충전인프라 모델 제안 - 플랫폼형 충전소 모델 ③

1.플랫폼적 사고

본 사업모델의 기본원칙인 플랫폼적 사고란 정부 주도의 정책들에서 흔히 볼 수 있는 공급자적 사고와 소비자적 사고를 아우르는 제 3의 사고를 의미한다. 기존의 공급자적 사고는 쉽게 접근이 가능하며 공급자가 원활하게 컨트롤이 가능하다는 장점이 있었다. 하지만 실제 소비 주체인 소비자들의 니즈 파악이 부족하여 수요 면에 있어서 한계를 갖는 단점이 있었다. 반면 공급자적 사고의 단점들을 해소하기 위해 등장한 소비자적 사고는 실제 소비 주체인 소비자들의 니즈 파악을 중심으로 접근했기 때문에 소비자들의 니즈를 손쉽게 충족시켜 이용률과 수요가 증가하는 장점을 가지고 있다. 하지만 역시 운영상의 지속가능성 측면에서 태생적으로 영속성의 한계를 가지고 있다. 이에 공급자와 소비자가 직접 만나서 자연스럽게 합의를 이루도록 만들 수 있는 플랫폼적 사고가 중요한 의미를 갖게 되었다.

플랫폼적 사고 속에서 기존의 공급자는 실제 플레이어가 아닌 또 다른 공급자와 소비자가 만날 수 있는 일종의 장(field)을 마련해주고 자신이 가지고 있는 핵심자원을 공유하고, 최소한의 원칙(rule)만을 설정해주는 역할을 수행하게 된다. 운영주체가 변하는 것이다. 그리고 이 안에서 플레이어들은 자유롭게 생태계 확장을 이룰 수 있게 된다.

2.충전네트워크 사업모델

충전인프라 사업모델은 사업자가 충전인프라 구축 및 관련 서비스 영역에서 충전서비스를 제공하는 기능적 구조설계이며, 사업영역별로 수익을 창출하는 방식을 의미한다. 사업모델은 전력공급, 충전인프라 구축, 충전네트워크 운영 그리고 충전 정보서비스 제공 등 크게 4가지 영역으로 구분할 수 있다.

전력공급 영역 사업모델은 전력 송·배전 및 전력도매 공급업의 역할을 수행하고, 충전인프라 구축 영역 사업모델은 충전단말장치의 기술 개발, 생산·판매, 설치, 유지보수 등의 역할을 수행한다. 충전네트워크 운영 영역 사업모델은 충전 네트워크를 운영·관리하고 사용자 인증, 요금 산정, 로밍, 요금정산 시스템 개발 및 운영 등의 역할을 수행하며, 충전 정보서비스 제공 영역 사업모델은 충전소의 위치 및 이용정보를 제공하고 차량 네비게이션, 휴대전화, 인터넷을 통해 충전 관련 정보를 제공한다.

충전네트워크 사업자 중 대표적인 기업으로 차지포인트가 있다. 차지포인트는 충전인프라 자체를 직접 소유하지 않고, 충전인프라 소유주에게 설비를 임차하여 충전서비스 관련 제반 솔루션을 제공한다. 충전인프라 구축비용이 없어 사업 위험도 상대적으로 낮다. 차지포인트가 제공하고 있는 ‘차지포인트 네트워크’는 현재 세계에서 가장 큰 전기차 충전단말장치 네트워크로, 미국 충전인프라 시장에서 2016년 6월 기준, 공공충전소의 52%를 차지하고 있다.

차지포인트는 충전인프라 소유주인 제3자 소유의 건물, 다중시설(음식점, 쇼핑몰, 주차장 등) 등에 충전단말장치를 판매·설치하여 충전인프라 네트워크 구축에 주력하고 있으며, 충전인프라에 네트워크 확장을 도모하고 있다. 수입 대부분은 전기차 충전인프라 소유주에게 판매하는 하드웨어 및 소프트웨어로부터 창출된다. 초기에는 대당 충전인프라 설치비용 2,500~4,000달러를 주로 지자체나 정부에서 제공하고 공공인프라 개념으로 사용하기도 하였다. 개인들에게 제공된 충전인프라의 경우는 충전비용을 소유주가 임의로 결정할 수 있기 때문에, 소유하고 있는 다중시설의 홍보 및 고객 서비스 차원에서 무료 혹은 저렴한 비용으로 제공하기도 한다.

충전인프라 모델 제안 - 플랫폼형 충전소 모델 ②

앞서 살펴본 내용을 바탕으로 시나리오를 만들어 보면 다음과 같다. 먼저 kt와 같은 충전소 사업자는 은행과 협업하여 충전소 설치를 위한 파이낸싱을 진행한다. 정부의 보조금을 제외한 금액이 금융권으로부터 만들어지고 충전소 설치를 위한 공간 제공자는 한 푼의 투자 없이 충전소를 설치할 수 있게 된다. 물론 충전이 이루어지면 지역의 특성을 감안하여 일반적인 충전요금에 공간제공자의 마진이 만들어진다. 충전소 사업자는 금융권에게 제공하는 이자를 제외한 이익규모를 갖게 된다. 이 이익규모는 한전에 제공하는 PPA 단가에 근거하여 책정될 것이고 사업자가 적절한 수익성을 만들어 낼 수 있는 수준으로 조정되어야 할 것이다. 그 결과 공간 제공자는 한 푼의 투자 없이 공간의 매력을 조금 올릴 수 있는 가능성을 제공받는 것이고 충전사업자는 이를 통해 범위의 경제를 만들어 갈 수 있다.

좀더 구체적으로 설명하면 현재 완속충전소의 충전 비용은 kWh당 평균 100원이다. 공간의 특성을 감안하여 20% 할증 요금을 제공하면 공간 제공자는 할증된 금액만큼의 수익이 생긴다. 공간이 가진 가치를 통해 수익이 발생한 것이다. 공간 제공자는 이 기대수익에 근거하여 설치된 장비를 관리할 의무를 갖는다. 충전사업자는 정부가 제시한 원가와 판매가에 근거한 마진을 향유하지만 새로운 충전소가 생겼다는 대가로 금융권에 이자를 제공하는 모델이다. 현재의 금융권 이자율과 인프라 사업의 특성을 감안하면 충분히 낮은 수준의 금융이 가능할 것이다.

플랫폼적 사고는 스스로가 투자를 통해 충전소를 건설하는 현재의 모델과는 다르다. 틀을 만들고 공간을 가진 자와 자본을 가진 자를 엮어서 모두가 득이 될 수 있는 구조를 만드는 것을 의미한다.

현재 정부의 전기차 충전 정책을 보면 기본적으로 전기차의 소유자를 주체로 정책이 입안되고 있다. 전기차를 사용하고 싶다면 완속 혹은 급속충전기를 집에 설치하도록 하는 정책이 기본 충전 정책이다. 물론 설치 시에 보조금이 지급된다. 2017년부터 3년간 기본료로 없고 충전비용도 50% 할인해준다. 정책의 기본 모양새가 정부가 제공하고 전기차 소유자가 화답하는 방식이다. 공공재적인 특징을 지닌 서비스에 대해 가장 시장지향적인 방식이 적용되고 있다. 그러면서도 요금은 정부가 규제하는 단일한 요금을 지정하고 있다. 모순적이면서 성공할 수 없는 구조를 갖고 있다. 전기차 충전과 같은 서비스는 공공재적 성격을 갖고 있어 대규모 투자, 장기적 투자회수 그리고 공공적 사고가 기반이 되어야 한다. 전기차 구입을 결정한 소비자가 이런 관점에서 의사결정을 하는 것은 불가능하다. 즉, 이 서비스를 공공재적 시각에서 실행할 수 있는 사업자의 선정이 필수적이다. 물론 사업자의 자율경쟁을 통해 진행하는 것도 가능하지만 장기적 투자회수가 이뤄지는 시점에서 경쟁체제는 시장진입을 막는 장애요소가 될 수 있을 것이다. 정부주도의 사업자 선정 및 사업자와 정부와의 정책 공조를 통한 충전소 보급의 수순으로 진행되어야 할 것이다.

충전인프라 모델 제안 - 플랫폼형 충전소 모델 ①

충전소를 설치하기에 가장 이상적인 장소는 사람들이 많이 모여드는 장소일 것이다. 그 장소는 식당일수도 극장일수도 혹은 주점일 수도 있을 것이다. 현재 이러한 장소에 충전소를 설치하기 위해서는 공간을 가지고 있는 사람이 투자를 하고 그 중 일부를 정부가 지원하는 모습이 된다. 현실적으로 공간을 갖고 있는 사람에게는 아무런 매력이 없다. 전기차가 부족하기 때문에 그 시설이 예상되는 수익을 가져다 주지 못할 것이라는 예측도 예측이지만 현실적으로 초기에 투입되는 투자비가 설명되지 못한다.

플랫폼형 충전소 모델은 이러한 문제를 해결해주는 모델이다. 현재 주유소는 정부가 고시한 유가에 근거하여 지역별로 탄력적인 가격정책을 운영하고 있다. 압구정도의 휘발유 가격과 영등포의 가격이 다르다. 두 지역의 지대가 다르기에 원가가 다르고 그래서 유가를 다르게 책정할 수 있는 근거가 성립한다는 의미이다. 이러한 가격의 변동을 결정하는 것은 주유소의 소유자인 사업자이다. 전기차 충전에 있어서도 유사한 원칙이 적용 가능하다. 특정 식당 혹은 공연장에서 충전이 가능해지면 각 사업장의 의사에 따라 충전요금을 일부 인상 적용하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 가능성 하에서 플랫폼형 충전소 모델이 존립 가능하다.

플랫폼이라는 단어를 쓰는 것은 현재의 모습처럼 정부가 주도적으로 충전소를 설치하는 것이 아니라 정부는 일정의 룰을 만들고 그 룰을 통해서 충전서비스를 공급하는 공급자와 이를 사용하여 충전을 하는 소비자간에 자연스레 거래가 발생하게 하는 것이다. 이 과정에서 가장 중요한 것은 “룰”이다. 그 룰이 공급자와 소비자 모두에게 적당한 편익을 가져다 줄 때 플랫폼이 만들어지게 되는 것이다.

식당과 같은 사람들이 모이는 시설에 전기차 충전소를 설치하게 만드는 룰은 가설적으로 이렇게 만들어질 수 있다. 위에서 이야기 한 것처럼 전기차 사용자는 충전기가 설치된 식당에서 한 두 시간 동안 식사를 하면서 충전을 하고 싶은 수요가 있다. 이 때의 충전은 자신의 사무실이나 집과는 달리 타인의 장소에서 이뤄지는 것이므로 일정 수준의 추가비용을 지불할 용의가 있다고 가정한다. 현재 강남구의 주유비용과 영등포구의 주유비용이 다른 것을 감안하면 성립 가능한 가정이다. 공급자인 식당 운영자는 아직 충분한 수요가 존재하지 않는 전기차 충전소를 설치하기에는 매력이 적당하지만 소수일지라도 그 충전소를 이용하기 위한 고객이 존재하고 이를 통해 수익이 발생한다면 충전소를 설치해 볼 의사는 있다. 물론 이를 위해 현재의 정부 정책처럼 자신이 투자를 할 생각은 없다. 누군가가 투자를 해주고 이를 통해 전기차 고객이 식당을 찾고 더불어 수익도 적더라도 발생한다면 자신의 앞마당을 빌려줄 의사가 있을 것이다. 즉, 소비자 입장에서는 약간은 비싸지만 식사와 같은 다른 목적의 행위와 충전이라는 두 가지 목적을 한번에 충족할 수 있는 솔루션이고 업장을 가진 사업자의 경우는 약간은 번거롭지만 새로운 고객과 수익원이 생겼으니 환영할 만한 “룰”이다.

플랫폼형 충전소가 성립하기 위해서는 플랫폼 운영자가 필요하다. 운영자의 역할은 룰을 만들고 홍보하고 집행하는 역할을 담당해야 한다. 즉, 현재 충전인프라를 만들고 있는 “한국전기차충전서비스㈜”와 같은 민간사업자가 적극적으로 운영할 수 있는 “룰”을 만들어 주는 것이 필요하다. 위에서 언급한 룰이 정책적으로 수용되고 사업장을 가진 사람들이 이를 보다 적극적으로 활용한다면 미국의 차지포인트(Charge Point)가 보여주고 있는 성공 사례들이 한국에서도 나타날 수 있을 것이다. 소수이지만 미국의 차지포인트의 충전설비를 활용하여 전기차 고객에 대해 무료 충전서비스를 제공하는 식당도 나타나고 있다. 즉, 전기차 소비자의 소비습관을 감안하여 충전시설을 일종의 마케팅 수단으로 활용하는 것이다. 전기차 고객이 식당을 방문하여 무료로 10kWh(가능 주행거리 60km)를 충전할 경우 완속충전의 경우 100원*10kWh이므로 전기료는 1,000원(2019년까지 3년간 50% 할인 가능)이 된다. 마케팅 비용을 소비자의 구매비용 대비 10%를 쓴다고 감안하면 소비자의 구매가 1만원을 넘게 되면 사업주로서는 성공적인 마케팅을 수행한 것이다.

한국의 경우 아직 전기차의 보급이 미미하고 전기차 보급의 사전요건으로 충전소를 늘리는 것이 반드시 필요한 상황에서 충전소 투자의 지원과 충전가격의 유동화는 집과 사무실이라는 고정화된 주차공간이 아닌 기타 주차공간에 대한 충전소 보급을 늘리는 데 핵심사항이 될 것이다.

충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ⑦

5.경제성 분석

4인 가구를 기준, 총 에너지 비용을 통해 간단히 가구 경제성을 분석해 에너지자립호 컨셉 사업모델의 가능성을 파악해보자. 소비자 입장에서 경제성이 확보된다면 충분히 가능한 모델일 것이다.

전체 에너지 소비량 중 주택용 에너지 소비량은 2012년 이후로 별다른 변화가 없는 추세이다. 이는 근래 인구 성장률이 마이너스에 가까워져 총인구의 증가도 거의 없는 상태이고, 주택용 전기요금의 누진제로 인해 전기 사용을 주저하기 때문이다. 2012년 기준, 한국의 1인당 전력 소비량은 1,278kWh이다. 4인 가구를 기준으로 월 사용량을 계산해보면 월 426kWh가 된다.

월 평균 450kWh를 사용하는 가구에, 일 이동거리가 60km인 1대의 휘발유 내연기관 자동차가 있다고 가정해보자. 월 450kWh를 이용할 때 전력요금은 기존 누진제를 적용하면 106,520원이다. 일 60km를 이동할 경우 월 에너지 비용은 225,000원(연비 12km/리터, 1,500원/리터)이다. 4인 가구 기준, 월 전체 에너지 비용은 331,520원이 된다.

	전기요금 (450kWh/월)	자동차 유지비 (60km/일)	합계 (원)
에너지 비용 (월)	106,520	225,000	331,520

이제 휘발유 내연기관 자동차를 전기차로 바꿔보자. 구입비용은 정부 및 지자체에서 지원하고 있는 보조금을 적절히 활용하면, 내연기관 자동차와 비교해 큰 차이가 나지는 않을 것이다. 전기차의 평균 연비가 6km/kWh 이므로, 하루에 60km를 주행하기 위해서는 10kWh의 전력이 필요하다. 충전요금은 환경부 기준요금으로 하며, 각종 할인 정책은 변동성이 크고 일시적이기 때문에 배제한다. 추가로 완속충전기를 집에 설치하기 위해서는 정부 보조금 300만 원을 제외하고 약 400만 원의 자기부담금이 필요하다. 완속충전기 설치비 400만원은 15년 만기 년 3% 이자로 금융권으로부터 대출을 받았다고 가정하면, 월 27,623원(원리금균등상환)이 추가된다. 하지만 현재 시행중인 완속충전요금 50% 할인이나, 급속충전요금 44% 할인 등이 적용되면 금액은 더욱 저렴해질 것이다. 이와 같이 계산하면 완속충전기를 이용할 경우는 충전요금 30,000원으로 월 164,143원이, 급속충전기를 이용할 경우는 충전요금 93,900원으로 월 200,420원이 된다.

	전기요금 (450kWh/월)	완속충전 (100원/kWh)	급속충전 (313원/kWh)	합계 (원)
에너지 비용 (월)	106,520	100*10*30=30,000 27,623 (대출금)	313*10*30= 93,900	164,143 (완속) 200,420 (급속)

이제는 태양광 패널을 설치해보자. 월 평균 450kWh를 사용하므로 보조금을 지원하는 방식인 주택지원사업이 아니라 태양광 대여사업을 통해 3kW급 패널을 설치한다.

구분	주택지원사업(보조금)	태양광 대여사업
설치 업체	183개 선정업체	8개 선정업체
설치 비용	약 450~600만원 (보조금 제외)	3kW 기준 일시불 약 500만원 대여료 5~7만원
AS 보증기간	3~5년	7년
보험	보험상품 없음	보험가입 의무화
발전량 보증	보증 없음	3,300kWh/년 보증
설치 용량	3kW 이하만 가능	3~9kW 설치 가능
참여 조건	전력사용량 450kWh 미만	전력사용량 350kWh 이상
인버터 교체	보증 기간 5년	보증 기간 7년

3kW급 태양광 패널 대여의 경우 업체별로 최대 70,000원의 대여료를 받거나 일시불로 500만 원 정도의 설치비(500만원을 대여기간인 7년동안 3%이자로 계산하면 월 67,000원 정도의 상환금액이 나온다)를 필요로 한다. 그리고 월 450kWh의 전력을 사용하는 가구의 경우 3kW급 태양광 패널을 이용하면 전력 사용 패턴에 따라 다소 차이는 있겠지만 일반적으로 20,400원 정도의 전기요금을 줄일 수 있다고 한다. 이 경우 완속충전요금을 고려한 전체 월 에너지 비용은 147,183원이 된다.

	전기요금 (원)	태양광 대여 (3 kW)	완속충전요금 (원)	합계 (원)
에너지 비용 (월)	19,560	70,000	57,623	147,183

마지막으로 효율적인 태양광 활용과 전기차 충전(한 여름 피크타임 때는 가능할 것이다)까지 고려하여, 가정용 ESS를 설치해 보자. 가정용 ESS는 테슬라의 파워월(7kWh 용량, 가격 3,500달러)을 기준으로 한다. 국내의 경우, 일조시간은 전국 평균 약 6시간 정도이며 태양광 충전 효율 계산을 위한 종합효율계수는 0.7정도여서 실제 충전이 가능한 시간은 4.2시간 정도로 계산할 수 있다. 3kW 급 태양광 패널을 이용할 경우 일 12.6kWh 전력 생산이 가능하며, 태양광 패널을 통해 발전된 모든 에너지를 전부 사용할 수 있게 된다. 아마도 일조시간 동안에 가정 내에서 사용하는 전력을 커버하면서도 남는 전기는 ESS에 저장이 가능할 것이다. 특히, ESS는 일반적으로 10년 동안 90% 이상의 수명을 보장하기 때문에 다양한 정책비용이나 친환경 보조금 등을 이용하면 저렴한 비용으로 장기임대가 가능한 사업모델도 가능할 것이다.

만약 월 임대료 10,000원 정도로 가정용 ESS(파워월)를 사용할 수 있다면, 태양광 발전을 통해 월 378kWh의 전력 생산이 가능하므로 전력망을 통해 추가로 필요한 전력의 용량은 72kWh가 된다. 72kWh에 해당하는 사용량은 전기요금 5,420원이 되어, 기존 모델에서의 전기요금보다 4,140원을 더 절약할 수 있게 된다. 게다가 태양이 강한 한 여름 피크타임(2016년 여름처럼)에는 더욱 많은 에너지를 저장할 수 있어 발생할 잉여전력을 전기차의 충전에도 사용할 수 있을 것이다.

	전기요금 (72kWh, 원)	ESS 대여 (7kWh, 원)	태양광 대여 (3 kW, 원)	완속충전요금 (원)	합계 (원)
에너지 비용 (월)	5,420	10,000	70,000	57,623	143,043

최종적으로 일 60km를 운행하는 1대의 차량을 가지고 있고 월 450kWh 정도의 전력을 소모하는 4인 가구를 대상으로, 다양한 사업모델 별 에너지 비용을 정리하면 아래와 같다.

	전력망+ 내연기관차	전력망+ 전기차(완속)	태양광 대여+ 전력망+ 전기차(완속)	태양광 대여+ ESS 대여+ 전력망+ 전기차(완속)
에너지 비용 (월)	331,520	164,143	147,183	143,043

충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ⑥

4.태양의 섬(Island in the Sun) 케이스 리뷰

테슬라와 솔라시티는 섬 전체 전기를 태양광 패널과 에너지저장장치(ESS)인 파워팩으로 공급하는 에너지자립섬인 ‘태양의 섬(Island in the Sun)’을 태평양 한 가운데 만들었다. 태평양 한 가운데 5개의 섬과 2개의 산호섬으로 이루어진 미국령인 아메리칸 사모아의 타우(Ta’u) 섬으로, 전체 소비 전력의 거의 100%를 태양광 에너지를 통해 공급할 수 있게 되었다고 한다. 현재 이곳에는 600여 명의 주민들이 살고 있는데, 그 동안은 배로 들여 오는 디젤 연료를 통한 발전기로 전력을 만들어 왔다. 연료 운송을 위한 시간과 비용 부담이 클 수 밖에 없다는 것은 쉽게 알 수 있으며, 그 조차도 기상이 좋지 않다면 연료 운송도 쉽지 않았을 것이다.

이 프로젝트를 위해 솔라시티는 한 장당 약 260W가 발전되는 5,328장의 태양광 패널을 설치해 약 1.4MW 용량의 발전 시스템을 구축했고, 테슬라는 전기 저장을 위해 100kWh 용량의 산업용 ESS인 파워팩 60개를 이용해 6MWh 용량의 에너지저장장치를 설치했다. 이 모든 시스템이 단 1년 만에 구축되었다고 한다.

타우섬은 일조량이 풍부해 섬 주민이 사용할 수 있는 충분한 전기를 생산할 수 있으며, 파워팩에 저장된 전기로 유사시 약 3일 정도는 버틸 수 있다고 한다. 태양만 충분하다면 파워팩을 완충하는데 7시간 정도 걸린다고 한다. 이 시스템으로 연간 414,500리터의 디젤 연료를 절약하게 되어, 600명의 섬 주민이 부담해 왔던 엄청난 금전적 부담도 사라지게 됐다. 이 프로젝트는 아메리칸 사모아 경제 개발 기관, 환경보호국, 내무부가 자금을 지원해 진행되었다.

테슬라와 솔라시티의 이번 에너지자립섬 구축 시도는 상당히 의미가 크다. 타우섬은 풍부한 일조량이 보장되고, 따뜻한 기후로 냉난방이 크게 필요하지 않아 전력 소비량이 크지 않은 최적의 조건이라고 할 수 있기 때문이다. 타우섬의 케이스를 바탕으로 어느 정도 조건만 허락된다면 이보다 더 많은 사람이 살고 있는 더 큰 섬에도 유사한 시스템의 적용이 가능할 것이다. 화석 연료 사용을 줄여 환경 오염 물질 배출도 줄이고, 연료 비용 및 공급 불안 등의 다양한 문제도 해결할 수 있는 멋진 시스템이라고 할 수 있다.

충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ⑤

3.솔라시티(Solarcity) 사업모델 리뷰

솔라시티는 태양광 리스(대여) 사업이라는 사업모델을 세계적으로 활성화시킨 대표기업이다. 2006년 7월 델라웨어에서 설립되어 태양광 발전시스템을 개인 및 법인고객에 맞게 디자인하고 설치해 주는, 리스 또는 판매하는 업체이다. 실제로 주택 태양광 발전은 설치만 하면 장기적으로는 대부분 이득이다. 하지만 일반 소비자들은 상당한 초기 비용 지불의 부담으로 태양광 설치를 꺼려했다. 그에 대한 해결책으로 제시된 방법이 태양광 대여 사업이다.

집주인이 자신의 집 지붕에 태양광을 설치하고자 하는 의사를 보이면, 솔라시티는 투자 받은 자체 자본과 금융권 대출 자본을 바탕으로 초기 설치자본 및 태양광 자재비용을 전부 지불한다. 그리고 집주인은 태양광 발전을 통해 발전된 전기의 양 만큼의 전기료를 지역 발전업체가 아닌, 솔라시티에 지불한다. 당연히 그 금액은 기존의 전기가격에 비해 현저히 저렴하고, 집주인이 솔라시티에 추가적으로 태양광 발전 자재 대여비를 지불하고 나서도 여전히 이익이 발생하는 수준이다. 계약은 20년동안 지속되고 그 기간 내의 전기세는 변하지 않으며 20년 뒤 계약은 종료된다.

2007년 시작된 이 아이디어는 지금은 세계적으로 받아들여진 사업모델이지만 그 당시에는 굉장히 혁신적이고 리스크가 큰 모델이었다. 그 리스크의 핵심은 결국 ‘빚’이었다. 장기적으로 보면 회사는 큰 이익을 얻겠지만 당장의 자본으로 따지면 사업이 확장될수록 회사가 가진 부채는 늘어나게 되기 때문이다. 게다가 그 당시에는 지금보다 태양광 자재 가격도 꽤나 높았다. 실제 테슬라와 스페이스X의 CEO인 ‘일런 머스크’가 뒤에서 관여하지 않았다면 솔라시티의 이 사업모델은 실패했을지도 모른다.

현재 솔라시티는 미국 내 시장점유율 25%의 주택 태양광 설치기업 1위로 이미 19개 주에 217,000명 이상의 태양광 서비스 이용고객을 보유하고 있으며, 920~1,000MW의 발전량을 지니고 있다. 사업모델도 태양광 대출, 태양광 대여, 분산전력 등 태양광 관련 업계 전역을 섭렵 중이다. 최근에는 튀지 않는 반영구적인 수명의 태양광 지붕 타일인 ‘솔라 루프(Solar Roof)’를 공개하며, 테슬라에서 생산하는 ESS인 파워월 2와 결합한 원스톱 태양광 발전·저장 제품으로까지 영역을 확대하여 E-Prosumer 사업자로의 확장을 진행 중이다. 14kWh 용량의 파워월 2는 5,500달러이며 설치비는 1,500달러이다. 솔라 루프는 2017년 여름 출시를 목표로 하고 있으며 약 20%의 효율을 가지고 있어, 기존 솔라시티의 고효율 태양광 패널(약 22%)에 비해 2% 정도 효율이 떨어지지만 지속적으로 개선 중이다.

충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ④

2.신재생에너지와 에너지저장장치의 융합 전망

ESS는 사용하고 남은 에너지를 저장하여 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 장치로, 용량에 따라 소형, 중형, 대형 등으로 구분한다. 최근 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 확산과 더불어 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)의 보급도 늘고 있으며, 특히 최근에는 태양광발전 시설이 설치된 가정에서 주중 잉여전력 저장용으로 가정용 ESS(냉장고와 비교해 일명 전장고라고도 불림) 설치가 확산되고 있다. ESS가 설치된 가정은 태양광발전이 가능한 주중에 사용하고 남은 전기를 저장했다가 야간이나 흐린 날에 사용할 수 있으며, 더 나아가서는 잉여전기를 중앙 전력시스템을 통해 판매도 가능하다.

한 달에 평균 450kWh의 전력을 사용하는 가정을 생각해보자. 이 가정이 태양광 임대사업을 통해 6kW급 태양광 패널을 설치했다고 하면, 하루 일조시간을 5시간 정도로 계산해 하루에 30kWh의 전력 생산이 가능함을 알 수 있다. 한 달이면 약 900kWh의 전력이 생산된다. 일상에서 사용하는 450kWh의 전력을 소모하고도 50%인 450kWh의 전력이 남게 된다. 만약 별도의 ESS를 가지고 있지 않다면 발전되는 순간 모두 그대로 사라지는 에너지이다. 기본적으로 전기는 저장되지 않는 휘발성이라는 특성을 갖고 있기 때문이다. 하지만 15kWh 용량 수준의 가정용 ESS를 가지고 있다면, 그리고 이 가정이 전기차를 가지고 있다면, 이야기는 조금 달라진다.

낮 시간 동안 사용되고 남은 에너지는 ESS에 차곡차곡 쌓일 것이다. 발전용량과 사용용량을 비교해보면 더 이상 태양광 발전이 불가능한 저녁 시간에도 ESS는 완충 상태로 이용이 가능할 것이다. 이 15kWh의 전력을 심야까지 이용하고, 퇴근 후 전기차의 배터리 충전을 위해서 사용할 수 있다. 하루 평균 60km를 이동하는 운행 패턴을 가지고 있다면 약 10kWh 가량이 전기차 충전을 위해서 사용될 것이다. 아침이 되고 태양이 다시 나타나면 태양광 충전은 다시 시작된다. 이상적인 이야기처럼 보일 수도 있지만, 지금의 현실에서 얼마든지 가능한 에너지자립호가 되는 것이다. 이처럼 신재생에너지와 ESS의 융합, 특히 가정용 ESS는 신재생에너지의 활용도를 높이고 효율성을 극대화하기 위해 필수적인 시스템이다.

전세계 가정용 ESS 시장은 아직까지 초기 단계이나 태양광발전 보급률이 높고 가정용 ESS에 대한 정부지원이 적극적인 유럽, 일본, 북미 시장을 중심으로 빠르게 성장하고 있으며, 당분간 성장률은 더욱 확대될 전망이다. 2014년 기준 전세계 가정용 ESS 시장규모는 215MWh였으나 10년 후인 2024년에는 16,713MWh로 80배 가까이 성장할 것으로 예상하고 있다. 특히, ESS용 배터리 시장에서 국내 기업인 LG화학과 삼성SDI의 세계시장 점유율이 40%를 상회하고 있어 더욱 기대가 되는 분야이다.