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2017년 4월 5일 수요일

주민 친화형 변전소 사업모델 제안 - 전기법인택시 주차장 모델

전기차 모델 중 전기법인택시 주차장모델
 
일종의 기업형 비즈니스 모델로 중형 부지를 가지고 있으며, 인구 밀집지 내에 위치한 변전소에서 시행 가능한 모델이다.
 
. 선정 이유
 
정부의 전기차 보급 및 확산 정책의 일환으로 전기택시가 꾸준히 증가하고 있다. 최근 서울시와 제주도는 전기택시를 도입하기 위해 적극적으로 전기차 지원금을 투입했는데, 서울시는 201554,090만원 가격의 전기택시를 위해 차량 가격의 약 75%에 달하는 3,000만원을 국비보조와 합쳐 전기택시 지원금으로 지원했으며 제주도는 별도의 전기택시 지원금은 없었지만 서울시와 동일한 르노삼성자동차의 SM3 Z.E. 모델에 차량 가격의 약 55%에 달하는 2,200만원의 전기차 지원금을 제공하였다.
 
특히 택시의 차고지가 도심 내 밀집지역에 위치한다면 택시 운전기사들의 수입이나 편의성이 더욱 증가하기 때문에 자연스럽게 전기택시로의 전환을 기대할 수 있다. 그리고 택시는 전기요금이 비싼 피크 시간대 보다는 요금이 저렴한 심야 시간대에 많이 활용되기 때문에 지역 내 전력사용 평준화에도 도움이 될 것이다.
 
. 기본 분석
 
법인 택시의 경우 약 100여 대로도 운영이 가능하다. 이 경우 모든 차들을 전기차로 전환하고 차고지를 변전소에 위치한 스테이션에 위치시키면 주차와 충전이 동시에 가능하게 된다. 차량 전환 비용은 기존 차량의 판매 비용과 정부의 전기차 보조금을 활용하면 더욱 수월하게 확보가 가능할 것이다. 특히 저렴한 변전소의 대지에 차고지를 마련하기 때문에 차고지 대여비를 상당 부분 줄일 수 있다.
 
일반적인 택시의 일일 운행 평균 거리는 약 203km이다. 이 경우 전기차의 평균 연비를 6km/kWh로 계산하면 약 50kWh 배터리를 내장한 전기택시를 이용하면 전기요금이 저렴한 심야나 오전에 1회 완충으로 하루 종일 운행이 가능하다는 계산이 나온다. 각 차량들이 정비를 위한 날을 제외하고 1년에 약 360일을 운행한다고 가정하면, 100대의 전기택시로 하루에 최대 약 5MWh, 1년이면 1.8GWh의 전력을 사용하게 된다.
 
특히 경유 차량들은 평균 0.0038g/km의 미세먼지를 배출하는데 1년에 대당 278g으로 총 28kg에 달하는 미세먼지 배출량의 감소도 기대할 수 있다.
 
. Tesla의 충전 플랫폼인 Supercharger
 
전기차 활성화의 가장 큰 걸림돌은 짧은 주행거리 문제와 긴 충전 시간 그리고 충전소의 절대적인 숫자 부족이다. 특히 전기차 충전소의 부족은 주행거리 문제나 충전 시간의 문제처럼 기술적인 이슈가 아닌 정책적인 이슈에 가까워 일종의 치킨-에그 문제를 일으키며 여전히 해결의 기미가 좀처럼 보이고 있지 않다.
 
우선 짧은 주행거리 문제를 생각해보면, 다행히도 이 부분은 배터리 기술의 발전으로 최근에는 내연기관 자동차와 견주어도 비슷한 수준에 달하는 수준을 보여주고 있다. 테슬라의 최근 모델인 Model S P100D100kWh 배터리를 탑재하여 완충 후 600km 이상의 주행이 가능하다. 벤츠나 폭스바겐, 아우디 등이 최근 발표하고 있는 컨셉 전기차들도 유사하게 대용량 배터리들을 탑재하여 500km 이상 주행이 가능하다고 한다. 배터리 기술의 발전으로 전기차의 가장 큰 단점이었던 짧은 주행거리 문제는 이제 거의 해결이 되었다고 봐도 무방한 상황이 된 것이다. 아마도 앞으로 출시될 대부분의 전기차들은 적어도 60kWh 이상의 대용량 배터리를 탑재하는 것이 기본이 될 것이다.
 
배터리 기술의 발전으로 짧은 주행거리 문제가 어느 정도 해소되었지만, 이는 더 심각한 충전시간 문제를 발생시켰다. 기존 1세대 전기차들의 10~15kWh 배터리를 충전하는데도 일반적인 7.7kW의 완속충전기를 통해서는 1~2시간 이상이 소요되었는데 100kWh10배나 더 큰 배터리니 10시간 이상이 소요될 것이다. 물론 최대 50kW 충전을 지원하는 급속충전기들의 보급으로 그나마 약간의 숨통은 트였지만 여전히 1~2시간이 필요하며, 그 조차도 급속충전소의 숫자는 턱없이 부족한 상태여서 아직은 다소 비현실적인 대안으로 인식되기도 한다. 이런 상황이다 보니 대용량 배터리를 채용하고 있는 제조사들은 국제표준을 따르지 않고 자체 규격을 채택하고 있다. 급속을 넘어선 고속 충전을 시도하고 있는 것이다. 테슬라의 자체 규격 충전소인 Supercharger는 최대 135kW의 충전을 지원하여 100kWh 용량의 배터리도 1시간 이내에 완충이 가능하다. 앞서 언급한 벤츠나 폭스바겐도 비슷한 수준의 충전 시간을 이야기 하고 있다. 이들 역시 완충에는 1시간에 가까운 시간이 소요된다고 반문할 수도 있지만, 일반적인 내연기관 자동차들의 주유시간인 5분 정도의 충전시간으로 주행 가능한 거리를 계산해보면 약 60km 정도를 주행 가능하기 때문에, 사용하지 않는 시간대에 가정이나 회사에서도 충전이 가능하다는 장점과 함께 생각해보면 이제는 전기차도 어느 정도 현실적인 선택지 안으로 들어왔다고 생각할 수 있다.
 
결국, 전기차 보급에 있어 가장 중요한 것은 전기차 충전소 자체의 보급에 있다고 볼 수 있다. 하지만 우리나라의 경우 2015년 누적 기준 약 5,767대의 전기차가 보급되어 있는 데 반해 급속충전기는 총 337기가 보급되어 있다. 평균 17.1대에 1기의 급속충전기를 공유한다고 계산할 수 있는데, 특히 전기차가 가장 많이 보급된 제주도의 경우는 2,368대의 전기차에 49기의 급속충전기가 보급되어 48.3대가 1기의 급속충전기를 공유하고 있는 셈이다. 전기차 보급이 더딜 수밖에 없는 상황이다. 적극적이고 다양한 전기차 충전소의 보급 계획이 필요하다.
 
테슬라는 전기차를 전문으로 생산하는 제조사지만, 동시에 충전 인프라를 구축하고 있는 일종의 충전 플랫폼 기업이기도 하다. 앞서 언급한 이유들을 바탕으로 자체 규격을 도입한 급속충전소인 Supercharger를 운영하고 있다. 다들 치킨-에그 문제로 보수적인 발걸음을 취하고 있을 때, 적극적으로 치킨과 에그를 동시에 제공하면서 해결하고 있는 것이다. 최대 135kW 출력이 가능한 Supercharger는 세계에서 가장 빠른 급속충전 충전소로 20129월 처음 공개하여 현재 전 세계 약 730여 곳에 4,600기의 충전기를 제공하고 있다. 특히 자사 차량인 모델 SX의 소유자들은 평생 무료로 충전이 가능한데, 이는 태양광 충전이라는 친환경 에너지원을 이용해 Supercharger를 운영하기 때문에 가능한 일이다.
 
. 기대 효과
 
- 앞으로 필연적으로 다가올 전기차 활성화의 시기에 앞서 필요한 전력 수요 예측 가능
- 발생 가능한 트러블의 대응을 통해 대비책 선행 연구 가능
- 일상에서 쉽게 접할 수 있는 택시 등의 노출을 통해 지역 주민들의 전기차에 대한 인식을 긍정적으로 전환 가능
- 충전 플랫폼으로서의 이미지를 더욱 강력하게 만들 수 있음
- 전기차 활성화에 기여 가능

2017년 2월 10일 금요일

테슬라의 슈퍼차저 (Superchargers)

2016년 미국에서 가장 많이 팔린 전기차는 테슬라의 모델 S였다. 23,714대가 판매되었으며, 4위는 마찬가지로 테슬라의 모델 X 14,839대가 판매되었다. 테슬라의 전기차를 충전하는 방식에는 크게 3가지 방식이 있다. 한 가지는 테슬라의 완속충전기인 월 커넥터(Wall Connector)를 집의 주차장에 고정 설치하여 충전하는 방식이다. 일반적으로 4시간 정도면 배터리 완충이 가능하다. 또 다른 방법은 데스티네이션 차저를 이용하는 것이다. 데스티네이션 차저는 호텔, 식당, 대형 쇼핑센터 등에 설치되는 완속충전소이다. 국내의 경우도 신세계 그룹과 협력하여 총 25곳의 백화점, 이마트, 스타벅스 등의 신세계 그룹의 유통 채널에 구축할 예정이다. 데스티네이션 차저는 16kW의 출력을 지원하기 때문에 충전 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 마지막 방법은 테슬라의 독자적인 급속충전소인 슈퍼차저를 이용하는 것이다. 슈퍼차저는 차데모나 DC콤보 등 최대 50kW 출력을 지원하는 일반적인 급속충전 규격을 훨씬 상회하는 120kW 출력을 통해 세계에서 가장 빠른 충전을 제공한다. 미국에만 800곳 이상에 5,000기 이상이 설치되어 있으며, 2017년에는 한국에도 5곳이 설치될 계획이다.

슈퍼차저는 충전소 지붕에 솔라시티에서 제공하는 태양광 집열판을 설치하여 충전 에너지를 발전한다. 충전을 위한 전력을 친환경 에너지를 통해 확보하기 때문에 기존 모델 S와 모델 X의 고객에게는 평생 무료로 제공이 된다. 기본적인 충전소의 운영비용은 충전 중 고객들이 이용할 수 있는 스낵바를 근처에 두어 지속가능성도 확보하였다.

하지만 테슬라의 차량들이 빠르게 늘어나고 보급형 모델인 모델3 의 출시가 다가오면서 이 같은 평생 무료 정책에 변화가 생겼다. 기존 고객들은 동일하게 슈퍼차저를 평생 무료로 사용할 수 있지만, 2017년부터 구입한 고객들은 연간 400kWh라는 충전 크레딧이 주어지고, 전부 소진한 이후로는 kWh에 평균 0.2(캘리포니아 기준)의 충전 비용을 지불해야 한다. 이러한 정책의 변화는 슈퍼차저 시스템을 남용하는 사람들을 막고 더 많은 고객들의 편의성을 증대시키기 위한 방안이라고 설명한다.

고객들의 편의성 증대를 위한 또 다른 정책의 변화도 있다. 테슬라는 슈퍼차저를 이용한 충전이 끝나고도 차를 빼지 않는 차주에게 벌금을 물리는 방식을 통해 충전소의 순환을 꾀하고 있다. 차량이 완전히 충전되면 테슬라 앱을 통해 차주에게 알림을 보내고 5분 이내에 차를 움직이지 않으면 1분에 0.4불의 벌금을 물린다. 테슬라는 이 요금을 슈퍼차저 게으름 요금(Supercharger Idle Fee)’이라고 정의했다. 이는 마찬가지로 돈을 벌기 위한 수단이 아니라 이를 통해 고객의 만족도를 높이기 위한 방안이다.

게으름 요금의 발단

이와 같은 일련의 정책의 변화들을 보면 기본적으로 전기차는 가정이나 사무실에 있을 때 충전하는 것이 바람직하며, 슈퍼차저 등의 외부 충전소를 이용하는 경우는 충전이 어려운 장거리 주행 등의 예외 상황에 필요한 솔루션이라는 해석이 가능해진다. 테슬라의 CEO일런 머스크의 다음의 코멘트를 읽으면 전기차에서 충전인프라를 어떻게 바라봐야 하는지를 보다 잘 이해할 수 있다.

가장 좋은 건 휴대폰을 충전할 때 자동차를 충전하는 겁니다. 집에서, 사무실에서 말이죠. 휴대폰을 충전하려고 매번 주유소에 가시겠습니까? 5달러 어치의 전기를 충전하기 위해 슈퍼차저까지 운전해서 가느라 한 시간 반을 써버리고 나면 최저임금도 안 나옵니다. (웃음) 따라서 그건 그리 좋은 방법이 아니죠. 그러나 물론 아시는 것처럼, 사람들은 습관처럼 그렇게 합니다. 주유소에 가서 주유를 하는 패러다임에 익숙해져 있는 것입니다. 그렇기 때문에 슈퍼차저 충전소에 가서 전기차를 충전하는 것이죠. 많은 사람들은 옛날 방식에 길들여져 있습니다. 그러나 이제는 말이 안되죠.”