자동차 업계 사활 건 경량화

무게 10% 줄면 연비 8% 향상
세계 각국 연비 규제 강화 추세

늘어 가는 몸무게를 걱정하는 건 비단 사람들만의 일이 아니다. 차도 사람만큼이나 몸무게에 민감하다. 몸이 가벼워야 더 멀리 잘 달릴 수 있지만, 순간 방심하면 여지없이 살이 붙는다. 수십년간 자동차 업계는 입버릇처럼 ‘다이어트’를 외쳤지만, 아이러니하게도 차량의 무게는 나날이 늘고만 있다. 각종 편의성·안전성에 대한 수요와 이를 현실화하는 첨단기술이 늘면서 차에 필요한 부품들 역시 증가하기 때문이다.●혼다 1983년 알루미늄 합금 차체 개발

일례로 독일 폭스바겐 ‘골프’는 지난 40여년간 몸무게가 600㎏가량 늘었다. 1974년 1세대 골프(1974~1984년)가 등장했을 때만 해도 공차 중량이 790㎏이었지만, 에어컨에 터보차저 직분사 디젤 엔진(TDI)까지 달린 3세대(1991~1999년)가 등장하면서 차 무게는 1t을 넘어섰다. 급기야 2000년대 초 등장한 5세대 골프(2003~2009년)의 무게는 최고 1600㎏(2.0 TDI 기준)까지 불어나게 된다. 이후 체중 감량을 목표로 각고의 노력 끝에 태어난 6세대 골프 (2009~2012년)는 1322㎏까지 중량을 줄였지만, 다시 7세대(2012년~현재)에 들어 1400㎏을 넘는 요요현상을 겪고 있다. 폭스바겐코리아 관계자는 “7세대 골프를 제작하며 차체부터 엔진룸까지 차량 본체에서 총 100㎏ 정도를 감량했지만, 각종 편의사항과 전자장치 등이 더 추가되면서 결과적으로 전체 공차 중량이 늘게 됐다”면서 “늘어 가는 기능과 함께 자꾸 불어만 가는 차 무게를 어떻게 줄일까 하는 것은 자동차 업계의 공통적인 고민”이라고 설명했다.

그렇다고 자동차 업계가 다이어트를 게을리한 것은 아니다. 1970년대 이른바 오일쇼크를 겪으면서 자동차 회사들은 셀 수 없을 만큼 다양한 방법으로 차량 경량화를 시도했다. 그중 하나가 철 대신 알루미늄을 적극 이용하는 방법이었다. 1983년 일본 혼다는 차체 전체를 알루미늄 합금으로 바꾸는 이른바 ‘NSX 프로젝트’를 감행했다. 알루미늄은 가볍지만 강도가 약하다. 이런 단점을 보완하기 위해 마그네슘, 규소, 망간 등을 적절히 섞는 실험이 진행된 것이 이 무렵이다. 혼다는 이를 통해 기존 철에 비해 프레임 무게는 140㎏, 총중량은 200㎏이나 줄이는 쾌거를 올렸다.

●가격부담에… 車 부품 절반 이상 철

1980년대 초부터 자동차 회사들은 차량 내부와 외부 부품을 플라스틱 소재로 대체하기 시작했다. 이런 과정에서 뒤늦게 주목을 받게 된 소재가 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이다. 강철의 4분의1 정도 무게지만 강도는 10배, 탄성은 7배에 달한다. 알루미늄보다도 30% 정도 가볍기까지 하다. 그럼에도 차량에 쓰이는 부품의 50% 이상은 여전히 철이다. 이유는 가격 때문이다. 알루미늄 합금이나 CFRP는 철에 비해 가격이 각각 최고 3배와 20배에 이른다. 단 과거처럼 무쇠를 그대로 쓰기보다는 최대한 강도를 높여 얇아도 강한 고장력강판을 이용한다.

최근에는 전기차와 자율주행차가 업계의 이슈로 떠오르면서 몸무게 걱정이 더 늘었다. 전기자동차에 탑재되는 배터리 무게로 차량의 무게가 많이 늘어날 수밖에 없는 데다 자율주행과 관련된 각종 센서와 안전장치까지 달면 몸이 더 무거워지는 걸 피할 수 없기 때문이다. 실제 미국 테슬라의 전기차 ‘모델 S’의 중량(2108㎏)은 2t을 훌쩍 넘어선다. 배터리 무게만 600㎏에 달하기 때문인데 경쟁 차종인 독일 BMW5 시리즈, 벤츠 E클래스, 아우디 A6보다 400~500㎏ 이상 무겁다. 자동차 업계 관계자는 “휘발유 차량과 동급 출력의 전기차를 만들려면 기본적으로 차 무게가 200~300㎏은 더 나간다고 보면 된다”면서 “전기차 제작사들이 차 몸체부터 작은 부품 하나까지 최대한 무게를 줄이고 있지만 쉽지는 않은 상황”이라고 말했다.

차량 다이어트는 생각보다 얻는 것이 많다. 자동차 업계에선 통상 차량 무게가 10% 줄어들면 자동차 연비가 6~8% 높아진다고 본다. 자연스럽게 이산화탄소 배출 등도 줄어 환경친화적이다. 몸이 가벼워진 만큼 가속 성능도 조향 성능도 향상된다. 엔진부터 변속기, 제동장치의 내구성이 좋아지는 것은 다이어트의 덤이다.

●연비 규제 충족 못하면 판매중단까지

점점 깐깐해지는 연비와 친환경 규제도 업체들이 차량 경량화에 사활을 거는 이유다. 미국은 자동차 업체별로 요구하는 ℓ당 평균 연비 기준(휘발유+디젤)을 현행 15.4㎞에서 2020년까지 18.8㎞로 높이기로 했다. 중국 역시 현행 14.5㎞/ℓ인 기준을 2020년까지 19.9㎞/ℓ로 높이기로 했다. 온실가스 배출량을 기준으로 삼는 유럽연합(EU)의 연비 기준은 더 가혹하다. 현재는 1㎞를 달릴 때 허용하는 배기 가스량이 130g이지만, 이를 2021년부터는 같은 조건에서 95g만 허용하기로 했다. 이를 연비로 환산하면 17.9㎞/ℓ인 지금의 기준을 23.2㎞/ℓ로 올리겠다는 이야기다. 다만 이런 조건을 개별 차량마다 모두 적용하는 것은 아니다. 브랜드별로 각각 판매한 전체 승용차와 승합차의 평균치가 해당 기준을 충족하면 된다. 만약 자동차 회사들이 이런 기준을 맞추지 못하면 벌금을 내야 하지만, 정도가 심하면 판매중단 조치까지 내려질 수 있다. 이쯤 되면 자동차 제조사에 다이어트는 ‘미용’이 아닌 ‘생존’이다.

유영규 기자 whoami@seoul.co.kr