전기차 생산과정도 탄소배출 줄인다

[한경ESG] 해외 관심 종목 - 테슬라

테슬라는 전기자동차와 에너지 생성 및 저장 시스템을 설계·개발·제조·판매·임대하고 지속 가능한 에너지 제품과 관련한 서비스를 제공하고 있다. 2020년 말 기준 누적 약 140만 대, 2020년 한 해에만 약 50만 대의 전기차를 판매했으며, 자동차 기업 중 시가총액이 가장 높다. 자동차 부문은 전기자동차 생산과 자동차 규제 크레딧 판매가 포함되고 에너지 생성·저장 부문은 태양에너지 시스템 및 에너지 저장 제품의 생산과 서비스, 태양에너지 시스템 인센티브 판매가 포함된다.

전기차 통한 혁신

테슬라의 ESG(환경·사회·지배구조) 목표는 전 세계가 지속 가능한 에너지로 전환을 가속화하는 것이다. 구체적 계획으로는 2030년까지 연간 2000만 대의 전기차 판매와 1500GWh의 에너지 저장장치 설치를 목표로 하고 있다.

이를 통해 전 세계적으로 가장 큰 탄소배출원인 운송, 에너지 생산, 저장 분야 혁신을 통해 지속 가능한 미래를 만들어나가려 한다. 특히 테슬라가 가장 집중하는 분야는 자동차 부문의 혁신이며, 최고 전기차를 만들고 합리적 가격에 판매하기 위한 제품 경쟁력 향상에 방점이 찍혀 있다.

이를 위해 테슬라는 차량의 제조 단계, 차량 운행, 차량 공급망의 탄소배출량을 포함한 스코프 1·2 및 3의 배출량 대부분을 평가하는 전과정평가(LCA)를 실시하고 있으며, 이를 통해 내연기관차와 테슬라의 전기차 간 탄소배출량을 비교하고 있다. 테슬라는 차량을 이용할 때의 탄소배출뿐 아니라 원자재 사용에서 자동차 폐기까지 전과정에 대한 분석도 진행하고 있는데, 실제 테슬라의 전기차와 여타 내연기관(ICE) 차량의 수명주기를 분석해보면 그 차이가 확연하다는 것을 알 수 있다.

자동차의 라이프사이클 분석에서 가장 중요한 부분은 실제 연비와 전력 소비량이다. 컨슈머리포트에 따르면 2020년식 중형 프리미엄 세단의 연비는 평균 24.8MPG(1리터당 10km) 수준이며, 미국 내 차량의 폐차되기까지 평균 주행거리는 19만km 수준이다. ICE 차량의 연비는 드라마틱한 개선이 제한적인 반면, 전기차의 충전을 위해 생산되는 전기에너지는 신재생에너지원이 확대되며 더 깨끗해지고 있다.

실제 올해 풍력, 태양광 및 고용량 에너지 저장장치(ESS)가 미국에서 새로운 전략 발전 용량의 81%를 차지할 것으로 예상되는 만큼 더 많은 ICE 차량이 전기차로 변환된다면 그것 자체가 탈탄소화 과정이라고 볼 수 있다. 뉴욕에 기반을 둔 테슬라 전기차와 ICE 차량의 탄소배출량을 비교해보면 테슬라는 135MPG(1리터당 57km)로, 중형 프리미엄 세단과 비교할 때 3배 이상 차이가 난다. 심지어 전기 생산의 약 60%를 천연가스와 석탄발전을 통해 발전하는 미시간에서 충전한다 해도 더 적은 탄소를 배출하고 있다.

게다가 만약 테슬라의 전기차 고객이 가정용 태양광 패널이나 ESS를 설치할 경우 차량이 만들어내는 탄소발자국은 더욱 줄어들 것이다. 실제 신재생에너지의 비율이 높은 유럽의 경우 테슬라 모델 3와 ICE 차량 간 배기가스 배출 격차가 더 크다.

테슬라는 경쟁사 전기차 차량과의 비교에서도 가장 앞선 에너지 효율을 나타내는데, 모델 Y의 에너지 효율은 4.2 EPA 마일/KWh로 경쟁사 모델 대비 약 30% 높은 수치를 기록하고 있다. 즉 이렇게 경쟁력 높은 차량을 만들어내기 위한 노력이 테슬라의 가장 중요한 ESG 경영전략이다.

제조과정의 온실가스 감축

테슬라는 차량의 기술혁신뿐 아니라 제조과정에서의 온실가스 배출을 줄이기 위한 노력에도 힘을 쏟고 있다. 이 같은 노력이 중요한 이유는 차량의 제조과정에서 배출되는 탄소배출량이 사용 단계보다는 낮지만, 라이프사이클 배출량에서 차지하는 비중이 여전히 높기 때문이다.

우선 혁신적 설계를 통해 효율적인 공장을 새로 건설하고 있다. 과거에 자동차 OEM으로부터 인수한 프리몬트 공장과 달리 새로 건설한 공장은 처음부터 지속 가능하고 효율적으로 활용되도록 설계했다. 특히 공정 간 부품이나 차체의 이동경로를 최적화했다.

다음으로는 생산 현지화를 통해 이동 시 발생하는 온실가스 배출량의 감소다. 2019년 말 테슬라의 모든 차량은 캘리포니아에서 생산해 전 세계로 배송됐다. 하지만 지금은 상하이, 베를린(예정), 텍사스(예정) 등 각 지역에서 차량을 생산하고 배송하며 이동경로를 최소화하고 있다.

또 서플라이 체인의 현지화를 통해 부품이 차량에 조립되기 전 이동하는 거리를 줄여 운송과 관련한 온실가스 배출량을 줄일 수 있다. 실제 모델 3와 모델 Y는 테슬라가 생산하지 않는 차량의 부품 기준으로 프리몬트 공장은 73%의 부품이 미국에서 생산되고 있으며, 상하이 공장의 경우 86%를 현지에서 조달한다.

마지막으로 공장의 지붕 공간을 태양광 패널로 덮어 공장에서 사용하는 에너지의 일부를 신재생에너지로 충당하려는 노력이다. 기가팩토리 네바다의 경우 현재까지 3200kW 용량의 태양광 패널이 설치됐고, 2021년 말까지 약 2만4000kW까지 증가할 예정이다. 이 외에도 프리몬트 등 다른 공장에도 태양전지판이 설치되고 있다. 테슬라는 향후 제조 단계에서 탄소발자국을 줄이기 위한 미래 계획을 발표했는데, 4680 배터리 셀 및 건식 전극 공정 개발 등을 통해 생산공정에서 에너지 소비를 줄이는 다양한 계획을 세웠다.

배터리의 재활용

전기차의 점유율 확대는 또 다른 장점이 있는데, 바로 배터리의 재활용 가능성이다. 내연기관차의 경우 화석연료는 단 한 번 사용되고 사라지지만, 리튬이온 배터리는 재활용 가능하다. 실제 테슬라는 2020년 4분기에 기가팩토리 네바다에 1단계 배터리 재활용 시설을 설치했으며, 재활용 역량을 쌓기 위해 노력하고 있다. 높은 회수율과 낮은 비용, 낮은 환경적 영향을 지닌 안전한 재활용 프로세스를 개발하는 중이다.

이 외에 공정혁신을 통해 차량당 발생하는 폐기물 양도 줄이고 있는데, 중국 기가팩토리 상하이의 경우 발생하는 총폐기물의 4%만 재활용이 불가능하다고 한다. 그뿐 아니라 공정에서 필요한 물 사용량도 물집약적 공정 최적화와 빗물 수집 및 재사용, 폐수 재사용 등을 통해 줄이고 있으며 탄소배출권 크레딧 판매를 통한 수익을 전기차 점유율 확장에 투자하는 등 선순환 사이클도 만들어가고 있다.

박광남 미래에셋증권 디지털리서치 팀장