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EV 충전에 가장 선호하는 장소는 가정과 직장, 충전 비용도 가장 저렴
일반적인 소비자들은 어떻게 전기차를 충전할지 살펴보자. 규칙적인 출퇴근 및 주말 여가를 위해 전기차를 사용하는 사람들을 가정하여 생각해 본다.
기존 내연기관 자동차와 연결하여 생각해 보면 충전을 할 수 있는 장소는 크게 두 가지이다. 한 가지는 내연기관 자동차와 유사하게 주유소와 같은 외부 공공 충전소를 이용하여 충전하는 방법이며, 다른 한 가지는 집이나 회사 등에서 느린 속도일지라도 매일 그리고 자주 충전하는 방법이다. 현재 전기차는 1회 충전으로 300km이상 주행이 가능한 만큼 매일 충전해야 할 필요는 없어 두 방법 모두 일상 생활에서 전기차를 사용하는 데에 무리가 되는 방법은 아니다.
그러나 현재 제한적인 충전인프라에 대한 접근성과 충전의 편의성을 감안하면, 가정이나 회사에 충전기를 설치하고 이를 주 충전원으로 이용하여 수시로 충전하는 것을 일반적 패턴으로 생각할 수 있다. 공용 충전기 이용시에는 충전을 위해 외부 충전소를 방문하고 충전시까지 수십분을 그 장소에서 대기해야 하는 불편함을 감수해야하기 때문이다. 미국 소비자를 대상으로 조사한 딜로이트의 설문 조사에서도 가장 선호하는 충전장소는 집과 회사인 것으로 조사되었다.
다음은 경제적 요인에 대한 고려이다. 소비자들이 전기차 구매를 검토하는 과정에서 중요하게 생각하는 부분에는 환경적인 부분도 있지만, 직접적으로 가장 크게 영향을 미치는 사항은 연료비 절감에 대한 부분이다. 이에 따라 충전 패턴도 충전 요금을 최소화하는 방향으로 형성될 가능성이 높다.
일반적으로 충전비용은 공용 충전소를 이용하는 경우보다 가정에서 충전하는 경우가 싸다. 또한 공용 충전소의 경우에도 구축에 많은 투자비가 들어가는 급속보다는 완속 충전의 비용이 더 저렴하게 책정된다.
가정 충전시, Off-Peak 시간 충전이 경제적
편의성이 높고 저렴하게 충전이 가능한 가정에서 전기차를 충전하는 경우에 대 해 좀 더 자세히 알아보자. 미국, 특히 캘리포니아에서는 낮 시간대 태양광 발전량이 많은데 반해, 전력수요는 퇴근 이후 저녁시간에 집중되면서 발전량 대비 수요의 불균형이 점점 심해져 왔다. 이에 대응하여 시간대별 전력수요를 분산하기 위해 캘리포니아에서는 시간대별 전력가격을 다르게 적용하는 ToU(Time-of- Use) 요금제를 도입하였고, ToU 요금제는 현재 캘리포니아에서 기본 요금제로 광범위하게 사용되고 있다. 우리나라에서도 현재 ToU와 유사한 계시별 요금제가 일부 도입되어 있다.
캘리포니아의 유틸리티 중 하나인 PG&E(Pacific Gas and Electric)의 Home Charging EV2-A 요금제를 살펴보면, 밤 12시에서 오후 3시까지는 kWh당 24센트의 요금이 적용되나, 오후 4시부터 9시 사이에는 56센트, 저녁 9시에서 12시까지는 45센트의 요금이 적용된다. 시간대별 요금제의 큰 편차를 감안하면 합리적인 소비자는 저렴한 요금이 적용되는 밤 12시 이후부터 오후 3시 사이에 전기차를 충전하게 된다.
충전비용 절감을 위한 Smart Charging 솔루션은 일반화되는 추세
가정에서 전기차 충전을 전력요금이 저렴한 시간대에 하는 것은 큰 불편 없이 가능하다. 미국 가정에서는 주로 가정용 콘센트를 활용한 110V 또는 전기차 충전용으로 승압한 220V 전압으로 충전을 하게 되는데, 이 경우 전기차에서 충전 시간을 제어함으로서 Off-Peak 시간대에 충전이 가능하다.
충전시간 제어는 전기차에서 설정이 가능하며, 테슬라의 경우는 스마트폰 앱을 통해서 전기차의 충전시간을 조절할 수 있다. 차량에 충전시간의 설정 기능이 없는 경우에도 가정용 충전기에는 보통 Wi-fi 연결 및 스마트폰 연동을 통해 충전 시간을 설정하는 기능이 있는 것이 일반적이다.
주택용 태양광 설치 시 전기료 추가 절감 가능, 태양광 회사와 EV회사 협력도 진행 중
이번에는 태양광을 통해 직접 전기를 생산하여 충전하는 경우를 알아보자. 가정용 전기요금이 비싼 미국에서 주택용 태양광 업체들은 태양광 설치로 전기요금을 기존 전기요금 대비 10~20% 절감이 가능함을 홍보하고 있는데, 전기요금에 민감한 소비자라면 주택용(지붕위) 태양광 설치도 검토할 수 있다. 특히 캘리포니아에서는 신축 주택 건설시 주택용 태양광 설치가 법적 의무사항이며, 기존 주택 거주자들도 전기요금 절감을 위해 주택용 태양광을 설치하는 경우가 많다.
미국에서 특히 주택용 태양광 설치가 활성화되어 있는 것은 미국의 도매 전기요금은 한국에 비해 저렴한 데 반해 소매 요금은 송배전 비용 등이 반영되어 높게 형성되어 있기 때문이다. 가정에 태양광 시스템을 설치하면 송배전 비용의 부담이 없어 전기 요금 절약이 가능하다. 미국에서 전기차를 이용하는 가장 경제적인 방법은 자가 주택에 주택용 태양광을 설치하고 이를 이용해 전기차를 충전하는 것이다.
이에 따라 자동차 회사와 주택용 태양광 회사 간의 협력사례도 나오고 있다. 자동차 제조업체인 Ford와 주택용 태양광 설치 업체인 Sunrun은 Ford의 전기 픽업트럭인 F-150 Lightning 관련 사업 협력을 진행하고 있다. 직접적인 협력 사항은 자동차 구매 고객 중 충전기 설치가 필요한 고객들에게 Sunrun이 자사의 Installation Network를 활용하여 설치하는 것이다. Ford 입장에서는 Sunrun의 설치 네트워크를 활용하여 차량 구매고객에게 충전기 설치 서비스를 원활하게 제공하는 동시에 차량 유지비(전기료)를 줄일 수 있는 방법을 소개할 수 있다. 전기차 구매시 고객 입장에서는 가정의 전력사용량이 증가하고 전력가격에 대한 민감도가 높아지게 되는데, Sunrun은 이러한 잠재 고객에게 태양광 시스템 설치 를 홍보할 수 있어 윈-윈의 기회이기도 하다.
F-150 Lightining에는 V2H(Vehicle to Home)라는 특별한 기술도 탑재되어 있다. 미국에는 허리케인, 산불 등 자연재해로 인해 전력공급이 중단되는 경우가 가끔 일어나는데, 정전에 대비하고 주택용 태양광 발전 전력을 효율적으로 사용하기 위해 가정에 별도의 배터리 에너지저장장치(BESS, Battery Energy Storage)를 설치하는 경우도 많다. F-150의 V2H 기술은 F-150의 베터리에 충전되어 있는 전력을 비상시에 주택에 공급할 수 있는 기술이다. F-150의 배터리 용량은 100kWh 수준인데 가정의 전력사용량에 따라 3일~10일까지 일반 가정의 전력 사용을 대체할 수 있다. 이렇게 전기차 충전은 주택용 태양광과 홈 에너지 관리 시스템 (Home Energy Management System)까지 연계되어 확대될 수도 있다.
EV 보급 확대와 대중화를 위해 공용 충전 인프라 확대도 필수적
그럼에도 불구하고 공용 충전 인프라 확대는 필요하다. 가정에서 주로 충전하는 사람들도 여가, 출장 등 장거리 운행을 위해서는 공용 충전기를 사용해야 한다. 또한 모든 사람들이 앞서 살펴본 가정용 충전기, 주택용 태양광 시스템, 주택용 배터리 등을 설치할 수 있는 것은 아니기 때문이다. 가정용 충전기 설치, 주택용 태양광 설치 등은 모두 개별 주택(Single family house)에 거주하고 설치비 또는 금융(리스)비용을 감당할 수 있는 중산층 이상의 사람들을 대상으로 한다.
미국에서도 상당수의 사람들은 아파트(Condo)를 포함, 여러 가구로 구성된 주택 단지(Multifamily house)에 거주하는데, 이러한 경우 개인별 전용 충전소 설치와 접근이 상대적으로 제한될 소지가 높다. 즉 전기차가 일반화되고 보급률이 증가 할수록 공용 충전소의 필요성은 늘어난다. 반대로 전기차의 보급률이 높아지려면 공용 충전소의 설치를 통해 충전 편의성이 늘어나야 한다는 것도 사실이다.
특히 급속 충전 인프라 지속 확대 전망
ICCT (The International Council on Clean Transportation)의 연구에 따르면, 전기차가 다양한 계층으로 확산되는 것은 공용 충전소 사용 증가의 한 요인이다. 전기차의 보급률 상승에 따라 전체 전기차 충전용 전력 중 공용 충전소에서 사용되는 전력의 비중은 2020년 18%에서 2030년에는 29%까지 늘어날 것으로 전망된다. 특히 저소득 가구의 경우 공용충전소에서 충전하는 전력의 비중은 2030년 기준 35%로 일반 가구 대비 높을 것으로 전망했다.
충전시설이 늘어남에 따라 충전에 대한 선택지는 더 많아진다. 초기에는 전기차 충전소 간 거리가 길고 커버리지가 제한되어 공용 충전소의 이용에 불편이 따르고 주 충전장소는 가정과 회사로 제한되었다. 충전에 대한 걱정으로 인해 장거리 운전 시 전기차 이용을 기피하는 경우도 많다. 그러나 충전소 수가 늘어나며 운전자의 공용 충전소에 대한 접근성은 향상되고 충전에 대한 걱정은 줄어든다. 이에 따라 공용 충전소의 이용률은 높아지는데, ICCT의 시뮬레이션에 따르면 개별 공용 충전기의 평균 이용시간은 2020년 평균 1.8시간에서 2030년에는 평균 4.2 시간까지 증가할 것으로 전망되며, 이 중 급속 충전을 통한 충전량이 완속 충전량의 2배 이상이다.
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