 정부는 수소차 구매자들에게 200만 엔의 보조금을 지급할 계획이며, 아이치현을 포함한 지자체들도 최대 100만 엔의 보조금을 지급할 계획이다.

4. 전기동력 자동차산업의 발전방안

우리 정부는 2010년에 도전적인 목표를 설정하고 전기동력 자동차산업을 육성하기 위한 비전과 장기 전략을 제시했다. 자동차산업의 지속적인 성장을 위해서는 내연기관자동차를 전기동력자동차로 대체해 나가면서 창업과 고용을 창출할 필요성이 높기 때문이다. 예상했던 대로 최근에는 전기차 관련 창업이 증가하고 있으며 국내 완성차업체들도 전기차 모델을 출시했지만, 신기술 제품의 산업화 초기에 나타났던 문제점들이 여실히 드러나기 시작했다. 자동차산업의 기술패러다임이 변화하고 있으나 조기구매자의 욕구를 충족시키지 못하는 전기차 성능과 가격, 홍보 부족에 따른 소비자들의 부정적인 인식, 미진한 충전 표준화와 네트워크, 완성차업체들의 관망 태도와 저속 전기차업체의 도산, 예산 부족과 관련 법?제도의 미비 등이 초기시장 형성에 부정적인 영향을 미쳤다. 그 결과 최근 주요국의 전기차 수요가 배증하고 있으나, 국내 수요는 정체되어 있다.
이러한 상황을 고려해 볼 때 국내 전기동력자동차산업을 육성하기 위해서는 우선 전기동력 자동차산업이 진화를 거듭하고 있다는 점에서 산관공동으로 지속적인 홍보활동을 펼쳐야 한다. 미국은 체계적인 홍보를 통해 소비자들의 이해도를 제고하고 조기 수용자들의 적극적인 구매에 힘입어 세계 최대의 전기동력자동차시장으로 성장하고 있다.
둘째, 기존 금융 세제 유인제도를 개선해야 한다. 각국 정부는 전기차의 초기 시장 창출을 위해서 구매 보조금과 충전하부구조 구축을 지원하고 있다. 우리나라의 전기차 대당 보조금 수준은 주요국에 비해 낮은 수준은 아니나 보조금 예산 규모가 상대적으로 적어 보급 속도가 느린 실정이다. 이를 보완하기 위해서는 현재의 친환경 차종별 지원 체계보다는 하이브리드와 전기동력자동차를 통합해 연비에 상응하는, 즉 리터당 주행거리를 환산해 세제혜택과 보조금을 차등 지급하는 방안을 강구해야 한다. 이는 자동차업체 간 경쟁을 유발해 전기동력자동차의 성능향상에도 기여할 수 있다.
또한 국내 승용차 판매의 2.5%를 차지하고 있는 하이브리드 자동차에 대한 세제 감면은 점차 축소하고, 소형 개인이동수단(Personal Mobility)을 보조금 지급 대상에 포함해야 한다.
친환경 자동차의 주 소비계층으로 부상하고 있는 20대와 30대 소비자들의 취향을 반영해 전기차 수요 기반을 확충하기 위한 목적에서다. 수소차에 대한 구매 보조금 역시 1회 충전거리와 판매 물량변화를 고려해 신축적으로 지원하는 방안을 모색해야 한다. 또한 공공기관뿐 아니라 민간 기업이 전기동력자동차 구매를 확대할 수 있도록 업무용 차량으로 전기동력자동차를 구매할 경우 교통유발부담금을 감면하거나 세액공제해 주는 방안을 검토해 볼 필요가 있다.
셋째, 수소차의 연구개발과 관련, 하부구조 구축에 대한 지원을 확대해야 한다. 2015년에는 수소차의 상용화가 이루어지면서 전기동력자동차시대가 본격적으로 전개될 예상이다. 중단기적으로 볼 때 전기차의 수요가 수소차의 수요를 큰 폭으로 상회할 것은 주지의 사실이다. 전기 공급비용이 수소에 비해 저렴하고 전력망이 잘 갖추어져 있으나, 수소차와 충전소 설치 비용이 상대적으로 높기 때문이다. 그러나 장기적으로는 수소 생성 및 공급 기술의 발달로 인해 수소 공급비용이 하락하고, 수소에너지가 에너지원의 채굴에서 자동차 주행에 이르기까지의 과정인 Well to Wheel 차원에서 전기에너지보다 친환경적이자 장기적으로 자동차시장을 지배할 것이라는 점에서 적극적인 선행투자가 필요하다.
넷째, 중장기적으로 전기동력자동차를 에너지 공급원으로 활용하기 위해서 스마트 그리드 및 에너지저장시스템과의 연계성을 강화해야 한다. 선진국에서는 자동차, 전력, 배터리, 전자, 스마트그리드 관련업체들이 대형 컨소시엄을 구성해 ‘스마트 홈’ 프로젝트 등을 추진하고 있다. 국내에서도 유사한 프로젝트가 진행되고 있으나, 참여 주체의 다양성이나 수가 상대적으로 적고 준폐쇄적이며 수직적인 협력 구조를 나타내고 있어서 개방적이고 수평적인 구조로의 전환이 요구된다.
자동차산업의 패러다임 변화는 거스를 수 없는 조류다. 향후 10년의 변화속도가 지난 20년의 변화속도를 추월할 것이며, 향후 20년의 변화가 지난 100년간의 변화를 능가할 예상이다. 내연기관시대에 ‘신속한 추격자’의 전략을 바탕으로 압축성장의 신화를 이뤄낸 국내 자동차산업이 전기동력 스마트 카 시대에 지속가능 성장기반을 강화하기 위해서는 완성차업체뿐 아니라 자동차산업 이해관계자들의 적극적인 투자와 지원이 필요한 시점이다.