일본 토요타자동차(이하 토요타)가 배터리 및 탄소중립을 향한 미디어/투자자 설명회를 개최했다. 이번 설명회에서 토요타는 새롭게 개발할 차세대 배터리에 대한 설명과 더불어, 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 지속적이고 실용적인 접근 방식을 통해 '탄소중립'의 목표를 달성할 것이라고 밝혔다.
'탄소 중립'이란, 공산품을 기준으로 원자재 조달, 운반, 사용, 재활용, 그리고 폐기에 이르는 과정 전체에서 발생하는 이산화탄소 배출을 '0'으로 만든다는 것을 의미한다. 토요타는 이를 가장 빠르게 실현할 수 있는 방법으로 '전동화'를 가장 효과적인 방법으로 꼽았다.
토요타는 자사 추산치를 기준으로 "하이브리드 자동차 3대의 이산화탄소 저감 효과는 배터리만을 사용하는 순수 전기차 1대와 동등하다"며, "현 시점에서 하이브리드 자동차를 비교적 저렴한 가격으로 제공할 수 있기 때문에 재생가능한 에너지가 앞으로 널리 보급되기까지는 하이브리드 자동차를 이용한 전동화가 이산화탄소 배출을 줄이는 효과적인 방법이 될 수 있을 것"이라고 설명했다.
토요타는 전동와 자동차의 풀라인업화를 뒷받침하는 기술로 전기 모터, 배터리, 파워 컨트롤 유닛의 세 가지를 꼽았다. 그 중에서도 배터리를 '풀라인업'으로 개발 및 제조를 진행시키면서 진행해 왔다고 말한다. 현재 토요타의 하이브리드 자동차의 경우에는 순간적인 동력전개를 중시한 '출력형' 니켈-수소 배터리를, 플러그인 하이브리드 자동차와 순수 전기차의 경우에는 용량 및 주행거리 확보를 위한 '용량형' 리튬-이온 배터리를 사용한다. 그리고 올 해에는 이 배터리 라인업에 새로이 순발력을 중시한 '바이폴라형 니켈 수소 배터리(Bipolar Nickel-Hydrogen Battery)'를 적용한다고 밝혔다.
이 바이폴라형 니켈 수소 배터리는 올 7월 경 발표한 신형 아쿠아(프리우스C의 일본 내수시장용 모델)에 탑재한 바 있다. 바이폴라 니켈수소 배터리란, 셀과 셀을 별도의 커넥터로 연결시킨 것이 아닌, 셀과 셀을 직접 연결시킨 형태의 배터리를 말한다. 이 신형 배터리는 기존의 방식에 비해 대전류를 한번에 흘려보낼 수 있는 특징을 갖는다. 또한 셀 자체의 체적과 부품 개수를 줄일 수 있다.
이러한 배터리를 채용하면서 새로운 토요타 아쿠아는 가속페달 응답성이 크게 향상되었으며, 전기 모터만으로 주행이 가능한 속도 대역이 크게 넓어졌다. 기존의 프리우스C가 전기로만 구동할 수 있는 상황이 꽤나 제한적이었던 것에 비춰보면, 상당한 수준의 연비 향상이 기대된다. 새로운 아쿠아는 일본 내 신연비 기준으로 35.8km/l의 연비를 기록했다. 여기에 주행 모드 중 '파워+(POWER+)' 모드를 사용하게 되면 기존 대비 한층 강력해진 회생제동을 사용할 수 있어, 주행의 편의성을 높였다. 강력한 회생 제동을 이용하게 되면, 가다서다가 잦은 도심 주행에서 하나의 페달만으로 가감속이 가능해지기 때문이다.(완전 정지에는 브레이크 조작 필요)
토요타는 이 외에도 향후 개발할 차세대 배터리에 관한 설명을 이어 나갔다. 여기에는 액체 배터리의 소재 및 구조의 설계혁신과 함께, 전고체 배터리(Solid-state battery)의 개발 중이라는 것을 밝혔다. 전고체 배터리란, 배터리의 양(+)극과 음(-)극 사이에 있는 전해질을 기존의 액체에서 고체로 대체한 형태의 배터리로, 현재 차세대 배터리로 주목받고 있는 기술이다.
토요타는 "전고체 배터리는 이온이 전지 안에서 고속으로 움직이기 때문에 고출력화를 기대할 수 있다"며, "따라서 HEV에도 전고체 배터리의 장점을 활용하고자 한다"고 말했다. 또한, 전고체 배터리가 안고 있는 문제점인 '짧은 수명'에 대해서는 "이를 해결하기 위해서는 고체 전해질의 소재 개발을 중심으로 개발을 계속할 필요가 있다"고 말했다.
토요타는 순수 전기차의 원활한 보급을 위해서는 배터리의 공급 시스템의 구축도 중요하다는 점을 역설했다. 토요타는 "전동화 차량이 급속히 확대에 따라, 글로벌 지역별 다양한 고객의 요구에 부응하면서 필요한 타이밍에 필요한 양을 안정적으로 공급할 수 있는 유연한 체제구축을 추진하고 있다"고 말했다. 특히 "안심하게 사용하실 수 있는 배터리를 지향하기 위해 일정량의 자체 생산을 통해 필요한 기술을 확립하고 그 기술개념을 이해하고 실천할 수 있는 파트너와 협조 및 제휴를 진행할 예정"이라고 덧붙였다.
아울러 "배터리의 공급 체제의 정비와 연구 개발의 투자액은, 2030년까지 약 1.5조엔이 될 것으로 예상하며, 개발과 공급의 양쪽 모두의 시스템을 갖춤으로써 우리는 순수 전기차를 포함한 전동화 자동차의 보급을 진행시켜 나가겠다."고 설명했다. 이어 2050년을 목표로 잡고 있는 완전한 탄소중립의 실현을 향해 "변화에의 적응력, 스스로의 경쟁력을 높여 보다 좋은 전동차의 본질적 보급을 목표로, 탄소 중립에 공헌해 나가고자 한다"고 전했다.
