최근 몇 년 동안 전기차의 인기는 급속도로 상승하고 있으며, 일부 자동차 제조사들은 내연기관 차량의 생산을 중단하겠다고 선언하기도 했다. 그러나 전기차가 내연기관 차량을 완전히 대체하기에는 여전히 극복해야 할 문제점들이 존재한다.
일반적으로 자동차의 에너지 저장 방식은 두 가지로 나뉜다. 내연기관 차량은 휘발유나 디젤을 에너지 저장 매체로 사용하고, 전기차는 배터리에 전기를 저장한다. 이 두 방식의 가장 큰 차이점 중 하나는 ‘에너지 밀도’라는 개념에서 나타난다. 에너지 밀도는 일정한 부피 또는 무게당 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지를 나타내는 지표다. 휘발유의 부피당 에너지 밀도는 34.2 mj/l이며, 디젤은 38.6 mj/l에 이른다. 반면 현재 전기차의 리튬 이온 배터리의 평균 부피당 에너지 밀도는 단 1.7 mj/l에 불과하다. 즉, 같은 양의 에너지를 저장하려면 휘발유에 비해 배터리의 부피가 약 20배나 커야 한다. 무게에서도 휘발유가 리튬 이온 배터리보다 약 75배나 더 높은 에너지를 저장할 수 있다.
다만, 이러한 계산에는 한 가지 중요한 변수가 빠져 있다. 그것은 바로 ‘에너지 효율’이다. 내연기관의 경우, 에너지의 대부분이 열로 손실되며, 효율이 대략 30-40%에 불과하다. 그러나 전기 모터는 효율이 90%에 가까워, 에너지 손실이 상대적으로 적다. 이를 고려하면, 실제로는 배터리의 부피와 무게가 휘발유보다 7.8배와 30배 정도 커야 같은 양의 에너지를 저장할 수 있다.
물론, 이러한 이론적인 계산이 현실에서 그대로 적용되는 것은 아니다. 예를 들어, 현재 시장에서 인기 있는 가솔린 차량 아반떼와 전기차 테슬라 모델 3을 비교하면, 전기차가 주행거리에서는 46% 더 짧고, 무게에서는 35% 더 무거웠다. 또한, 차량 가격도 약 2.5배 더 비쌌다. 특히 한국과 같은 작은 국가에서는 주행 거리의 제한이 큰 문제가 되지 않을 수 있으나, 미국이나 호주와 같이 넓은 국가에서는 주행 거리 제한이 큰 문제가 될 수 있다.
전기차의 기술이 발전하면 이러한 격차는 점점 줄어들 것이라는 전망이 있지만, 현재로서는 내연기관 차량이 완전히 사라지기에는 아직 시간이 필요해 보인다.
