더 크고 빨라진 전기 자동차(EV), 배출을 줄이지만 유해한 타이어 입자로 환경 악화

온실가스와 지구 온난화 그리고 기후변화가 그 다른 어느 때보다도 긴급한 해결과제로 등장하는 지금, 전기 자동차는 정부와 소비자 심지어 업계 모두로부터 환영받고 있다. 도로 주행으로 인한 탄소 배출이 전체 배출의 17%를 차지하는 상황에서 저탄소 혹은 탄소 제로 미래의 비전을 파는 전기차에 대한 관심이 높아지는 것은 당연하다. 하지만 전기 자동차는 배터리에 들어가는 코발트 채광을 둘러싼 극악한 노동환경과 노동착취, 리튬을 둘러싼 환경오염, 내연기관차보다 더 비싼 전기차 차제 제작 비용 등은 전기차의 클린 이미지 뒤에 숨겨진 비인간적, 반환경적 요소를 감추고 있다. 최근에는 이러한 문제 외에도 전기 자동차가 드러내는 또 다른 환경적 문제가 관심의 초점이 되고 있다. 미국 자동차 업계는 전기 자동차의 무게와 속도를 높임으로써 크기와 속력에 열광하는 소비자들에게 새로운 시장을 열었지만, 이러한 생산 및 판매 전략은 타이어 마모에 의한 유해입자 배출 문제를 기존의 연료의존 차량보다 더 심각하게 만들고 있다. 미국 정부와 의회는 업계의 이러한 더 무겁고 더 빠른 전기 자동차 생산 전략에 아무런 제재를 가하지 않음으로써 환경 문제 악화에 일조하고 있다. 자동차 타이어가 배출한 이러한 입자들은 인간의 건강은 물론 환경을 해친다는 것은 이미 주지의 사실이지만 최근 전기 자동차 생산 추세는 이러한 문제를 더욱 악화시킬 수 있다. 이 글은 하버드 케네디 스쿨의 주 및 지방 정부를 위한 타우브만 센터(Taubman Center for State and Local Government)의 방문 연구원 David Zipper의 The Atlantic 7월 19일 자 기고 EVs Fix One Pollution Problem—And Worsen Another의 번역으로 전기 자동차가 야기하는 환경문제로서 타이어 마모에 의한 유해한 입자 배출과 그 영향, 그리고 그것과 미국 자동차 업계의 전략과의 관계를 분석하고 있다.

전기 자동차는 하나의 오염 문제를 해결하고 다른 오염 문제를 악화시킨다

전기 자동차의 미래는 유해한 타이어 입자들로 가득할 수 있다.

David Zipper

출처: Etheredge / NYT / Redux

여러분이 들었을지 모르지만, 전기 자동차는 기적적이다. 미국에서 판매되는 새 차 중 일부만 전기 자동차(electric vehicles, EV)이지만, 이 기계들은 미국을 휘발유로부터 거리 두기를 열망하는 많은 사람들을 단결시켰다. 환경 단체들이 모두 참여하고 있고, 연방 정부는 판매를 촉진하기 위해 상당한 인센티브를 제공하고 있다. 자동차 제조업체들은 현재 대유행 이전보다 두 배나 많은 EV 모델을 제공하고 있으며, 이를 홍보하기 위해 끝없는 광고를 쏟아내고 있다. 제너럴 모터스의 CEO인 메리 바라(Mary Barra)는 몇 주 전 한 인터뷰에서 "우리는 전전기적(all-electric) 미래를 믿습니다"라고 말했다. 심지어 자동차 애호가들도 동참하고 있다. 유튜브는 사람들이 그들의 전기 자동차로 경주하는 끝없는 비디오를 제공한다.

그런 열정은 당연하다. 기후 변화의 시급함은 가능한 한 빨리 미국 도로를 달리는 2억 7,800만 대의 개인 차량의 가능한 한 빠른 전기화를 요구한다. 결국, 전기 자동차는 지구를 온난화하고 공기를 오염시키는 배기관 배출물을 제거하기 때문에 동등한 가스 동력 모델보다 훨씬 더 기후 친화적이다. 더 좋은 것은, 전기 자동차는 단순히 운전하는 것이 재미있다는 것이다. 대부분의 모델은 일반적인 휘발유 자동차보다 빠르고 조용하다.

하지만 그것이 전부는 아니다. 전기 자동차는 또한 배기관에서 분출되는 것 이상의 배출물을 생산한다. 다른 모든 자동차들처럼, 그들의 타이어는 공기를 통해 떠다니며 수로로 침출 되는 미립자를 방출하면서, 인간의 건강과 야생동물을 해친다. 새로운 전기 자동차 모델은 더 무겁고 더 빠른 경향이 있는데, 이는 더 많은 미립자를 생성하고 위험을 심화시킨다. 다시 말해, 전기 자동차는 타이어 오염 문제를 가지고 있으며, 미국이 전기 자동차를 대량으로 채택하기 시작함에 따라 더 악화될 태세이다. 이것들 중 어느 것도 불가피한 것은 아니다. 전기 자동차는 그렇게 거대하고 번개같이 빠를 필요가 없다. 이것들은 자동차 업계가 선택한 것들이다. 우리 모두가 그 대가를 치를 것이다.

이러한 오염은 모든 자동차 소유자들이 시간이 지남에 따라 경험하는 타이어 마모의 필연적인 결과이다. 천연고무와 인공 고무, 석유, 나일론, 강철을 포함할 수 있는 수백 가지의 성분으로 구성된 타이어는 끊임없이 작은 물질 조각들을 뱉어 내는데, 그 대부분은 육안으로는 보이지 않는다. 타이어의 훼손 속도는 여러 요인에 따라 달라질 수 있지만, 눈에 보이는 고무 조각에서부터 나노 입자에 이르기까지 타이어 오염의 누적량은 임페리얼 칼리지 런던의 한 보고서에 따르면, 전 세계적으로 연간 6백만 미터톤에 달할 만큼 놀라울 정도이다. 임페리얼 칼리지의 기계 공학자이자 이 보고서의 공동 저자인 마크 마센(Marc Masen) "우리는 대기 중에 아주 작은 입자로 끝나거나 도로 표면에 떠내려가는 큰 입자로 끝나는 엄청난 양의 고무 마모를 발생시키고 있습니다, "라고 나에게 말했다. 더 거친 표면은 땅에 가라앉는 더 큰 타이어 덩어리를 생성하는 경향이 있는 반면, 새로 포장된 고속도로와 같은 더 부드러운 도로는 수백 피트 상공에 떠 있을 수 있는 아주 작은 타이어 덩어리를 생성한다.

타이어 오염에 대한 많은 것들은 아직 알려지지 않았다. 마센은 "배기관 배출과 비교할 때 타이어 입자는 실험실에서 측정하기가 더 어렵고 다양한 종류의 자동차 오염이 함께 뒤섞이는 현실 세계에서 분리하기가 더 어렵습니다"라고 말했다. 최근에야 그 대가가 눈에 들어오기 시작했다. 미세 플라스틱의 한 형태로서, 타이어 오염은 야생동물들에게 큰 타격을 준다. 땅에 내려앉는 화합물들은 점차 토양과 물로 독성 화학물질을 침출 시킨다. 한 연구는 타이어가 전 세계 바다에서 미세 플라스틱의 28%를 차지할 수 있다고 결론지었고, 다른 연구는 타이어가 샌프란시스코 만에서 그러한 오염 물질의 가장 큰 소스 중 하나라는 것을 발견했다. 미세플라스틱은 작은 수생 생물이 섭취할 수 있으며 먹이 사슬을 따라 이동하면서 큰 피해를 입힐 수 있다. 2020년 워싱턴 대학 연구에서는 노스웨스턴 코호 연어(Northwestern-coho-salmon) 개체군의 붕괴의 원인으로 6 PPD를 지목했는데 이것은 타이어의 마모를 늦추기 위해 타이어에 첨가되는 화학 물질이다.

나노미터로 측정되는 가장 작은 타이어 입자는 우리의 폐로 들어가 우리의 장기로 퍼질 수 있다. 다양한 타이어 구성 요소는 호흡 문제, 신장 손상, 신경 손상 및 출생 결함을 포함한 만성 질환과 관련이 있다. 타이어 입자는 또한 우리의 음식을 통해 우리에게 영향을 미칠 수 있다. 왜냐하면 그들의 화학물질이 물고기와 소에 의해 소비되는 조류와 풀 속으로 작용할 수 있기 때문이다. 미국에서는, 타이어 배출이 전혀 규제되지 않는다. 비록 더 엄격한 규칙들이 자동차를 더 깨끗하게 만들었지만, 작년 가디언지의 연구에 따르면, 새로운 차들에서, 타이어로 인한 오염이 배기관 배출보다 훨씬 더 크다는 것을 발견했다.

전기화는 이러한 문제들을 상당히 악화시킬 준비가 되어 있다. 전기 자동차는 속도가 느려질 때 에너지를 포착하는 "회생 제동"(regenerative braking, 回生制動)*을 사용한다. 모든 제동은 타이어 마찰을 유발하지만 전기 자동차는 소량의 동력을 얻기 위해 자동으로 더 자주 마찰을 일으키도록 설계되었다. 모든 제동은 타이어 마찰을 유발하지만 전기 자동차는 적은 양의 동력을 얻기 위해 자동으로 더 자주 발생하도록 설계되었다. 또 다른 요인은 토크, 즉 엔진 출력이다. 순간 토크로 전기 자동차는 연료 자동차보다 상당히 빠르게 가속할 수 있다. 예를 들어, 기아 EV6 SUV(Kia EV6 SUV)는 3.5초에 시속 0에서 60마일까지 가는데, 이는 연료로 움직이는 애스턴 마틴 DBS 770 얼티밋(Aston Martin DBS 770 Ultimate)에 필적한다. 마센은 "평균적인 테슬라로 포르셰와의 자동차 가속 레이스에서 이길 수 있습니다"라고 말했다. "그것은 타이어에 좋지 않습니다."

* 역자 주: 회생제동은 통상, 전원 입력을 변환하여 구동 회전력으로서 출력하고 있는 모터에 대하여, 반대로 축 회전을 입력하여 발전기로서 작동시켜, 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 회수 또는 소비함으로써 제동으로 이용하는 전기 브레이크의 한 방법이다.

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전기 자동차는 또한 매우 무거울 수 있으며, 이는 타이어 마모를 더욱 악화시킨다. 예를 들어, 포드 F-150 라이트닝(Ford F-150 Lightning)은 연료로 움직이는 F-150보다 무게가 약 35% 더 나간다. 허머 EV(Hummer EV)는 훨씬 더 거대하다; 배터리 하나만으로도 일부 도요타 코롤라(Toyota Corolla) 모델과 대략 같은 무게이다.

전기 자동차 소유자들은 이미 그들의 타이어가 빠르게 닳고 있다는 것을 알아차리기 시작했다. J.D. 파워 앤 어소시에이츠( J.D. Power and Associates)가 실시한 최근 조사는 급속 접지면 마모(treadwear)가 전기 자동차 소유자들이 타이어에 대해 가지고 있는 가장 큰 불만 사항이라는 것을 발견했다. J.D. 파워의 의 자동차 공급업체 벤치마킹 및 대체 이동성 선임 이사인 이사인 애슐리 에드거(Ashley Edgar)는 "그들은 타이어에서 4만 마일 이상을 예상하고 있지만, 13,000마일을 얻고 있습니다, "라고 말했다.

타이어 배기가스 분석과 전기 자동차 채택이 모두 아직 초기 단계인 상황에서 오염 문제가 얼마나 더 심각해질 수 있는지 말하기 어렵다. 마센은 이 문제의 긴급성이 연구자들과 업계로 하여금 잠재적인 해결책을 찾도록 밀어붙이기를 희망하지만, 해결책을 개발하는 데 시간이 걸릴 것이며, 무겁고 빠른 전기 자동차는 문제를 더 어렵게 만들 것이다. 그는 "타이어 사람들은 타이어를 보고, 자동차 사람들은 차를 보고, 도로 사람들은 도로를 보는데, 그것이 하나로 합쳐질 필요가 있습니다"라고 말했다.

일부 타이어 회사들은 추가 내구성을 위해 설계된 새로운 EV 전용 제품을 출시했다. 올해 초 브리지스톤(Bridgestone)은 "뛰어난 접촉면(tread) 수명으로 전기 자동차 경험을 향상하도록 설계되었다"라고 주장하는 새로운 모델인 투란자 EV(Turanza EV)를 공개했다 이렇게 특화된  전기 자동차 타이어는 저렴하지 않다. 브리지스톤의 웹사이트는 전기 자동차 타이어의 가격을 315.99 달러로 보증 기간 50,000마일을 제시했으며, 이는 비 전기 자동차 버전의 경우 295.99 달러 및  80,000마일과 비교된다. 더 좋은 타이어는 도움이 될 수 있지만, 어느 정도까지 만이다. 더 큰 문제는 많은 미국 자동차 회사들이 그들의 사업 전략의 일부를 풍부한 이윤을 가진 육중한 SUV와 트럭을 판매하는 것을 중심으로 구축했고, 그들은 계속 그렇게 할 것이라는 것이다. 신차 5대 중 4대가 SUV나 트럭인 미국 주차장에서 세단은 멸종 위기에 처한 종이 되고 있다. 전기 자동차 판매가 증가함에 따라, 자동차는 점점 커지고 있다; GM은 최근 가장 인기 있는 전기 모델인 아담한 사이즈의 쉐비 볼트(Chevy Bolt)를 죽이고 대신 전기 픽업트럭을 만들기 위해 공장을 재정비하고 있다.

자동차 회사들은, 그들이 선택한다면, 미국인들에게 다른 나라에서 살 수 있는 종류의 소형  전기 자동차를 제공할 수 있지만, 그러한 움직임은 없을 것으로 보인다. 그들은 또한  전기 자동차의 가속을 조절하여 타이어 부식을 줄일 수 있다. 대신, 그들은 경주용 자동차를 닮은 전기 SUV를 판매하는 것을 선택하고 있다. 0에서 60까지의 속도는 수십 년 동안 자동차 마케팅의 주요 요소였으며,  전기 자동차의 놀라운 급가속능력(pickup) 이론적으로 새로운 구매자를 끌어들일 수 있다. 그러나 그것은 실용적인 목적을 수행하지 않으면서 타이어 부식을 가속화한다. 컨슈머 리포츠(Consumer Reports) 자동 테스트 센터의 운영 책임자인 제니퍼 스톡버거(Jennifer Stockburger)는 "0에서 60까지 7초 안에 도달할 수 있다면 괜찮습니다, "라고 말했다. "그 이상의 어떤 것은 재미 요소일 뿐입니다."

타이어 오염 증가의 위협은 자동차 산업이 크고 빠른  전기 자동차를 통해 미국 대중에게 강요하고 있는 유일한 사회적 위험이 아니다. 더 빨리 마모되는 타이어는 다른 안전 위험 요소를 제시한다. "제동, 하이드로플레이닝(자동차의 빗길 주행 시 타이어의 접지면에 발생하는 수막에 의한 미끄럼 현상) 및 겨울 정지 마찰이 더 악화될 수 있습니다. 그러고 나서 이 무거운 차량이 회전하게 됩니다."라고 스톡버거는 말했다. 이러한 자동차는 보행자, 자전거 운전자, 그리고 다른 운전자들을 위험에 빠뜨릴 수 있으며, 미국 특유의 도로 안전 위기를 심화시킬 수 있다. 그리고 자동차에 필요한 거대한 배터리는 더 작고 효율적인 모델에 전력을 공급할 수 있는 희소한 광물을 소비한다.

연방 정부가 불필요한  전기 자동차 속도와 크기에 반대하는 입장을 취한다면 이러한 문제를 피할 수 있을 것이다. 제니퍼 호멘디(Jennifer Homendy) 미국 교통안전위원회 위원장은 이러한 위험에 대해 경고했지만, 의회와 교통부는 이 문제를 회피했다. 타이어 오염의 악화 위협은 우리 지구의 미래를 자동차 회사들의 손에 맡기는 또 다른 위험이다. 비록 그들이 한 종류의 오염을 줄인다 하더라도, 그것들은 다른 종류의 오염을 더 악화시킬 수 있다.

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