농업용 전기차 사업모델 제시 ⑦

5. 전력회사 Economics 분석

전력회사는 농업용 전기차 배터리의 주체로서 농민들에게 저렴한 금액으로 배터리를 임대할 수 있다. 현재 리튬이온 배터리는 1kWh에 약 50만원인데 그 중 일정 비율의 금액을 투자(예를 들어, 50%면 25만원 정도)하여 배터리의 소유 주체가 되고 5년 동안 농민들에게 임대를 한다. 농민들은 전력회사가 투자하고 남은 금액을 5년 할부의 금액으로 저렴하게 임대하여 사용하게 되는 것이다. 전력회사는 5년 뒤에는 배터리를 회수하여 배전형 ESS 등의 용도로 활용한다. 대부분의 경우 회수시의 배터리의 잔존 사이클은 절반 이상 남아 있기 때문에 충분히 활용 가능하다. 이 경우 전력회사가 경제적으로 얻을 수 있는 이익은 크게 두 가지로 볼 수 있다.

 

첫째는 5년 동안의 농업용 전기차 배터리의 충전 요금으로 인한 이익이다. 현재 전기차의 급속충전 요금은 1kWh당 313원이고 완속충전 요금은 약 8kW의 계약전력을 위한 기본요금에 1년 평균 약 108원의 요금을 적용하여 대략 130원으로 가정할 수 있다. 그리고 농업용 전기요금을 적용하는 경우에는 앞서 살펴본 계산 결과를 바탕으로 대략 완속충전 요금의 40% 비용(트랙터의 에너지비용이 완속충전 요금은 62,356원이고 농업용 전기요금 적용 시는 24,893원, UTV의 에너지비용이 완속충전 요금은 31,981원이고 농업용 전기요금 적용 시는 13,868원이다)으로 가정하여 약 50원으로 정의한다. 전력회사의 1kWh 당 생산원가를 약 80원이라고 가정하면 1kWh를 충전할 때마다 급속충전은 233원의 이익이, 완속충전은 50원의 이익이, 농업용 전기요금은 30원의 손해가 발생하여 20kWh 배터리를 장착한 농업용 전기차 1대당 1회 충전 시 급속충전은 4,660원의 이익이, 완속충전은 1,000원의 이익이, 농업용 전기요금은 600원의 손해가 발생한다.

20kW 배터리 전기차 1회 충전 시 이익
급속충전	완속충전	농업용 전기요금
4,660원	1,000원	-600원

 

차량 전체의 무게에 따라 1kWh당 주행거리는 다소 차이가 나겠지만 현재 유사한 용량의 배터리를 장착한 일반적인 전기차의 경우 대략 7km 정도 주행이 가능하여 20kWh의 배터리를 이용하면 최대 140km 정도 주행이 가능하게 되다. 앞에서 활용 가능성이 높은 농기구로 구분했던 트랙터와 다목적 UTV로 나누어 사용시간을 계산해 보면 트랙터는 1년 중 약 40일 정도 실 사용하며 시간으로는 약 230시간 사용이라고 한다. 다목적 UTV의 경우는 일상적인 운반이나 이동의 목적으로 사용한다고 하면 1년에 약 200회 정도 사용한다고 가정 할 수 있다.

1대당 연간 충전 이익을 따져보자. 충전 방식은 완속충전과 급속충전 그리고 농업용 전기요금으로 나누며 농기계 종류는 트랙터와 다목적 UTV로 나눈다. 배터리는 공통적으로 20kWh 용량이다. 급속충전은 1회 충전에 4,660원의 이익이 발생하고, 완속충전은 1,000원의 이익이 발생하고 농업용 전기요금은 600원의 손해가 발생한다. 트랙터는 1년에 230시간 사용하며 다목적 UTV는 200회 사용한다. 고정적으로 발생하는 관리비는 평균 5% 정도 발생한다고 가정하였다.

이 경우 완속충전 UTV는 19만원이, 트랙터는 약 22만원 정도의 이익이 발생한다. 급속충전의 경우 UTV는 약 90만원이, 트랙터는 약 100만원 정도의 이익이 발생한다. 그리고 농업용 전기요금은 UTV가 약 11만원, 트랙터가 13만원 정도의 손해가 발생한다. 이 금액은 대당 손익이기 때문에 만약 1,000대 가량의 농업용 전기차가 보급되어 있다고 가정하면 급속충전기를 사용하는 트랙터 모델에서는 연간 10억원 가량의 이익이 발생 가능하다. 물론 이를 위해서는 충전인프라의 보급 및 확산이 중요할 것이다. 이는 전력회사에서 보다 적극적으로 충전인프라 구축에 집중해야 할 이유이기도 하다.

그리고 농업용 전기요금의 경우는 실질적으로 손해가 발생하는 정책이기 때문에 이를 정당화할 수 있는 다른 명분이나, 예를 들어 전기차 혹은 농업용 전기차의 보급 활성화 등, 손해를 상쇄할 수 있는 다른 형태의 설계가, 예를 들어 전기차 충전 스테이션 관련 R&D 테스트베드 구축비용 처리 등, 동반될 필요가 있다.

 

1대당 연간 충전 이익 (20kWh)
완속충전기		급속충전기		농업용 전기요금
UTV	트랙터	UTV	트랙터	UTV	트랙터
190,000	218,500	885,400	1,018,210	-114,000	-131,100

둘째는 농업용 전기차의 배터리를 5년 동안 임대 한 후 회수한 리튬이온 배터리의 활용으로 인한 이익이다. 현재 전력회사는 배전형 ESS를 비롯하여 다양한 분야에서 대용량 배터리가 필요한 상황이다. 만약 1,000대의 농업용 전기차가 보급되었다고 가정하면 회수 가능한 배터리의 총 용량은 20MWh이다.

리튬이온 배터리의 일반적인 보장 사이클은 약 3,000회 정도인데 다목적 UTV처럼 1년에 약 200회를 사용하여도 5년 동안 1,000 사이클을 사용하기 때문에 5년 뒤에는 전체 사이클의 2/3에 달하는 2,000회의 사이클이 남아있게 된다. 약 80% 정도의 회수율과 고정 지출비 5%를 가정하여도 50% 정도의 잔존 가치가 계산된다. 마찬가지로 트랙터는 230시간 사용, 다목적 UTV는 200회 사용으로 가정하였다.

 

반환 배터리 이익 (20kWh)
	UTV	트랙터
전체 배터리 금액	10,000,000	10,000,000
배터리 잔존 가치	5,066,667	4,686,667

위에서 계산한 배터리 충전 이익과 반환 배터리 이익을 이용해 1kWh당 내부수익율(IRR)을 계산해 보면 전력회사의 적절한 투자 금액의 산정이 가능하다.

전력회사가 배터리 가격의 100%를 투자하면,

전력회사 100% 투자 시, 1kWh 당 내부수익율 (IRR)
종류		투자비	1년차	2년차	3년차	4년차	5년차
완속충전기	UTV	-500,000	9,500	9,500	9,500	9,500	262,833
		-10%
	트랙터	-500,000	10,925	10,925	10,925	10,925	245,258
		-11%
급속충전기	UTV	-500,000	44,270	44,270	44,270	44,270	297,603
		-1%
	트랙터	-500,000	50,911	50,911	50,911	50,911	285,244
		-1%

농업용 충전요금	UTV	-500,000	-5,700	-5,700	-5,700	-5,700	247,633
		-14%
	트랙터	-500,000	-6,555	-6,555	-6,555	-6,555	227,778
		-16%

전력회사가 배터리 가격의75%를 투자하면,

전력회사 75% 투자 시, 1kWh 당 내부수익율 (IRR)
종류		투자비	1년차	2년차	3년차	4년차	5년차
완속충전기	UTV	-375,000	9,500	9,500	9,500	9,500	262,833
		-5%
	트랙터	-375,000	10,925	10,925	10,925	10,925	245,258
		-5%
급속충전기	UTV	-375,000	44,270	44,270	44,270	44,270	297,603
		-6%
	트랙터	-375,000	50,911	50,911	50,911	50,911	285,244
		-7%

농업용 충전요금	UTV	-375,000	-5,700	-5,700	-5,700	-5,700	247,633
		-9%
	트랙터	-375,000	-6,555	-6,555	-6,555	-6,555	227,778
		-11%

전력회사가 배터리 가격의50%를 투자하면,

전력회사 50% 투자 시, 1kWh 당 내부수익율 (IRR)
종류		투자비	1년차	2년차	3년차	4년차	5년차
완속충전기	UTV	-250,000	9,500	9,500	9,500	9,500	262,833
		4%
	트랙터	-250,000	10,925	10,925	10,925	10,925	245,258
		3%
급속충전기	UTV	-250,000	44,270	44,270	44,270	44,270	297,603
		18%
	트랙터	-250,000	50,911	50,911	50,911	50,911	285,244
		20%

농업용 충전요금	UTV	-250,000	-5,700	-5,700	-5,700	-5,700	247,633
		-2%
	트랙터	-250,000	-6,555	-6,555	-6,555	-6,555	227,778
		-4%

전력회사가 배터리 가격의 25%를 투자하면,

전력회사 25% 투자 시, 1kWh 당 내부수익율 (IRR)
종류		투자비	1년차	2년차	3년차	4년차	5년차
완속충전기	UTV	-125,000	9,500	9,500	9,500	9,500	262,833
		21%
	트랙터	-125,000	10,925	10,925	10,925	10,925	245,258
		20%
급속충전기	UTV	-125,000	44,270	44,270	44,270	44,270	297,603
		44%
	트랙터	-125,000	50,911	50,911	50,911	50,911	285,244
		48%

농업용 충전요금	UTV	-125,000	-5,700	-5,700	-5,700	-5,700	247,633
		12%
	트랙터	-125,000	-6,555	-6,555	-6,555	-6,555	227,778
		9%

위의 경제성 분석을 통해 전력회사가 배터리 가격의 50%를 투자한다면 일반적으로 보급이 가장 수월할 완속충전기를 통해 약 3~4%의 수익율을 얻을 수 있게 됨을 알 수 있다.