이미지 크게보기 현대·기아차 스마트스트림 G1.6 엔진

- 친환경車 시대, 내연기관車는

전기차 개발 가속도 붙었지만
2025년 판매 비중 9% 그칠듯
시장 주도권 여전히 내연기관

현대·기아 스마트스트림 엔진
리터당 15.2㎞의 경차급 연비

BMW 개발 ‘물 분사 시스템’
온도 25도 낮추고 성능 높여

‘내연기관차 시대가 끝났다고? 천만의 말씀.’

각국의 거세지는 환경 규제에 디젤차 배출가스 조작 사태(디젤게이트) 등을 겪으면서 가솔린, 디젤 등 내연기관차의 운명은 바람 앞 등불 신세가 됐다. 노르웨이, 네덜란드가 2025년 내연기관차 등록을 금지하고 독일과 인도는 2030년, 프랑스·영국 등은 2040년 각각 내연기관차를 퇴출한다는 계획이다. 완성차업체 가운데서도 볼보가 2019년부터 전기차 등 친환경차만 생산한다고 밝혔고 GM도 전기차 개발에 집중해 어느 시점에는 내연기관차 생산을 멈출 계획이다.

내연기관차가 당장에라도 도로에서 사라질 것 같지만 예측은 반대다. 시장조사기관 IHS 마킷은 2025년 전기차 판매 비중이 4.2%인 458만 대에 그칠 것으로 전망했고 딜로이트 산하 토마츠는 전기차 비중이 2025년 2.0%에 불과했다가 2030년 6.8%로 늘어난다고 예상했다. 전기차 판매 전망을 상대적으로 높게 잡은 모건스탠리역시 2025년 전기차 비중을 9.0%로 추산했다. 다시 말해 여전히 글로벌 자동차시장은 내연기관차가 주도한다는 의미다.

6일 관련 업계에 따르면 전기차 등의 빠른 성장에도 한동안 내연기관차가 시장주도권을 놓치지 않을 것으로 전망되면서 주요 완성차업체들은 친환경차 개발과 동시에 기존 내연기관 효율성을 높이는 데도 투자를 아끼지 않고 있다. 내연기관차를 하루아침에 친환경차로 대체할 수 없는 상황에서 해마다 높아지는 각국의 환경규제를 넘어서기 위해서다.

먼저 현대·기아차는 곧 출시를 앞둔 기아차 올 뉴 K3에 차세대 파워트레인 스마트스트림 G1.6 가솔린엔진과 IVT 변속기를 처음 적용했다. 스마트스트림 엔진 및 변속기는 제원 최적화로 기본 연비를 끌어올린 것은 물론 다양한 연비 신기술을 적용했다. 듀얼 포트 연료분사 시스템(DPFI)으로 연소 효율을 대폭 개선했고 냉각수 온도 제어가 가능한 통합 열관리 시스템(ITMS), 엔진 마찰을 줄여주는 마찰 저감 엔진 무빙 시스템(FOMS) 등으로 연비를 개선했다. 이를 통해 올 뉴 K3는 동일 차급을 뛰어넘어 경차급 연비에 준하는 ℓ당 15.2㎞의 공인연비를 기록했다. 이는 기존 K3 가솔린 모델 대비 약 10% 이상 개선된 연비다.

해외 업체로는 마쯔다가 개발 중인 스카이액티브 엔진이 내연기관차 시대를 연장시킬 무기로 가장 먼저 주목받고 있다. 스카이액티브는 가솔린엔진 실린더 내 공기압축비를 14대1로 높여 효율을 높인 엔진이다. 2011년 압축착화 기술을 적용한 스카이액티브-G가 출시됐고 2019년 점화제어 압축착화 기술을 완성한 스카이액티브-X가 출시 예정이다. 향후 출시될 3세대 스카이액티브-3는 열로 인해 손실되는 연소에너지를 줄임으로써 이산화탄소(CO2) 배출량을 저감시키는 기술을 적용해 예정대로 완성 시 CO2 배출량이 전기 생산부터 차량 구동까지 전기차가 배출하는 양보다 적을 것이라는 발표다.

BMW가 개발한 물 분사 시스템 엔진도 내연기관의 단점을 극복할 기술로 평가받는다. 물 분사 시스템은 가솔린엔진 실린더 내에 연료와 별개로 물을 분사해 온도를 약 25도 낮추는 기술이다. 실린더 내부 온도가 낮아지면 성능과 효율이 높아지는 것은 물론 고온에서 만들어지기 쉬운 질소산화물(NOx)도 줄어든다. 또 비정상적 점화현상인 노킹을 예방해 터보엔진의 출력 향상에 도움을 주고 열에 민감한 부품 내구성도 좋아져 엔진 신뢰성도 높아진다.

최근 BMW는 물 분사 가솔린엔진을 2016년 출시한 M4 GTS의 6기통 터보차저 가솔린엔진에 적용해 실용화 단계에 들어갔다.

디젤게이트로 미세먼지 발생 주범으로 내몰린 디젤엔진 역시 쉽게 사라지지 않을 전망이다. 메르세데스-벤츠는 디젤엔진이 여전히 큰 가능성을 갖고 있다며 디젤엔진을 포기하는 일은 없을 것이라는 입장이다. 실제 벤츠는 30억 유로(약 4조488억 원)를 투자해 현재 유럽 연비측정방식보다 까다로운 세계 최고 규제 국제표준시험방법(WLTP)을 충족하는 차세대 디젤엔진 OM654, OM6를 개발해 각각 E클래스, S클래스 등에 탑재했다.

김남석 기자 namdol@munhwa.com