2020년 11월에 전기 차량(EV) 제조업체인 Tesla는 세계에서 가장 가치 있는 자동차 제조사가 되었습니다. 그리고 최근 CES 2021 기조 연설에서 General Motors의 CEO인 Mary Teresa Barra는 미국 최대 자동차 제조업체를 위한 “모든 전력에 의한 미래를 위한 기반을 마련하겠다”라고 약속했습니다.
BloombergNEF(BNEF)에 따르면[1] 2021년에는 EV 판매가 감소하더라도 분석가들은 자동차 제조사들이 2025년에 850만 대 이상의 새로운 EV를 판매한 이후 2030년에는 시장의 약 28%에 해당하는 2600만 대로 판매가 급증할 것으로 예상합니다. 따라서 2030년까지 전 세계적으로 약 1억 1600만 대의 EV가 유통될 것입니다.
EV가 많아질수록 오염과 유지보수는 줄어듭니다. 더불어 이는 보다 효율적인 대규모의 충전 인프라가 더 많이 필요하다는 의미입니다.
지난해 6월 국제에너지기구(IEA)는 "전기 차량 충전용 인프라는 계속해서 확대되고 있습니다. 2019년에는 전 세계에 약 730만 개의 충전기가 있었는데, 그중 약 650만 개는 가정, 공동주택 건물 및 작업장에 설치된 개인용 경량 차량 저속 충전기였습니다.”라고 보고했습니다.[2]
이 보고서는 또한 "전 세계적으로 2019년에는 이용 가능한 공공 충전기(저속 및 고속)의 수가 전년도와 비교하여 60% 증가했으며, 이는 전기 경량 차량 재고 증가율보다 높은 수치"라고 밝히고 있습니다.
모든 곳에서 EV에 대한 충전을 표준화하기 위한 지속적인 노력
EV 제조사들은 범용 충전 커넥터를 포함하여 EV 충전을 위한 표준을 만들기 위해 오랫동안 협력해 왔습니다. 오늘날 대부분의 완전 전기 및 플러그인 하이브리드 차량에는 Type 1 AC EV 공급 장비(EVSE)가 장착되어 있습니다(일반적으로 J1772 커넥터). 설명을 덧붙이자면, EVSE는 충전하는 동안 사용자와 EV를 안전하게 유지하게 해주는 프로토콜입니다. EVSE는 표준 커넥터를 플러그에 꽂기만 하면 충전기가 나머지 일을 다 처리하므로 다른 모든 사용자 상호작용이 필요 없습니다.
“J 플러그”라고도 알려진 J1772는 북미와 일본에서 사용되는 110-V와 220-V 단상 충전에 모두 사용 가능합니다.
유럽에서는 많은 EV에 레벨 2 충전용 IEC Type 2 "Mennekes 커넥터" 또는 레벨 3 충전용 "Scame 커넥터"가 장착되어 있습니다. 두 커넥터 모두 IEC 62196[3] 시방서를 준수합니다. 레벨 3은 최대 63A까지 빠른 3상 충전이 가능합니다.
인기를 얻고 있는 또 하나의 커넥터는 CHAdeMO입니다.[4] DC 충전을 사용하여 더 높은 전압 레벨이 차량에 전달될 수 있습니다. CHAdeMO가 장착된 충전 스테이션에서는 차량이 아닌 스테이션에서 AC/DC 변환이 처리됩니다. 뿐만 아니라 CHAdeMO 시방서는 양방향 전력 전송이 가능합니다. 즉 EV 소유자가 전력 사용량을 최적화하고 그리드에 밸런싱 서비스를 제공하기 위해 차량을 에너지 저장 장치로 사용할 수 있다는 의미입니다.
성장 중인 시장에서는 이제 여러 다른 충전 솔루션이 경쟁하고 있습니다
가정에서 EV를 충전하는 사람들에게 가장 인기 있는 옵션은 벽면형 AC 충전 스테이션입니다. 이러한 충전 시스템을 제조하는 여러 업체가 있지만, 가장 많이 설치되는 시스템은 “Wallbox”입니다.
Wallbox는 현재 두 가지 가정용 충전 옵션을 제공합니다. 하나는 하이브리드 차량을 포함한 모든 자동차 종류와 호환되는 표준 AC 충전을 제공하는 Pulsar Plus이고, 다른 하나는 DC 직접 전력 및 CHAdeMO 커넥터를 갖춘 가정용 최초의 양방향 충전기인 Quasar[5]입니다.
현재 배포되고 있는 가장 포괄적인 인프라 중 하나는 이제 점점 더 많은 주차장, 도시 거리 및 주유소에서 찾아볼 수 있는 독립형 충전 스테이션입니다. 이러한 장치는 일반적으로 AC 및 DC 전력을 사용하며 빠른 충전을 포함한 여러 다른 커넥터를 갖추고 있습니다.
차량에 장착된 커넥터의 유형에 따라 스테이션은 일반적인 EV를 30분 이내에 충전할 수 있습니다. 일부 도시, 특히 유럽의 도시에서는 EV 채택을 장려하기 위해 무료 충전을 제공합니다.
지난 몇 년간 채택을 늘리는 또 다른 옵션은 무선 충전 방식입니다. 이런 식으로 전기 차량을 플러그에 꽂지 않고 충전할 수 있습니다. 전기 무선 충전 스테이션을 제조 및 판매하는 회사인 Plugless[6]는 Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf 및 Chevrolet Volt용 업그레이드 키트를 제공하고 있으며, 곧 더 많은 차량을 추가할 계획입니다.
또한 일부 도시와 지역에서는 도로에서의 무선 충전 방식도 검토하고 있습니다. 이러한 방식은 이동 중에 EV를 충전하므로 충전 스테이션에서 차를 세울 필요가 없습니다. 특히 전기 버스에 유용할 수 있습니다.
전기 버스의 경우 일부 버스 정류장에서 집전 장치를 사용하여 충전하고 있습니다. 예를 들어 바르셀로나에서는 메트로폴리탄 교통국(TMB)이 노선의 종점에 충전 스테이션을 갖추고 전기 버스 기단을 운영합니다.[7] 사용 중인 집전 장치는 대략 5~8분 내에 배터리 용량의 80%를 충전하는 초고속 시스템(500kW의 전력)입니다. 이 시스템을 사용하면 운전자가 하루 종일 전기 버스를 운행할 수 있습니다. 또한 필요한 배터리의 수를 줄여 전력을 절약하고 서비스의 총 운영 비용(TCO)을 줄일 수 있습니다. 실제로 TMB는 인프라 비용을 포함하여 10년간의 오버헤드 충전과 함께 전기 버스 운행 TCO가 디젤 또는 하이브리드 모델을 운영할 때보다 현저히 낮다고 추정했습니다.
EV는 정전 동안 그리드의 균형을 유지하고 가정에 전력을 공급하기 위한 해결책이 될 수 있습니다
오늘날의 EV에 장착된 대규모 배터리 용량은 재생 에너지를 위한 임시 저장소로 사용될 수 있어, 그리드의 균형을 유지하고 필요할 때 사람들의 집에 전력을 공급할 수 있습니다.
V2G(Vehicle-to-grid) 기술은 오늘날의 많은 EV에 사용되며, 배터리에 저장된 전력을 도로 그리드 또는 충전 스테이션으로 전송할 수 있습니다. EV는 CHAdeMO 커넥터와 V2G 충전 스테이션을 사용하여 현장에 설치된 태양열 패널로부터 잉여 전기를 임시로 저장한 다음 필요할 때 도로 집이나 건물로 전기를 보낼 수 있습니다. 이러한 기능은 자연 재해로 인해 정전이 발생하는 경우에 매우 중요할 수 있습니다.
예를 들어 75-kWh 용량으로 완전히 충전된 Tesla Model 3은 일주일 넘게 일반적인 가정에서 필수적으로 필요한 전기를 공급할 수 있습니다. 게다가 EV의 네트워크는 전력 회사가 필요할 때 이웃에 추가 전력을 제공하는 데도 도움이 될 수 있습니다.
MarketWatch에 따르면, 전 세계 V2G 기술 시장은 2020년부터 2027년까지의 예측 기간 동안 48%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록하며, 2027년까지 약 1743만 달러의 수익을 올릴 것으로 예상됩니다.[8]
향후 전망
EV는 더 이상 미래의 운송 수단이 아니라 현재 진행형이라는 사실은 의심의 여지가 없습니다. 또한 머지않아 가정에 EV 충전 스테이션을 구비하는 것이 자동차 소유만큼이나 평범하게 여겨지리라 예상할 수 있습니다.
[1] https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook/
[2] IEA — Global EV Outlook 2020. https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020
[3] Type 2 connector — Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Type_2_connector
[4] Chademo Association — EV Fast-Charging Organization. https://www.chademo.com/
[5] Wallbox Quasar: The first bidirectional charger for your home. https://wallbox.com/en_us/quasar-dc-charger.
[6] Plugless Power. https://www.pluglesspower.com/
[7] Endesa and TMB install 2 new pantographs for electric buses. https://www.endesa.com/en/press/press-room/news/energy-transition/electric-mobility/endesa-and-tmb-install-2-new-pantographs-to-charge-electric-buses-in-barcelona
[8] V2G Technology Market Hit Growth 48%. https://www.marketwatch.com/press-release/v2g-technology-market-hit-growth-48-driven-by-growing-number-of-ev-charging-stations-2021-01-07