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전기차는 내연기관차보다 브레이크 분진 오염이 적음

 (modernengineeringmarvels.com)
1P by GN⁺ 8일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • EIT Urban Mobility 연구에 따르면 전기차는 내연기관차보다 브레이크 분진 오염이 83% 적음
  • 이 감소 효과의 핵심은 회생제동 기술 도입에 있음
  • 브레이크 분진은 도심 미세입자 PM10의 최대 55% 를 차지함
  • 전기차는 타이어 마모가 더 크다는 주장도 있으나, 브레이크 분진이 더 쉽게 공기 중으로 유입됨
  • 공공교통 및 보행 전환은 비배기가스 오염 저감에 가장 큰 효과를 보임

도시 대기질 문제와 브레이크 분진의 재조명

  • 전기차에 대한 논의가 tailpipe(배기구) 배출에만 집중되어 왔으나, 브레이크 분진은 그동안 덜 주목받았던 도심 오염원임
  • 전기차 사용이 늘면서 브레이크 분진 등이 비배기가스 오염원의 중심으로 부상함

전기차의 브레이크 분진 저감 효과

  • EIT Urban Mobility가 런던, 밀라노, 바르셀로나에서 실시한 연구에 따르면, 배터리 기반 전기차는 내연기관 차량 대비 브레이크 분진 오염이 83% 감소하는 결과를 보임
  • 이로서 도심 청정대기 논의가 비배기가스(Non-Exhaust Emission) 분야로 더욱 확장되고 있음

회생제동과 분진 감소의 원리

  • 전기차는 회생제동(Regenerative Braking) 기술을 활용해 감속 시 모터를 역회전시켜 에너지를 전기로 변환하여 배터리에 저장함
  • 전통적인 마찰 브레이크만큼 빈번하게 기계적 브레이크 사용이 필요하지 않아, 브레이크 패드 마모로 발생하는 입자 배출이 대폭 감소함
  • 이 기술은 시스템 효율성 및 배터리 수명까지도 향상시키는 결과를 가져옴

브레이크 분진, 건강상의 위험 및 비율

  • 브레이크 분진은 철, 구리, 아연, 유기탄소 등 복합적인 미세입자로 구성되며, 대기 미세물질(PM10)의 55%까지 차지하기도 함
  • 브레이크 마모 입자는 10마이크론 미만, 때로는 100나노미터 이하의 초미세 입자 크기임
  • 연구에 따르면, 특히 구리가 풍부한 브레이크 분진은 극심한 산화 스트레스와 염증을 유발하며, 디젤 배기가스 입자보다 인체 해로운 경우도 있음
  • 브레이크 분진 노출은 천식, 심혈관 질환 등 호흡기 질환과 높은 연관성을 보임

전기차와 타이어·노면 마모 비교

  • 타이어 마모가 약간 더 많다는 주장도 있으나, 브레이크 분진이 더 쉽게 공기 중으로 부유하면서 인체 유해도가 더 높음
  • 타이어, 브레이크, 노면 마모까지 모두 합쳐도 전기차(BEV)는 내연기관차보다 입자 오염을 38% 적게 배출함(배기가스 미포함 기준)

실제 효과와 형평성 문제

  • 캘리포니아의 사례에서 EV 보급이 늘어난 지역은 공기질 개선 및 천식 응급실 방문 감소가 확실히 입증됨
  • 하지만 저소득층 지역은 EV 보급 속도가 낮아, 대기질 개선의 형평성 문제와 접근성 필요성이 제기됨

정책, 규제, 기술 혁신 동향

  • 배기가스가 줄어들수록 도심 미세입자 오염에서 비배기가스(특히 브레이크 분진)의 비중이 커질 것으로 예상됨
  • 유럽의 Euro 7 규제 등은 타이어·브레이크 분진에 대한 환경 기준 마련을 추진 중임
  • 일부 제조업체는 전기차에 밀폐 브레이크 드럼 시스템을 도입해 분진을 물리적으로 가두는 시도를 하고 있으며, 타이어 제조사들도 분진 저감 화합물 개발에 집중하고 있음

비배기가스 오염 저감의 근본 해법

  • 보고서에 따르면 자동차 자체를 줄이고, 대중교통/자전거/보행 등으로 이동수단을 전환할 때 비배기가스 입자 오염 저감 효과가 5배로 커짐
  • 그럼에도 불구하고 도심 내 수백만 대 자동차를 생각할 때, 전기차의 회생제동 기술 도입은 대도시 대기질 개선의 결정적 진전임
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GN⁺ 8일전  [-]
Hacker News 의견
  • 하이브리드 자동차에도 마찬가지 원리가 적용됨이 맞다고 생각함. 실제로 하이브리드는 순수 전기차보다 훨씬 많음. 핵심은 하이브리드는 마찰로 에너지를 버리지 않고 발전을 통해 운동 에너지를 배터리 충전으로 바꾼다는 점임. 관련 통계는 여기 참고
    • 하이브리드의 핵심이 재생제동만은 아니라고 생각함. 물론 재생제동은 큰 이점이지만, 엔진이 최적 회전수(RPM)를 유지할 수 있게 해주는 점도 큼
    • 보고서 내용 일부를 인용하면, 차량의 전동화가 높아질수록 재생제동 활용도가 높아지고, 그 결과 브레이크 마모에서 발생하는 미세먼지(PM) 배출이 줄어듦. 하이브리드는 최악의 경우에도 브레이크 마모 배출을 10~48% 줄이고, 플러그인 하이브리드는 66%, 순수 전기차는 83%까지 줄일 수 있다고 함
    • 어제 정말 흥미로운 영상에서 브레이크 미세먼지 오염에 대한 내용을 봄. 재생제동이 열 오염까지 줄여준다는 부분도 설명되는데, 예전엔 몰랐던 부분임. 특히 지하철 시스템엔 중요한데, 런던 튜브의 경우 매년 점점 더 뜨거워진다고 함
    • 내 Yaris 하이브리드는 뒷 브레이크 로터가 거의 항상 녹슨 상태임. 그만큼 브레이크를 사용하지 않게 됨. 어느 순간부터는 재생제동에만 의존해서 브레이크가 거의 필요 없어짐을 알게 됨
    • 영국 통계도 미국과 다름. 링크 참고. 아마도 최대 이동 거리 차이 때문일 수 있음. 2025년 6월 기준 영국 도로엔 약 160만대의 배터리 전기차와 86만대의 플러그인 하이브리드가 등록되어 있고, 순수 전기차가 플러그인 하이브리드보다 수가 더 많으며 그 차이가 점점 커짐. 비플러그 하이브리드는 여기서 제외되어 있는데, 이런 차들은 사실상 휘발유에서의 전환을 지연시키는 용도에 불과하다고 생각함
  • 직접 전기차 개조를 하다보니(여러 대 만들어봄), 보통 재생제동을 브레이크등 스위치에 연결함. 브레이크 페달을 살짝만 밟아도 바로 회생제동이 시작되고 암페어가 배터리 방향으로 흐르는 걸 대시보드의 작은 디스플레이로 확인 가능함. 페달을 더 깊게 밟아야만 마찰 브레이크가 동작함. 브레이크 패드 교체 주기 관련 통계는 아직 내 차로 충분한 마일리지를 못 쌓아서 없지만, 분명히 패드 소모는 확 줄어드는 게 눈에 보임. 내가 아는 EV 기술에 관한 모든 것을 youtube.com/@foxev-content 채널에 공유하고 있음
    • 수동차에서 보통 내리막에서 엔진 브레이크를 사용해서 감속을 했었음. 전기차에도 세 번째 페달이 추가돼 수동 변속기처럼 세밀한 컨트롤을 다시 제공하면 어떨지 궁금함. 페달로 레버를 조정해서 회생제동만 따로 작동시키는 등 ‘다운시프트’ 느낌을 적용하는 거임
  • 이런 데이터와 근거가 많아질수록 좋음. 이제는 너무나 당연하게 잘 알려진 사실임. 배기가스가 전혀 없고, 제동 관련 먼지도 크게 줄어듦. 무게 때문에 타이어 마모가 약간 많아지는 편이지만, 전체적으로는 내연기관차보다 훨씬 나음
    • EV가 많아지면 소음기 없이 길거리에서 달리는 핫로드를 모는 이상한 사람도 확실히 줄어들 것 같아서 기대됨
    • 타이어 마모에 관해서는 걱정스러운 점이 있음. 타이어에는 유해 폴리머가 많아서, 이런 부분도 곧 해결되길 바람
    • 동일한 차량의 다양한 파워트레인(ex: Lexus UX 200(ICE), UX 300h(하이브리드), UX 300e(EV))에서 브레이크 먼지 잔여량 데이터를 비교하는 것도 정말 흥미로울 것 같음. 내 예상은 하이브리드가 제일 적고, 그 다음이 내연기관, 순수 EV가 세 번째임. 왜냐면 EV는 배터리 무게 때문에 최소 몇백 kg이 더 무거워진다는 점 때문임(약 400kg 추가). 무게증가가 30% 가까이 되고, 하이브리드는 ICE 대비 5%, 약 80kg만 증가하니까 차이가 있음
    • EV는 비슷한 내연기관차보다 평균적으로 10~15% 더 무거워서, 타이어 마모로 인해 발생하는 미세입자 오염도 함께 증가하는 상황임. 최근 연구에서는 미세입자 오염이 대부분 타이어에서 나온다는 사실이 드러남. 내연기관보다 훨씬 나은 것은 맞지만, 오염, 교통 혼잡, 안전 문제 등 부수적 외부효과는 남아 있으니, 단순히 내연기관을 EV로 1:1로 바꾸는 데서 그치면 안 되고, 전체 차량 수 자체를 줄이는 노력 역시 병행해야 한다고 생각함
    • ‘훨씬 더 낫다’고 하는데, 과연 무엇을 기준으로 한 건지 궁금함. 리튬 배터리 생산 과정에서의 CO2, 아동 노동, 공급망 비용 등 내연기관을 만드는 것과 똑같은 선상에서 비교할 만한 데이터가 있는지? 재활용도 마찬가지임. 제품의 lifecycle만 비교한다면 의미가 없음. 사실 EV의 제조 및 재활용 과정에서 투명성이 부족하고, 희귀 금속 채취, 중국으로의 처리, 미국/유럽 최종 조립까지 엄청난 물류·환경 비용이 추가되는 구조임. 내연기관차는 오히려 현지 생산이 가능하고 오랜 노하우가 있음. 현실의 일부만 보고 결론 내리는 것은 거대한 착각이며, EV가 반드시 더 깨끗하다고 볼 수도 없음
  • 플러그인 하이브리드를 4년간 약 8만 킬로미터 운행했는데, 패드를 한 번도 교체하지 않음. 중고차로 샀을 때도 마찬가지였고, 최근 정비소에서도 하이브리드 차들에서 이런 경우가 정말 많다고 함. 재생제동이 확실히 큰 역할을 하는 것 같음
    • 8만 킬로미터가 많은 거냐고 묻고 싶음. 나도 Ford Fiesta로 20만 킬로미터 넘게 패드 교체 필요 없이 운행했음. 물론 모터의 도움도 있겠지만, 차량이 가볍기도 해서, 공격적으로 운전하지 않는 이상 그 정도 거리에서는 패드 교체가 필요 없을 수 있음
  • EV 오너로서, 브레이크 먼지 줄인 것만큼 타이어 마모가 그 이상임을 직접 체감함. 1만 마일마다 타이어를 교체해야 했음
    • 타이어가 1만 마일밖에 안 가는 건 운전 습관 문제일 가능성이 큼. 나도 무거운 전기 세단을 운전했지만, 못 쓰게 돼 교체한 적은 거의 없었음
    • 타이어 및 도로 마모까지 포함해도, 전기차가 내연기관차보다 미세입자 오염을 38% 적게 발생시킨다고 기사 내용이 언급됨. 게다가 배기가스까지 포함하면 더 차이가 큼
    • 사용 경험만으로 타이어 마모가 브레이크 먼지 감소분을 상쇄한다고 말하는 건 신뢰가 안 감. 이는 실제 연구 결과와도 상반된 추측임
    • 타이어 브랜드나 종류를 바꿔보는 것을 추천함. 지금 쓰는 게 분명 차량에 맞지 않은 듯함. EV더라도 타이어 수명은 훨씬 더 길어야 함. 타이어는 목적이나 계절별로 다양하니, 매칭이 잘못되면 어떤 차라도 문제가 생김
    • 나도 EV 두 대가 있는데 1만 마일 넘게 달려도 타이어 상태가 새 것처럼 멀쩡함. EV냐 아니냐보다 평소 운전 습관이 훨씬 크게 작용하는 것 같음
  • EV는 배터리 무게와 높은 토크 덕분에 오히려 타이어에서 발생하는 미세입자 오염이 더 많아진다는 반대 효과가 있음. 통상 마모량이 약 20% 더 많다는 수치를 본 적 있음
    • 기사에서 타이어 미세입자에 대해 잠깐 다루긴 했는데(충분히 깊게는 아님), 타이어 입자가 중량이 있어 브레이크 먼지보다는 공기 중에 덜 뜬다고 함. 미국은 무거운 EV를 고속으로 주행하니까, 현실적으로 글로벌 통계와 다를 수도 있음. 실제 도로 상황(미국처럼 무거운 EV, 고속 운전)이 반영된 연구가 더 필요함. 미국 EV 브레이크 패드와 로터도 사이즈가 엄청 큼
    • 처음 생각난 것도 타이어가 더 빨리 닳는다는 점임. 브레이크 먼지가 적어진 건 좋지만, 타이어 마모 증가로 상쇄될 것 같음
  • Brembo 같은 글로벌 브레이크 제조사는 이미 상당히 오래 전부터 EV 시대에 대비하는 신제품과 신시장 개발을 해오고 있음. EV가 도로에 많아지면 변화가 필연적임
    • 오히려 EV가 더 무거워서 더 큰 브레이크가 필요하니, 패드 교체 수입 감소보다 대형 브레이크 수요로 수익을 낼 거라고 생각함
  • 내연기관차는 적어도 도시에서는 당장이라도 금지해야 함이 자명함. 공기질 개선엔 이보다 분명한 선택이 없음
    • 만약 세입자 모두가 전기차로 바꿔야 한다면 앞으로 5년 동안은 도시 내 충전기 자리를 절대 찾을 수 없을 거라 생각됨. 임대주택 소유주가 충전기 설치비를 낼 리도 없고, 시에서 투표나 재원 마련도 어렵기 때문임. 캘리포니아의 내연차 판매 금지 정책도 실제론 제대로 된 고속충전 인프라가 전무한 상황임. 나는 전기차로 당장 넘어가고 싶지만 현 충전 시간과 인프라로는 단지 내 1,000명, 도시 내 수백만 임차인 모두의 수요를 감당할 수 없음. 게다가 대중교통 확장에도 세금 낼 의지가 없어서 한계임. 미국 도시에 실질적으로 500명당 1대 이상 충전기가 제공되는 경우도 거의 없음. 도심 주차장도 충전설비 부재가 심각함. 이런 현실에서 기술 변화의 후폭풍을 단순히 “프리우스 사자”식으로 접근할 수 없음. 인도의 전기차 전환은 미국보다 훨씬 난관이 될 것임. “내연기관 금지”는 목표일 순 있어도 충전 인프라 문제가 해결되기 전까진 현실적 방안이 아님
    • 나 또한 전기차로 옮기고 싶었지만 임차인이라 거주지에 충전기 설치가 불가능했음. 세입자 충전 문제 해결이 시급하다고 생각함
    • 유럽처럼 점진적으로 배출 규제를 강화해 나가는 정책도 참고하면 좋겠음
    • 금지에 반대하는 입장임. 이런 오염은 외부효과이므로, 비용을 부과해서 시장 가격에 반영하는 게 더 합리적임
    • 노르웨이식으로 하면 안 된다고 생각함. 인센티브와 대규모 보조금 덕분에 전기차 보급률은 높지만, 그 돈이면 대중교통 확충과 차량 의존도 자체를 줄일 수 있었을 거라는 아쉬움이 남음. 관련 기사
  • 정말 멋진 변화임. 나는 VW EV에서 B-모드를 이용해 "가속" 페달로 대부분 주행하는데, 완전한 원페달 드라이브는 아니지만 전적으로 회생제동만 사용함. 급속 감속엔 한계가 있지만, 일상 주행엔 브레이크 페달을 거의 안 씀. 속도를 미리 가늠하고 페달을 일찍 떼면 정말 게임처럼 브레이크 없이만 운전할 수 있음. 기계식 브레이크는 대부분 아주 저속일 때만 사용하게 되고, 정말 급정거 상황 아니면 쓸 일이 거의 없음. 긴 내리막길에서 배터리 잔량이 1~2% 늘어나는 걸 보고 정말 만족스러웠음
  • 우리가 아직도 EV의 장점을 스스로에게 설득하려 애쓰는 느낌임. 변화 속도가 너무 더디고 고통스러움
    • 인스타그램에서 Kia가 Ferrari를 레이스에서 이기는 영상을 본 적 있음. 무엇보다도 재밌었던 건 댓글 반응이었는데, 예전엔 Ferrari의 성능에 감탄하던 사람이 이제는 그저 “예쁘다”, “옛날차 같다” 쪽으로 분위기가 바뀜. 물론 Kia가 가속 구간에서만 이겼고, 자동차의 본질이 꼭 속도는 아니겠지만, Ferrari가 단순히 과거의 유물처럼 보였던 게 인상적이었음
    • 인프라 구축 등 기술적 한계로 인해 급격한 전환이 현실적으로 어려운 상황임
    • EV가 명백히 좋은 옵션인 게 왜 당연하지 않은지 되묻고 싶음
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