- 차량의 에너지 저장 시스템화, 4대의 전기차 배터리 전력으로 20가구 전력 공급 가능 –

- 양방향 전기차 충전기 시장 2015년부터 2019년까지 연간 47% 성장률 기록 -

 

□ 전기차 시장 확대로 보는 신생 에너지 기술

  ㅇ Deloitte에 따르면 글로벌 전기차 판매량은 2018년 200만 대 수준에서 2025년 1200만 대, 2030년 2100만 대로 가파르게 증가할 전망

    - 특히 2024년 이후에는 전체 자동차 판매량 중 내연기관 차량의 판매 점유율은 지속 감소하고 전기차(EV) 점유율이 10% 이상으로 지속 상승할 것으로 예측됨.

글로벌 내연기관 차량 및 전기차 판매량 전망(2010~2030)

 

자료: deloitte.com

  ㅇ 이처럼 미래 전기차 생산량 및 판매량이 확대되면서 배터리 충전으로 증가하는 전력 수요를 기존 에너지 생산량으로는 충족시키지 못할 것이라는 견해가 점차 증가하고 있음. 이에 에너지 환원을 가능케 해 효율을 높이는 Vehicle to Grid(V2G) 개념이 신생 에너지 기술로 떠오르고 있음.

□ Vehicle-To-Grid(V2G)란?

 

  ㅇ Vehicle to Grid(V2G)는 충전식 친환경차를 전력망과 연결시켜 주차 중의 유휴 전력을 이용하는 개념으로 Vehicle to Building(V2B), Vehicle to Home(V2H) 등 다양하게 확대 가능

    - 전력망을 통해 전기차를 충전했다가 주행 후 남은 전기는 다시 전력망으로 송전하는 것으로 전기차 자체가 움직이는 에너지 저장 장치(ESS)로 기능

    - 일반적으로 개인이 소유한 자동차가 실제로 운행되는 시간은 하루의 20%에 불과하고 나머지 시간은 대부분 주차돼 있기 때문에 차량을 전력 공급 수단으로 쓸 수 있음.

V2G 개념도

자료: Cenex/ National Renewable Energy Laboratory

 

  ㅇ V2G 시스템을 구현하기 위해서는 전력망과 전기차량(저장장치)간에 양방향 전력 전달이 가능한 양방향 충전기가 필수적

    - 이에 따라 양방향 충전기는 친환경 에너지 인프라 구축에 핵심적인 차세대 자동차 부품으로 부상 중

 

□ 양방향 전기차 충전기 주요 기업 동향

  ㅇ PRNewswire에 따르면 글로벌 양방향 전기차 충전 시스템 시장은 2015년부터 2019년까지 연간 47%의 성장률을 기록했음. 대표적인 양방향 전기차 충전기 개발기업으로는 닛산(Nissan), 현대모비스와 같은 완성차 기업 및 미국의 Nuvve 등 신생 스타트업이 있음.

  ㅇ (닛산) 최근 닛산은 양방향 충전이 가능한 2세대 LEAF 전기차를 공개하면서 기존 저속과 급속 충전 소켓이 통합된 DC 콤보 방식이 아닌 직류방식의 급속와 완속 충전 소켓을 분리한 차데모(CHAdeMO) 기술을 소개함.

    - KOTRA 디트로이트 무역관이 닛산 관계자와 진행한 인터뷰에 따르면 양방향 전기차 충전 기술을 통해 낮 시간에는 자동차 배터리를 가정용 전기로 사용하고 심야시간에 충전을 하면서 비상시 가정에 전기를 공급하는 에너지 발전소 역할을 할 것으로 기대한다고 표함.

      · 닛산이 발표한 자료에 따르면 전기차 5만 대에 탑재된 배터리를 통해 최대 2GWh 전력을 공급할 수 있다고 함. 이는 소도시 하루 전력 소모량과 비슷한 규모임.

닛산 전기차 LEAF

자료: Nissan

  ㅇ (현대모비스) 한국전력공사가 2015년부터 추진한 V2G(Vehicle 2 Grid) 실증 사업에 참가한 현대모비스는 최근 상용화가 가능하면서 기존 아이오닉 전기차 충전기 사이즈와 동일한 6.6kW급 양방향 전기차 충전기 개발에 성공함.

    - 현대모비스에 따르면 양방향 전기차 충전기가 에너지 저장 시스템으로의 역할을 수행할 경우 전기차 4대의 배터리 전력으로 20가구의 하루치 에너지를 공급할 수 있다고 밝힘.

 

양방향 충전기 유휴전력 활용시스템 개념도

자료: 현대모비스

 

  ㅇ (Nuvve) 2012년 미국 캘리포니아에 설립된 Nuvve는 양방향 충전소 및 관리 서비스를 제공하는 기업으로 다양한 프로젝트들을 통해 V2G 실증 테스트를 진행하고 있음.

    - (전기차 스쿨버스) 2017년부터 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)의 후원을 받아 진행 중인 프로젝트로 미국 최대의 스쿨버스 제조사인 Blue Bird Corporation과 협력해 8대의 양방향 충전식 전기차 스쿨버스를 운행하며 리알토 연합학교 지역(Rialto Unified School District)에 전력 공급 중

V2G 전기차 스쿨버스

자료: Nuvve.com

 

□ V2G 시스템 도입을 위한 시장조사 사례

  ㅇ 미국의 일부 주에서는 양방향 전기차 충전 시스템 활성화를 위한 사전조사를 위해 전기차 충전용 요금제를 도입해 전력량과 주요 충전 시간대를 모니터링하고 있음. 이러한 분석은 미래 V2G 시스템 구축에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됨.

  ㅇ (캘리포니아) 미국 캘리포니아에 위치한 Southern California Edison사는 인구 밀집 지역인 LA를 제외한 1500만 명을 대상으로 전기차 충전 계측기를 설치한 후 전기차의 충전 전력을 모니터링해 양방향 전기차 충전 기술이 미래 시장에 미칠 영향을 조사하고 있음.

    - 이와 동시에 충전소 부족 및 접근성 문제를 해결하고자 전기차 충전소 설치 지원 프로그램인 Charge Ready를 운영하고 있음.

  ㅇ (인디애나) 미국 인디애나주 대표 유틸리티 기업인 Indianapolis Power & Light company는 공공-민간 파트너십을 체결해 전기차 구매 인센티브를 제공하고 전기차를 구매한 소비자를 대상으로 가정용, 공공용 2가지의 전기차 충전 요금제인 TOU(Time of Use)를 제공 중

    - TOU 요금제 도입 후 전력 수요 동향을 분석한 결과 가정 전력수요의 76%가 OFF- PEAK(사용량이 적은) 시간대로 이동한 것으로 집계됨.

 

□ 시사점

  ㅇ 전기자동차 시장의 성장과 더불어 V2G 시스템이 차세대 에너지 솔루션으로 떠오르고 있음. V2G 시스템은 무한한 잠재력을 갖고 있으나 실제 구현 및 정착을 위해서는 정부의 적극적인 충전소 설치 보조금 제도 마련 및 양방향 충전기 충전 및 방전 요금체계 구축이 필요함.

  ㅇ 또한 V2G 시스템 구현을 가능케하는 양방향 전기차 충전 기술의 중요성도 커질 전망임. 기존 전력 시스템에서 주로 사용되고 있는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터 및 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터 외 양방향 전력 제어에 필요한 기술 및 부품 개발이 활발할 전망

 

자료: Cenex, National Renewable Energy Laboratory, Nissan, Indianapolis Power & Light company, 현대모비스, Southern California Edison, Nuvve.com, KOTRA 디트로이트 무역관 보유 종합 자료