하이브리드, 자동차만 쓰고 있을까?
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하이브리드, 자동차만 쓰고 있을까?
  • 박병하
  • 승인 2016.04.15 00:00
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하이브리드 자동차는 1997년, 토요타가 처음 내놓은 하이브리드 자동차 `프리우스`를 내놓은 이후부터 대중에게 알려지기 시작했다. 그리고 프리우스가 유례없는 대성공을 거두면서 `하이브리드`는 더 이상 `잡종`이 아닌, `친환경`과 `고효율`을 상징하는 키워드로서 대중에 정착되기 시작했다. 그리고 프리우스의 성공에 자극 받은 수많은 제조사들이 하이브리드 자동차를 비롯한 각종 친환경차 개발에 의욕적으로 뛰어 들기 시작한 단초를 제공했다. 하이브리드 자동차의 대중화는 `하이브리드`라는 개념 자체에 대한 생소함을 덜어내는 계기를 마련했으며, 이제는 자동차 이외의 온갖 분야에서 하이브리드라는 표현이 범람하고 있다.



그렇다면 하이브리드란 대체 어떠한 개념일까? 하이브리드(Hybrid)는 영어로 동/식물의 `잡종`, 혹은 서로 다른 성격을 가진 두 가지, 혹은 그 이상의 혼합체를 의미한다. 기계에서는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 구조를 말하며, 특히 최근에는 자동차 업계에서 활발히 사용되고 있는 표현이기도 하다. 따라서 광의(廣義)의 하이브리드는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 형태를 모두 일컫는다고 할 수 있다.



두 가지 이상의 동력을 함께 사용한다는 구상은 인간이 동력을 사용한 때부터 있어 왔다. 대표적인 예로, 돛과 증기기관을 함께 사용하는 최초의 기범선(機帆船)을 예로 들 수 있다. 이 외에도 현대 선박의 각종 결합 추진 방식을 통해 두 가지 이상의 동력을 함께 사용하는 개념을 적극 활용하고 있다. 대표적인 예로 우리나라의 윤영하급 고속함에 적용한 CODAG(Combined diesel and gas) 방식이 있다. CODAG 방식은 디젤엔진과 가스터빈을 기계적으로 연결시켜 함께 구동시키는 방식이다. 독일에서 처음 발명되어 독일 해군의 쾰른급 호위함 등에 적용한 방식이다.


물론, 하이브리드 자동차와 같이, 강한 동력이 필요치 않을 때 전기모터만으로 추진하는 형태의 선박도 존재한다. 이른 바, `그린 쉽(Green Ship)` 개념의 선박이 그것으로, 주기관과 함께 전기 모터를 병용하는 형태다. 여기에 운항 시에는 주기관을 정지하고 전기 모터만을 이용하여 추진할 수 있는 능력 등, 주기관을 정지한 상태에서 항행이 가능한 형태도 있다. 이러한 형태의 선박은 현재에도 상선과 군함을 가리지 않고 꾸준히 연구개발이 진행되고 있다.



선박 외에도 넓은 의미에서의 하이브리드의 개념은 철도 부문에서는 이미 널리 쓰이고 있다. 우리와 가까운 예로는 코레일이 구 철도청 시절부터 사용해 왔던 7100~7500호대 디젤전기기관차를 그 예로 들 수 있다. 특대형 기관차는 보통 `디젤기관차`라고 불리며, 특유의 어마어마한 소음과 매연으로 인해, 공해의 상징으로도 비춰지는 측면이 있지만, 놀랍게도, 이 기관차는 하이브리드다. 디젤-전기 하이브리드 구조로 제작된 특대형 기관차는 디젤엔진으로 발전을 하고 구동은 전기모터로 하여, 총 총 3,000마력의 힘을 발휘한다.



최근에는 하이브리드 자동차와 같이, 배터리를 이용하여, 일정 시간은 전기 자체로만 기동할 수 있는 풀 하이브리드 방식의 기관차가 연구 되고 있다. 아우디는 지난 해부터 TGV로 유명한 프랑스계 다국적기업 알스톰(ALSTOM)과 함께, 자동차의 플러그-인 하이브리드 방식의 기관차를 연구 중에 있다. 아우디는 이 기관차를 판매하려는 것이 아니라, 독일 잉골슈타트의 아우디 공장에서 운영하기 위해 제작했다. 부품 및 자재의 운반이나 고객에게 완성차를 인도하는 등의 작업을 하고 있다.


다른 예로는 일본화물철도(이하 JR화물)의 HD300 하이브리드 기관차가 있다. 이 기관차는 디젤-전기기관차가 사용하는 방식과 리튬 이온 배터리의 두 가지 동력원으로 하이브리드 구동계를 구성하며, 일반적인 하이브리드 자동차들이 갖는 `제동 에너지 회생 장치`까지 탑재한다.

이 외에도 하이브리드는 항공기 분야에서도 꾸준히 연구되고 있다. 독일의 지멘스(Siemens)는 EADS 산하의 에어버스(Airbus)와의 협업을 통해 전기 모터를 주 동력으로, 가솔린 엔진을 보조 동력으로 하는 하이브리드 경항공기의 시제품을 제작, 비행에 성공한 바 있다. 이들은 현재 100인승의 승객을 탑승시킬 수 있는 하이브리드 여객기를 개발 중에 있다.

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