제주도의 주최로 지난 5월 4일(수) 제주시 메종글랜드호텔 컨벤션홀에서 전기자동차에 대한 관심과 이해를 높이고 보급 활성화를 위한 ‘제1회 전기자동차의 날’ 기념행사가 열렸다.
이 날에는 전기자동차 관련 전문가와 기관·기업 관계자들이 참여한 가운데 전기자동차 보급과 산업 발전 등 제주 전기자동차 정책에 협조한 유공자 표창식, 김상협 제주그린빅뱅추진위원회 위원장의 ‘제주그린빅뱅과 4차 산업혁명’이란 주제로 한 특별강연 등이 진행됐다.

전기자동차의 날, ‘E-Visionary Award’ 수상 기념 채택

전기자동차의 날은 2015년 제28차 세계 전기자동차 국제학술대회 및 전시회에서 세계전기자동차협회로부터 제주도가 세계 친환경교통정책, 전기자동차 모범도시상인 ‘E-Visionary Award’를 수상한 5월 6일을 기념해 채택됐다.
지난 1999년 5월 12일 자동차 수출 1,000만대 달성을 기념해 2004년 산업자원부(현 산업통상자원부)에서 매년 5월 12일을 자동차의 날로 제정해 운영하고 있지만, 전기자동차의 날을 지정한 것은 제주가 세계 최초이다.

이날 행사에서는 전기자동차의 날 선포식을 시작으로 전기차 보급과 산업 발전 등 제주 전기자동차 정책에 협조한 유공자 표창식, 김상협 제주그린빅뱅추진위원회 위원장의 ‘제주그린빅뱅과 4차 산업혁명’이란 주제로 한 특별강연이 이어졌다.
특별 강연에서 김상협 제주그린빅뱅추진위원회 위원장(카이스트 교수)은 “탄소 없는 섬을 목표로 제주도는 전기자동차와 신재생에너지, 스마트그리드(지능형 전력망), 에너지저장장치(ESS) 분야 사업을 추진하고 있다”며 “제주의 그린빅뱅이 성공한다면 제주가 세계 3차 산업혁명 모범도시가 되고 대한민국의 대표 브랜드가 될 것"이라고 강조했다.

전기자동차 관련 토론·세미나 마련

또한 기념식 이후에는 전시·마이스 전문가, 도의회, 시민단체, 언론인 등이 참여해 국제전기자동차엑스포의 발전방향을 주제로 토론을 벌였다. 국제전기자동차엑스포의 발전을 위해서는 국제적인 기획과 함께 조직위원회의 확대 등 개선책 마련이 시급하다는 전문가들의 지적이 쏟아져 나왔다.
더불어 도내·외 전기자동차 관련 기업체들이 머리를 맞대 기업 간 정보 공유와 전기자동차 산업 발전방안을 모색하는 시간도 가졌다.
한편 제주도 관계자는 “이번 행사를 통해 전기자동차 인식을 더욱 제고시키고 세계적으로 처음 제정된 전기차의 날인 만큼 미래의 전기차 시대를 앞당기는 역할을 하겠다”고 밝혔다.

전기차 안전교육과 충전기 설치 설명회 열려

지난 5월 7일(토) 제1회 전기자동차의 날 행사 개최에 이어 전기차 안전교육과 충전기 설치 설명회를 가졌다. 제주학생문화원에서 열린 안전교육과 충전기 설치 설명회는 전기차 이용자와 보급 선정자를 대상으로 도로교통공단과 한국환경공단에서 전문가를 초빙해 실시됐다.

제주특별자치도청 www.jeju.go.kr

제3회 국제전기자동차엑스포가 지난 3월 18일(금)부터 24일(목)까지 7일간의 일정으로 제주국제컨벤션센터에서 개최됐다. 산업통상자원부, 환경부, 국회신재생에너지정책연구포럼, 제주특별자치도가 공동 주최했으며, (사)국제전기자동차엑스포 조직위원회의 주관으로 본 엑스포가 진행됐다. 또한 이번 행사에는 현대자동차, 한국닛산 등 글로벌 자동차 기업들을 포함해 약 145여 개 기업이 355개 부스로 참여하여 지난 2회 엑스포에 비해 2배 가까이 성장한 규모로 열렸으며, 20여 개국의 기업 대표와 전문가가 참석해 전기차 정책과 산업, 기술 등에 대해 집중 논의했다.

양적·질적 성장을 이룬 제3회 국제전기자동차엑스포

3월 18일(금)부터 24일(목)까지 제주국제컨벤션센터에서 개최된 제3회 국제전기자동차엑스포의 주제는 ‘카본 프리 아일랜드 & 스마트 그린시티’였다.
올해 처음으로 열린 EV PR쇼 및 EV 프리뷰가 참관객들의 많은 관심을 끌었으며, 국내외 145여 개 기업이 355개 부스를 통해 완성차, 배터리, 충전인프라, 충전기, 전장품 등 다양한 산업군을 전시했다.
또한 제1회 전기차 국제표준포럼, 전기차 기술 서비스 표준포럼, 국제녹색섬포럼 등 34개의 다채로운 세션으로 진행된 컨퍼런스가 이번 엑스포를 더욱 풍성하게 만들었다.

올해 처음 EV PR쇼 및 EV 프리뷰 열려

3월 18일(금) 프레스 세션 및 개막식을 시작으로 이틀째인 3월 19일(토)에서 20일(일)까지 양일 간 오전 EV PR쇼, 오후에는 EV 프리뷰가 개최됐다.
올해 처음으로 열린 EV PR쇼는 유망 중견 기업을 대상으로 글로벌 히든 챔피언을 발굴하는 자리로 대경엔지니어링, 쎄미시스코, 이엔테크놀러지, 브라이선 EV코리아, 그린파워, 지오라인, 형제파트너, 에스유모터스 등 총 8개 기업이 각각 20분 씩 각 사의 사업 및 제품을 PR하는 시간을 가졌다.
또한 EV 프리퓨는 전 세계 전기차 산업의 생산, 마케팅, 홍보계획 및 시장 전망을 발표하고 완성차 기업 각 사의 비전과 철학을 공유하는 행사로, 르노삼성, 디트로이트 일렉트릭, 타미자 모터스, 코캄, 오스트크라프트, 하이드르 퀘벡 대표 등 9개의 기업 및 단체가 각각 40분 씩 자유로운 형태의 발표와 질의응답하는 시간을 가졌다.
아울러 김대환 조직위원장은 “이번 엑스포에 처음 마련한 EV PR쇼와 EV 프리뷰가 전기차 산업 발전에 새로운 촉매제가 되기를 바란다”고 말했다.

친환경차의 ‘끝판왕’ 전기차의 눈부신 향연

엑스포 2일차인 19일(금)부터는 이번 엑스포의 하이라이트라 불리는 145여 개 기업의 355개 부스로 꾸며진 현란한 전시장을 만나볼 수 있었다.
현대자동차가 아이오닉 EV를 국내 최초로 공개한 것을 비롯해 르노삼성, 한국 닛산, 기아자동차, 비긴스, 쎄미시스코 등 완성차 기업과 LG화학, 삼성SDI 등 배터리 기업 및 파워프라자, BYD, FDG 등 상용차 및 전기버스 업체가 참여했다.
먼저 현대자동차는 민간 보급용 전기차 ‘아이오닉’을 처음으로 선보였고, 자율주행 전기차 ‘미니소나타’, 르노삼성은 ‘SM3 Z.E.’. 1∼2인승 초소형 전기차 ‘트위지’와 포뮬러e 출전 차량인 ‘스파크-르노 SRT 01E’, 파워프라자는 콘셉트카 ‘예쁘자나 S＋’, ‘라보 피스’를 전시했다.
또한 기아자동차는 ‘쏘울EV’와 ‘레이EV’, BMW는 ‘i3’, 한국 닛산은 ‘리프’를 선보여 참관객들의 발길을 사로잡았다.
뿐만 아니라 중국에서 만든 전기 SUV인 ‘JAC jEV6S’, 전기 스포츠 쿠페 ‘ED-1’, 양산 준비 중인 EV 스포츠 세단 ‘파리 일렉트릭 로드스터’ 등의 모습도 볼 수 있었다.
이 외에도 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션, 코캄 등은 전기차용 배터리를 소개했으며, 만도, 삼천리, 오토사이클스, KR모터스, 벨로스타, 알톤스포츠 등은 전기오토바이와 전기자전거, 전기농기계 등 전기와 관련된 다양한 제품군을 선보였다.

전기차 산업의 발전과 소통의 장! 다양한 컨퍼런스 ‘풍성’

21일(월)부터 24일(목)까지 34개 세션으로 진행된 컨퍼런스에서는 국내외 전기자동차와 배터리 개발 표준화 현황 및 무선 충전 가능성을 모색하는 제1회 전기차 국제표준 포럼을 비롯해 ‘카본 프리 아일랜드 & 스마트 그린시티’ 구현을 위한 녹색기술의 활용, 전기차 산업 생태계 조성을 위한 민간 합동 전문가 포럼, 세계 자동차 산업의 미래 등 다양한 세션이 이어졌다.
또한 13개국, 25개 전기자동차 협회가 참여하는 전기자동차 글로벌 협의회가 창립됐으며, 올해 최초로 개최된 EV 리더스 라운드 테이블에서는 글로벌 전기차 선도도시의 지방정부 대표들이 한 자리에 모여 각 도시의 EV 정책을 소개하고 EV 발전방안에 대해 토론하며, EV 발전 공동협력을 위한 제주선언문도 채택했다.
더불어 관람객들은 시판 중인 르노삼성 SM3 Z.E., 현대 아이오닉, 기아 쏘울EV, BMW i3, 닛산 리프 등을 타고 중문 해수욕장 인근 4㎞까지 운행하는 전기차 시승를 체험할 수 있었고, 미니 전기차 체험, 전기자동차 완구 조립, 사생대회, 퀴즈쇼 등도 진행됐다.
한편 김대환 조직위원장은 “국제화의 원년을 선포한 이번 엑스포는 세계 각국의 최신 전기차 트렌드를 소개하고 다양한 글로벌 프로그램을 개최하여 엑스포의 양적 규모와 질적 수준을 한층 향상시켜 명실상부한 국제 엑스포로서 자리매김했다”고 소감을 밝혔다.

국제전기자동차엑스포 www.ievexpo.org

세계 전기차 시장이 해마다 30% 이상씩 성장하면서 가파른 상승세를 보이고 있다. 최근 테슬라의 한국 진출은 본격적인 전기차 시대의 도래를 알리는 신호탄이 될 것으로 예상된다.
또한, 현대차, 르노삼성, 한국닛산 등 기존 완성차 업체들의 움직임도 예사롭지 않다. 이들은 아이오닉(Ioniq), SM3 Z.E., 리프(Leaf) 등 주력 제품을 내세워 국내 전기차 시장의 우위를 넘보겠다는 계획이다. 이에 본지는 국내외 전기차 시장 상황과 맞물려 발표된 LG경제연구원의 ‘대중화 시동 건 전기차, 산업 생태계 형성 탄력받고 있다’라는 보고서를 자세히 소개하고자 한다.

Intro..

지난 1월 열린 북미 가전쇼(CES 2016)와 디트로이트 모터쇼는 물론, 3월 초 제네바 모터쇼(Geneva Motor Show)에서도 플러그인 전기차(이하 전기차)가 세계적인 주목을 끌었다.
이는 친환경에 대한 높은 관심과 완성차 기업들의 부단한 노력의 결실로 보여진다. 연료전지차를 비롯한 전기차 유형이 미래 자동차의 대세라는 것에 이견을 보이는 전문가들은 드물지만, 아직까지는 사용 편의성이나 경제성 등의 측면에서 전기차가 기존 내연기관을 능가하진 못하고 있다. 하지만 올 들어 GM을 필두로 가격이나 성능, 주행거리 등에 있어서 기존 내연기관에 견줄 만한 대중적 모델들이 발표되기 시작했다.
불과 5년 전만 해도 하이브리드 자동차는 우리 생활 주변에서 보기조차 힘들었다. 내연기관에 보조 동력원인 전기모터를 추가한 하이브리드 자동차는 두 동력원을 효과적으로 조절하여 주행하면서 연비를 높이는 구조다.
이제는 웬만한 모델의 하이브리드 버전을 쉽게 찾아볼 수 있게 됐으며, 내연기관의 연장선 상에 있는 하이브리드와는 달리, 전기차는 배기가스를 훨씬 적게 혹은 아예 내뿜지 않는 유형이다.
한편 우리나라를 비롯하여 세계 각국 정부들의 배기가스 규제 강화와 친환경차 보급 정책 추진 및 기업들의 참여, 소비자 인식 제고 등으로 전기차 성장의 기반은 탄탄한 상황이다.
하이브리드 자동차를 넘어 우리가 접근할 수 있는 전기차 모델들이 증가한다는 것 자체가 세계 전기차 시장 성장의 전환점에 이르렀다고 평가할 수 있다.

1. 전기차, 틈새에서 주류시장 문턱까지

① 전기차, 아직까지는 틈새
2010년 닛산의 리프(Leaf)와 GM의 쉐보레 볼트(Chevrolet Volt)의 출시로 21세기 전기차 시대가 개막했다. 리프는 전지에 저장된 전기로만 가는 순수 전기차(Battery Electric Vehicle)이고, 볼트는 전기 모터로 구동하지만 전지 외 내연기관이 결합되어 주행거리를 늘릴 수 있는 일종의 플러그인 하이브리드(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 이하 PHEV) 모델이다.
일회 충전 시 주행거리는 전지의 용량과 자동차 디자인에 따라 달라지는데, 대부분의 초기 전기차 모델들은 150㎞를 넘지 못했는데 이는 제한된 공간에 값 비싼 전지를 집어넣어야 했기 때문이다. PHEV는 내연기관으로 전체 주행거리를 늘릴 수 있고 충전 인프라에 대한 제약이 순수 전기차와 비교하여 적지만, 친환경 측면에서는 뒤진다.
하지만 전기차의 가격대도 2만~3만 달러 대의 모델들이 많았지만, 주행거리에 대한 불안감이나 전기차에 대한 낮은 인식 등으로 인해 소비자들의 선택을 얻기란 쉽지 않았다.
이후 2012년 럭셔리급의 테슬라의 모델 S(Model S)가 등장하면서 전기차의 새로운 가능성이 열렸다. 최고의 성능과 운전의 재미를 느낄 수 있는, ‘갖고 싶은’ 자동차로 자리매김하면서 럭셔리급 시장에 안착한 것이다.
또, 테슬라의 모델 S 출시로 전기차 시장은 6만 달러 이상의 고급 자동차 군과 2만~3만 달러 대의 등급으로 나뉘어졌고, 지난 수년 간 모델S, 리프, 볼트가 전기차 Top3 모델로 경쟁해 왔다.
또한 테슬라의 모델 S는 2015년 미국 럭셔리 자동차 시장에서 2만 5천대가 넘게 팔리면서 2만 2천대 수준에 그친 메르세데스 벤츠의 에스클래스(S-Class)를 제치고 수위에 올랐다.
고가 시장에서의 이례적 선전이었지만 4만 달러 미만의 전기차 중 미국 시장 기준으로 연 1만 대 이상 판매된 모델은 리프와 볼트 뿐이었다. 소비자 입장에서는 주류 시장에서 전기차를 구매하는 것보다 비슷한 가격대의 내연기관 자동차를 소비하는 것이 경제적인 이점이 많았기 때문이다. 동급 내연기관 대비 높은 가격, 짧은 주행 거리, 부족한 충전 인프라 등 소비자들이 전기차를 선택하는 데 걸림돌로 작용한 것이다.

② 견고한 전기차 시장 성장 기반
최근 2~3년 전기차 시장의 성장은 가히 눈부시다. 2013년 약 20만 대에 불과했던 전기차 시장이 2014년에는 53% 증가하여 30만 대를 넘어섰고, 2015년에는 전년 대비 100%를 넘는 60만 대 이상의 시장을 형성하였다.
먼저 작년 12만 대 수준을 밑돈 미국 시장은 신모델에 대한 구매 유예, 저유가 등이 겹치면서 성장이 주춤했으며, 12만 대 판매를 넘어선 유럽에도 뒤졌다.
중국 공업신식화부(Ministry of Industry and Information Technology, MIIT)의 자료에 따르면, 2015년 중국 전기차 시장은 승용과 상용을 합하여 총 38만 대가 팔렸다. 2014년 8만 8천 대 수준과 비교하면 300% 이상 증가한 수치다.
중국 정부의 신에너지차 보조금 등 보급 정책에 따른 효과라 할 수 있는데, 향후 적어도 2020년까지는 연평균 성장률 30%에 육박하는 고성장 기조가 유지될 전망이다. UBS 등 주요 전망 기관들은 향후 5년간 세계 전기차 시장이 연평균 성장률 30~50%로 성장할 것으로 예측하며, 전기차의 성장 잠재력을 높이 평가했다.
한편 2015년 숨을 골랐던 미국의 전기차 시장도 올 들어 회복 조짐을 보이고 있다. Inside EVs의 자료에 따르면, 1, 2월 각각 6,291대, 7,881대가 판매되면서 전년 동기 대비 각각 4%, 13% 증가했다.
2월까지의 누적 기준으로는 2014년보다도 11% 이상 증가한 양이다. 2월의 경우 모델 S의 호조와 SUV 모델인 모델 X(Model X)가 순조로운 판매를 이어간 테슬라가 25%의 점유율을 보인 가운데, 포드와 GM이 근소한 차이로 2, 3위를 달렸다.
또한 2016년형 GM 쉐보레 볼트의 약진과 전년 동기 대비 47% 성장한 포드의 퓨전 에너지(Fusion Energi)가 돋보였다. 닛산, GM, 테슬라의 기존 3파전 양상이 변할 조짐으로도 보인다. 21세기 전기차 시장을 열었던 닛산 리프의 판매량이 급감하면서 처음으로 월 실적에서 Top3 자리를 포드에 내준 것이다. 연초라 향후 양상을 가늠하기 어렵겠지만, 이전에 볼 수 없었던 역동적인 경쟁 상황이 펼쳐질 것으로 보인다.

③ 주행거리 300㎞ 이상, 3만 달러 대의 대중적 전기차 모델 가세
전기차 시장의 성장 저변은 더욱 공고해지는 모습이다. 이러한 가운데 GM과 테슬라가 일회 충전 시 주행거리가 300㎞가 넘으면서 가격은 3만 달러 대의 모델을 출시하겠다고 발표한 것은 전기차 시장에 있어 획기적인 사건으로 평가될 만하다.
GM은 지난 1월 초 CES 2016에서 순수 전기차 볼트를 공개했는데, 닛산 리프의 2배에 달하는 60㎾h 용량의 전지를 장착하면서도 가격은 37,500~39,000달러 수준이다. 지역마다 다르겠지만 약 8,000~9,000달러의 보조금을 포함할 경우 3만 달러 미만으로 볼트를 구입할 수 있으며, 볼트는 올 하반기부터 판매될 계획이다.
모델 S와 모델 X 등 럭셔리급을 판매하고 있는 테슬라는 3월 말 보급형 모델이라 할 수 있는 모델 3(Model 3)를 공개했으며, 2017년 하반기부터 시판할 것으로 알려져 있다. 닛산 리프의 차세대 모델도 320㎞ 이상 달릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.
주행거리가 300㎞가 되면서 3만 달러 대의 모델은 전기차의 대중화에 있어 중요한 기점이 될 수 있다. BNEF의 자료에 따르면, 기존에 판매되는 신차의 가격은 평균 31,000달러, 가장 많은 판매량을 보이는 차량의 가격대가 25,000달러로 형성되어 있다.
결국 전기차가 틈새 시장에서 주류 시장으로 옮겨가기 위해서는 적어도 25,000~35,000달러 대에서 기존 내연기관과 필적할 모델들이 나와야 하는데, 이러한 점에 있어서 GM과 테슬라의 행보는 전체 자동차 시장에서 1% 미만을 차지하는 전기차가 주류 시장으로 가는 시발점으로 평가된다.
이 같은 흐름을 반영하듯 주요 자동차 기업들이 전기차 개발에 보다 적극적인 모습을 보이고 있다.
먼저 연료전지차를 미래의 궁극적인 자동차 유형으로 밀고 있는 토요타는 PHEV를 기존 전 차종으로 확대할 계획이다. 또한, 그동안 연료전지차에 집중하며 전기차에는 다소 소극적이었던 현대는 하이브리드에서 PHEV, 순수 전기차까지 3종의 파워트레인을 장착한 아이오닉(Ioniq) 라인업을 발표했다. 이미 2천만 원 대의 하이브리드는 올 1월부터 국내 판매가 시작됐으며, 전기차 모델도 곧 출시될 예정이다.
뿐만 아니라 최근 디젤 게이트로 곤혹을 치르고 있는 폭스바겐은 지난 2월 300㎞ 이상 주행할 수 있는 차세대 e-골프(e-Golf)를 2018년에 출시할 계획이라고 발표했다.
또, 폭스바겐은 새로운 플랫폼까지 적용하여 2019년에는 500㎞ 이상을 달릴 수 있는 중소형 모델도 내보낼 계획이다. 폭스바겐은 지난 CES 2016에서 한 번 충전으로 600㎞를 달릴 수 있는 버드-e(BUDD-e) 모델을 공개한 바 있으며, 2020년까지 20개 이상의 전기차 모델을 시중에 내놓을 것으로 알려져 있다.
한편 폭스바겐의 디젤 게이트 이후 기업은 물론 소비자들까지 친환경차에 대한 관심과 인식 수준이 높아진 것도 앞으로의 전기차 시장 성장에 긍정적 영향을 미칠 것으로 보인다.
또한 전기차의 높은 가격 형성에 있어 주요 요인이었던 전지의 가격 하락세도 이어질 것으로 보여, 향후 경쟁력을 갖춘 보급형 모델들의 출시도 가속될 전망이다.
전지의 지속적인 가격 하락은 기업 간 경쟁 및 규모의 경제에 따른 재료비와 생산 단가의 감소, 전지 구조 및 제어 시스템의 혁신, 중국 생산 확대 등에 주로 기인한다.
2005년 셀 기준으로 ㎾h당 1,500달러를 웃돌았던 전기차용 전지의 가격이 2015년에는 300~400달러로 급격히 떨어졌다. 2020년까지 연간 적어도 15~20% 수준의 하락세는 이어질 것이라는 예측이다. 올해 거래 가격이 이미 ㎾h당 150달러 수준까지 떨어졌다는 추측도 나올 정도다. 2020년경 ㎾h당 100달러 수준도 충분히 가능하리라는 전망이다.
기술 혁신에 따른 에너지밀도가 현재보다 2배 가량 높아질 것이라는 예측까지 고려한다면, 향후 5년 후 고가의 전지가 전기차 확산의 최대 난제라는 이야기는 더 이상 나오지 않을 것으로 보인다.

2. 전기차 및 관련 산업 생태계의 변화

전기차 확산이 가속되면서 전지 등 부품은 물론, 자동차 산업 생태계에서 다양한 변화를 목격할 수 있다. 충전 인프라에 대한 인식 변화도 눈여겨볼 필요가 있으며, 또한 움직이는 전원인 전기차의 특성을 활용한 사업모델들이 전력 및 에너지 산업에서 만들어질 것으로 예상된다.

(1) 부품 및 전기차

① 전지 지배력 확보 경쟁 가열
우선 전기차용 전지 시장이 급속도로 성장하면서 대형 기업 중심의 경쟁 구조 고착이 더욱 심화될 것으로 보인다. 자동차 기업들이 전지에 대한 이해가 깊어지면서 전지 기업들의 입지는 점진적으로 줄어들 가능성이 높다. 자동차 기업들이 파워트레인의 차별화를 위해서라도 전지 팩 및 모듈과 출력 제어의 최적화에 깊숙이 관여할 수 밖에 없기 때문이다.
극단적으로 전지 기업은 안전하고 고성능, 고용량의 저렴한 전지셀만 생산하면 될 수도 있다. 자본력까지 겸비한 LG화학, 파나소닉, 삼성SDI, BYD 등 기존 전지 시장의 강자들이 고객과의 관계를 바탕으로 기술 및 시장의 변화에 발 빠르게 대응할 것이다.
또한 자동차 기업이 제휴 또는 직접 생산을 통해 전지 사업에 참여하는 모습도 충분히 가능하다. 따라서 BYD나 테슬라처럼 직접 2차전지를 내재화하는 방향으로 가는 기업들의 행보에 주목할 필요가 있다. 단순히 전지의 가격 하락과 교섭력 강화 차원을 넘어서는 적극적인 움직임이기 때문이다.
일례로 지난 3월 초 독일의 다임러는 메르세데스 벤츠 브랜드의 전기차용 전지를 생산하기 위해 전지 자회사인 도이치 아큐모티브(Deutsche Accumotive)에 5억 유로를 투자하기로 발표했는데, 이 투자로 3배로 늘어난 생산 설비는 내년 여름부터 가동할 계획이다.
또, 다임러는 2009년 설립된 도이치 아큐모티브에 2014년 이미 약 1억 유로를 투자했었다. 전기차 라인업을 강화하고 있는 다임러의 이사회 의장이자 메르세데스 벤츠의 대표인 디터 제체(Dieter Zetsche)는 전기차 시대를 앞당기기 위해 배출가스 제로 자동차의 핵심 부품인 고성능 전지에 대한 투자를 지속할 것이라 했다.
한편 전기차용 차세대 전지 솔루션의 등장도 장기적인 관점에서 예의주시해야 한다. 현재 주력인 리튬이온 전지는 앞으로 10년 후면 에너지밀도의 이론적 한계치인 약 800Wh/L에 도달할 것이라는 예측이 우세한 가운데, 액체 전해질을 사용하지 않는 전고체전지, 리튬 금속 등 다양한 솔루션의 개발이 시도되고 있으며, 기존 기업들은 물론, 수많은 기술 벤처들의 개발 경쟁이 갈수록 치열해질 전망이다. 현재의 전기차 주행거리 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 해결책은 전기차 기업 뿐만 아니라 전지 기업 입장에서도 생태계의 주도권과 직결되기 때문으로 분석된다.

② 공생 통한 부품 생태계 확장
하지만 100년 이상 동안 견고하게 자리 잡은 자동차 부품 생태계가 순식간에 새롭게 재편될 것이라고는 기대하기 어렵다. 이미 델파이(Delphi), 덴소(Denso), 보쉬(Bosch), 콘티넨탈(Continental) 등 이른바 세계 일류(Tier 1)부품 기업들이 건재한 상황이고, 이들도 자동차 기업들과 협력하면서 전기차의 파워트레인 및 시스템과 관련된 각종 모듈, 소프트웨어 등에 깊숙하게 관여하고 있다.
기존의 전기차 특화 솔루션에서 광범위한 적용이 가능한 부품이나 모듈, 지능형 솔루션 등 영역에서 독보적인 기업들이 등장하더라도 기존 생태계와 공생 관계를 만들 가능성이 높다. 자동차의 기본적인 기능과 성숙 수준을 고려할 때, 전기차 부품 산업은 기존 자동차와 별개의 독립적인 생태계보다는 기존 전장 부품 영역의 확장된 형태로 성장할 가능성이 클 것이며, 기존 부품과 공유할 수 있는 부분이 여전히 많은 데다 전기차 역시 기존 부품 기업들이 내주고 싶지 않은 주요 테마이기 때문이다.

③ 전지 재활용 활성화 
한편 전기차의 연료탱크로써 수명을 다한 전지를 재활용하는 시장이 함께 성장할 것으로 예상된다. 5~10년을 굴린 전기차의 전지는 많게는 70~80%의 용량을 다시 쓸 수 있는데, 전기차용이었던 전지가 대용량 전력 저장이나 비상용 전원 등 전기차 외의 다른 용도로 새로운 삶을 이어가는 것이다.
분산형 전력 체계 및 신재생에너지원의 확산과 신흥국의 전력 인프라 구축, 비상 및 보조 전원 확산 등으로 재활용 전지에 대한 수요 기반은 비교적 탄탄하다. 신생 기업인 Spiers New Technologies는 이러한 수요를 미리 간파하고, 전지의 상태를 효과적으로 진단, 분석하는 기술을 바탕으로 전지 재활용 사업에 뛰어들었다. 다 쓴 전지를 전기차용으로 다시 활용하려면 셀, 팩, 모듈 수준에서 분류하는 작업이 가장 중요한데, 동사는 이 점을 공략하고 있다.
하지만 일부에서는 아직 처리 비용이 높아 경제성이 떨어질 것이라는 시각도 있지만, 대량으로 쏟아져 나오는 전지를 분류, 재가공 및 처리하고, 용도 변경하는 사업은 자원 재활용이라는 측면에서 꼭 필요한 영역이 될 것이다.

④ 새로운 자동차 기업 유형의 증가 
전기차 전문 자동차 기업들의 등장도 충분히 예고된다. 기존의 자동차 산업 저변을 십분 활용하면서도 독특한 디자인과 가치를 내세운 기업들이 증가함으로써 자동차에 대한 경험과 기술을 가진 조직과 다 쓴 전기차용 전지가 새로운 용도로 재활용 될 것이다.
또한 기업들이 획기적 디자인과 사업모델을 들고 전기차 시장에 뛰어드는 사례도 많이 볼 수 있을 것으로 예상된다. 이 기업들에 있어 효율적인 부품 네트워크와 생산, 판매 체계를 만들어내야 하는 것은 기본 전제다. 앞서 우리는 이미 테슬라 사례를 접했다. 최고급 편의 사양에 운전 성능은 물론, 유려한 디자인까지 결합한 테슬라는 럭셔리급 자동차의 새로운 장을 열었다고 할 수 있다.
더불어 충전 인프라를 직접 구축하면서 자사 모델 구매자에 남다른 가치를 부여하고 있다. 지난 1월 CES 2016에서 신생 전기차 기업인 패러데이 퓨처(Faraday Future)는 신개념 스포츠 세단인 FFZERO1을 발표했다. 지난해 12월에 이미 10억 달러를 투자해 생산 라인을 네바다에 구축하겠다고 공언했으며, 패러데이 퓨처가 또 다른 테슬라 사례를 만들면서 견고한 공급사슬 생태계에서 살아온 기존 자동차 기업의 통념을 깰 수도 있다.
한편, IT기업들의 자동차 사업 진출도 유심히 살펴볼 필요가 있다. 자율주행, 커넥티드카(Connected Car) 등 지능형 기술의 진화가 결합될 경우 전기차는 물론 내연기관에서도 기존에는 없던 새로운 가치가 만들어질 수 있을 것이다.
또한 테슬라의 오토파일럿(Autopilot) 기능 등 초보적인 자율주행 기술이 이미 적용되기 시작했다. TV 광고에서도 자율주행 영상을 심심찮게 접할 수 있다. 전기차에 자율주행 기술이 접목될 경우 주행거리에 대한 불안감이 한층 완화될 것인데, 이는 비용이나 시간 측면에서 최적의 경로와 속도를 예측하고 충전 네트워크에도 알아서 접속할 수 있기 때문이다.
그리고 자율주행 기술로 말미암아 운전하기 어려웠던 청소년이나 노년층, 혹은 신체적 장애를 가진 사람들까지 자동차를 소비할 수 있게 된다. 이러한 지능형 제어 기술의 적용은 전기차가 지금처럼 일부 지식인이나 기관 중심에서 일반 대중으로 성장 저변을 빠르게 확대하는 데 일조할 수 있다.
다소 이르긴 하지만 운행 자동차 간 혹은 클라우드와의 통신에 기반한 안전하고 재미있는 자동차에 대한 기대도 높아지고 있다.
따라서 애플, 구글 등 IT기업들이 자동차 시장에 참여하려는 상황이 시사하는 바가 크다. 자동차의 가치를 재정의하고 산업의 판도를 뒤흔들 날도 그리 멀지 않은 것으로 보인다.

(2) 충전 인프라

① 충전 인프라에 대한 인식 변화  
전기차의 성장은 충전 인프라의 확산을 수반한다. 전기차의 확산으로 인해 충전 인프라에 있어 닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐의 이슈가 수그러들 가능성이 높다. 다만 충전 인프라에 대한 투자 분담이 남을 뿐이다. 정부, 전력 서비스 기업, 자동차 기업 등이 서로 협력 혹은 경쟁하면서 충전 표준은 물론, 충전 네트워크 구축에도 활발하다. 각 지역의 전기차 충전 인프라 구축 계획을 종합해보면, 북미, 유럽, 아시아 등 주요 지역에서 2014년 기준 약 100만 기의 충전기가 보급됐으나, 2020년경이면 누적 1,200만 기를 넘어설 것으로 보인다(IHS Automotive, 2015년 5월).
또한 지난해 11월 발표한 ‘전기차 충전 기초시설 발전 지침(2015~2020)’에 따르면, 중국은 2020년까지 총 480만 기의 충전 설비를 구축할 계획으로, 주택 등 개인전용 430만 기, 공공으로 50만 기를 목표로 한다. 2014년 말 기준으로 78개의 충전소에 3만 기를 갓 넘었던 것에 비하면 가히 공격적인 목표라 할 수 있다.
한편 중국 정부는 2020년이면 승용차가 430만대, 버스 20만 대, 택시 30만 대 등 총 500만 대의 전기차가 굴러다닐 것으로 예상되며, 잘 짜여진 충전 인프라가 전기차 성장을 부추길 수 있을 것으로 기대된다.
충전 인프라의 부족 자체가 전기차 확산의 결정적 제약 요인은 더 이상 아닐 수도 있다. 하지만 현재 기술로는 주유소 급유보다 전기차 충전 시간이 적어도 5배 이상 걸린다.
일각에서는 기존 주유소 네트워크에 익숙하면서도 전기차를 사용해보지 않은 경우에 한해 나오는 불편함이라 일축하기도 한다. 실제 미국 소비자들을 대상으로 한 서베이 결과 급속 충전 인프라의 필요성에 대해 중립적이라는 결과가 나와 주목할 만하다.
전기차 사용자 대부분이 집에서 충전하는 것이 편리하고 하루 이동 거리도 일회 충전 시 주행 거리 내에 들어온다는 것이다. 소비자들이 굳이 공용의 급속 충전소를 찾아 헤매는 일이 드물다는 이야기다.
물론 활동 지역을 넘어 장거리 이동을 할 때는 곳곳에 마련된 급속 충전 네트워크가 필요하지만, 전기 구동을 할 수 없는 경우 내연기관으로 주행거리를 늘리는 PHEV는 충전 인프라 문제가 순수전기차에 비해 적다. 필요 시 기존의 주유소를 찾아 이용만 하면 되는 것이다. 미국의 한 볼트 운전자는 지난 3년 동안 단 다섯 번만 주유소를 들렀다고 할 정도다.

② 다양한 충전 방식의 경쟁과 공존  
무선충전 방식과 전지 교환 방식 등 다양한 방식을 병행할 수 있다는 점도 소비자의 편의성 측면에서 고려할 필요가 있다. 비록 전지 교환 방식을 선도했던 벤처인 베터 플레이스(Better Place)가 2013년 파산했음에도 불구하고 전지 교체 모델이 완전히 폐기되지는 않았다.
지난 3월 초 국내 기업인 TGM은 제주도에서 운행될 전지 교환 방식을 사용하는 전기버스 2대를 출고했다. 일반 승용차에서는 논란이 될 수 있겠지만 노선버스 등에서는 전지 교환 방식이 효율적일 수 있다.
또, 미국의 플러그리스 파워(Plugless Power)는 독자적인 자기유도방식의 무선충전 시스템을 2013년부터 닛산 리프용과 쉐보레 볼트용으로 제공해 왔다. 동사는 최근 7.2㎾급으로 1시간 충전에 32㎞를 추가 주행할 수 있는 테슬라 모델 S의 무선충전 시스템을 4월부터 제공할 계획이다. 이 외에 퀄컴(Qualcomm)도 2015년부터 헤일로(Halo)라는 무선충전 시스템으로 시장에 뛰어들었다.
또한 전기차가 확산되면서 소비자들의 편의성 및 행동 특성, 충전 공간, 충전 방식의 비용과 경제성 등 다양한 관점을 고려한 해결책이 마련될 것으로 보인다. 전기차 소비자들이 기존 주유소 네트워크에 필적할 편리한 경험을 할 수 있게 되면 전기차 대중화는 더욱 가속될 전망이다.

(3) 전력 및 에너지 산업

① 전기차, 신규 수익원으로 부상
전기차는 전력 서비스 사업자에게 새로운 수익원이 될 수 있다. 도로변이나 주택, 대형 마트, 백화점 등 상업용 빌딩, 공공 기관 등에 설치된 충전기가 소비자와 전력 공급자 사이의 연결 채널이 된다.
전력 서비스 기업들은 전력망 전체의 안정성을 고려하면서 효과적으로 전기차 충전을 모니터링하고, 때에 따라서는 제어, 관리할 수 있는 체계를 갖추어야 할 것이다. 전력 수요가 높거나 수급이 불안정할 때 충전 수요가 일시에 몰릴 경우 망 전체에 심각한 피해를 줄 수 있기 때문이다.
한번 충전에 필요한 전력량이 전기차 모델에 따라 적게는 10㎾h, 많게는 100㎾h까지 육박한다. 문제는 충전 전력의 크기인데, 충전기에 따라 적게는 3~7㎾, 많게는 50~100㎾의 전력 수요를 유발시킨다.
아울러 전기차가 수익원으로 자리 잡기 위해서는 효율적인 전력망 운영 차원에서 전기차 충전에 따른 별도의 요금 및 관리 체계도 만들어져야 한다. 이 또한 기술적으로 그리 어려운 일은 아니며, 계절별, 시간대별, 완속 혹은 급속의 충전 방식, 전력생산 원가와 연동하는 형태 등 다양한 요금 체계를 설계할 수 있다. 심야 등 전력 수요가 적은 특정 시간대에 낮은 가격으로 충전할 수 있는 Off-peak 충전 요금제가 한 예이다.
이미 국내는 전기차 충전에 대한 요금 체계의 기본적 형태가 갖춰줘 있다.
미국의 경우 SDG&E, PEPCO, DTE Energy 등 주요 전력 서비스 기업들이 수년 전부터 전기차 충전 관련 요금제를 제공하고 있으며, 독일의 RWE, 도쿄전력 등은 자동차 및 설비 기업들과 협력하여 충전 인프라 자체의 구축과 함께 시스템 관리 및 요금 체계 구축에도 심혈을 기울이고 있다. 이들은 전기차 확산에 대비해 소비자들의 비용 절감을 지원함과 동시에 전력망의 안정성 제고를 위해 효과적인 요금 체계를 고민하고 있다.

② 소비자의 생산 참여 확대 
전기차는 에너지를 소비하는 존재만이 아니다. 전력산업에서는 ‘전기차 Integration’이 ‘분산형 신재생에너지 Integration’과 함께 지속적인 키워드로 강조되고 있다. 전기차에 저장된 전기는 전력망 자체의 안정성을 위해 활용할 수 있는데, 전기차는 움직이는 분산형 전원이기 때문이다.
전력망에 이상이 생길 경우 비상전원용으로도 활용할 수 있고, 나아가 일정 지역의 수급이 불안정해질 경우 연결된 전기차로부터 전력 서비스 기업이 전력을 사서 공급할 수 있다. 소규모의 가상 피크발전소 개념으로, 다수의 전기차로부터 일시에 전력을 뽑아 전력망에 공급하는 것이다. 이미 에너지저장장치(ESS)가 전력 공급원으로서 제도적으로 인정받기 시작했으며, 단독으로 혹은 태양광이나 풍력 등 신재생에너지원과 결합하여 전력망의 안정화에 활용하는 사례가 빠르게 늘고 있다.
또 전기차의 전지를 통해 값쌀 때 전기를 저장했다가 비쌀 때 팔아 차익을 남길 수도 있다. 이미 지역에 따라서는 이웃 간 전력 거래도 개방하고 있으며, 제도나 기술적인 문제보다는 전기차를 활용한 전력 수급의 양과 저변이 얼마만큼 확대되느냐가 관건으로 보인다. 전기차의 대중화가 열리면서 충분히 가능한 사업 형태라 사료된다.

3. 맺음말

대중적인 전기차 시장의 개화는 볼트, 모델 3, 차세대 리프 등 모델 간 경쟁이 격화되면서 본격적으로 이루어질 것으로 기대된다. 정부의 지원 및 보급 정책에 힘입어 빠르게 성장해 온 전기차 시장의 중심이 이제는 정부나 공급자 중심에서 소비자로 전환되는 모습이다.
소비자가 선택할 수 있는 모델도 4인승에서 SUV, 미니밴에 이르기까지 더욱 다양해지고 있다. 무엇보다 높은 가격과 주행거리 이슈가 해결 국면으로 접어들기 시작했다는 점에 주목할 필요가 있다. 향후 전기차 시장이 확산되면서 전지를 비롯한 전기차 부품, 충전 인프라, 전력 산업 등에 이르기까지 다양한 변화가 현실로 다가올 것이다.
또한 국내의 경우 2016년 한 해 PHEV 3천 대를 포함해 총 1만 천 대의 전기차 보급을 계획하고 있다. 작년의 2배 수준으로 현대차의 전기차 라인업 강화도 전기차 확산에 기여할 전망이다.
그러나 아직은 전지를 제외하고는 글로벌 경쟁력을 갖춘 전기차 관련 사업을 찾아보기가 어렵다. 지능형 IT의 융합, 국내 자동차 부품 생태계에 기반한 혁신, 전력 관련 에너지신산업 육성 등 활용할 수 있는 재료들은 많다.
늦은 감이 없진 않지만, 정부와 국내 관련 기업들은 전기차 및 관련 시장의 변화를 적극적으로 활용하려는 노력을 배가해야 할 것으로 보인다.

대구시가 2016년 친환경 전기자동차 200대 보급을 목표로 공공기관, 법인·단체는 물론, 처음으로 개인까지 보급을 확대할 계획이라고 밝혔다.

지난 3월 10일 대구시와 구군 홈페이지를 통해 전기자동차 보급이 공모됐으며 전기차 구매 희망자는 홈페이지의 신청서류를 작성해서 3월 28일부터 10월 31일까지 대구시내 차량별 지정대리점에 직접 방문해 접수하면 된다. 보급대상자는 선착순으로 결정되고, 보급물량 소진 시 접수 종료일에 관계없이 모집이 종료되며, 대상자 통보는 수시로 시 홈페이지 게재 및 개별 통지한다.

대구시는 올해 200대 보급을 시작으로 2020년까지 전기자동차 2,000대를 보급하는 것을 목표로 사업을 추진하고 있다. 아울러, 충전기 보급사업에 있어서도 환경부 보급 수량과는 별도로 올해 10월까지 대구시 단독으로 급속 및 완속 충전기 총 31개소 100기를 구·군청 및 공공기관 공영 주차장 등 도심 및 외곽지 요충지에 구축해 전기자동차 운행에 불편이 없도록 할 계획이다.

전기차 신청자에게는 보조금으로 전기차 1,800만 원(국비 1,200, 시비 600), 완속 충전기 설치 국비 400만 원(휴대용 80만 원)을 지원하고, 각종 세제혜택으로 취득세 140만 원, 개별소비세 200만 원, 교육세 60만 원 등 최대 400만 원까지 감면을 받게 된다.

또 자동차 등록 시 채권 한시적 일부면제로 100만 원 정도의 혜택까지 더해진다. 이와는 별도로 통행료, 공영 주차장 이용료, 전기자동차 전용주차구역 지정 등 전기차 보급 활성화를 위한 방안을 올해 중 마련할 계획이다.

현재까지 대구시에 공급된 전기자동차는 공공 및 민간부문의 전기차 64대와 올 초 전기택시 50대 등 현재까지 총 114대의 전기차가 운행 중에 있다.

현대자동차(이하 현대차)가 친환경차 전용 모델 ‘아이오닉(IONIQ)’의 두 번째 차량인 전기차 ‘아이오닉 일렉트릭(Electric)’을 출시한다.

 
현대차는 지난 3월 18일(금) 제주도 국제컨벤션센터에서 열린 ‘2016 국제 전기자동차 엑스포’에서 곽진 부사장 및 회사 관계자와 기자단 등 5백 여 명이 참석한 가운데 아이오닉 일렉트릭의 출시를 알렸다.

현대차 국내영업본부장인 곽진 부사장은 환영사를 통해 “세계 유일의 전기차 엑스포가 열리는 제주에서 글로벌 친환경 자동차 브랜드로 자리매김할 아이오닉을 소개하게 되어 뜻 깊다”며, “단 한 번의 충전으로 제주 일주도로를 거의 완주할 수 있을 정도로 국내 모든 전기차 중 가장 긴 주행거리를 자랑하는 아이오닉 일렉트릭에 대한 고객 여러분의 관심과 성원을 부탁 드린다”고 말했다.

아이오닉 일렉트릭은 지난 1월 출시한 현대차의 친환경차 전용 모델인 ‘아이오닉 하이브리드’에 이은 두 번째 차량으로 배터리와 전기모터만을 움직여 주행 중 탄소 배출이 전혀 없는 친환경차로, 최대 출력 88㎾(120㎰), 최대토크 295㎚(30㎏fm) 모터를 적용한 동급 최고 수준의 동력 성능을 보이는 고속 전기차다.

또한 아이오닉 일렉트릭은 28㎾h의 고용량 리튬이온 폴리머배터리를 장착해 1회 충전(완전 충전 기준)으로 180㎞까지 주행이 가능하며 급속 충전 시 24분(100㎞ 급속충전기 기준), 완속 충전 시 4시간 25분 만에 충전이 가능하다.

미래 자동차 동향을 한 눈에 조망할 수 있는 ‘제1회 2016 자동차 경량화 기술 산업전(AUTOMOTIVE WEIGHT REDUCTION COMPOSITES)’과 ‘2016 전기자동차 기술 산업 특별전(EV TECH KOREA)’이 국내 최초로 개최됐다.
지난 3월 9일(수)부터 11일(금)까지 일산 킨텍스 제2전시장 7, 8홀에서 진행된 이번 전시회는 디지털기술과 마이스포럼이 주관했으며, ‘ADVANCED TECH KOREA 2016’이 동시 개최되어 관련업계 실무자들에게 유용한 정보의 장이 된 것으로 평가받고 있다.

자동차 경량화 소재 기술 등 풍성한 볼거리

이번 전시회의 가장 큰 특징은 참관객들을 위한 풍성한 볼거리로, 경북 하이브리드 부품연구원/극동씰테크 등 8개 업체로 이루어진 ‘경북 경량화 소재 부품관’이 마련됐고, 프로토텍/티모스/센트롤 등 3D프린터 업체가 참가했으며, 한국과학기술원에서는 전기자동차에 활용 가능한 무선충전 원리설명 모형을, 근영실업에서는 탄소섬유 복합재료를 출품해 다채로운 전시회를 조성했다.

‘Automotive Technology Forum 2016’ 동시 진행

전시회 기간 동안에는 ‘Automotive Technology Forum 2016’이 동시 진행됐다. 포럼 첫 날인 10일(목)에는 포스코에서 차세대 자동차강판 요구 및 개발 동향을 발표했고, 한국탄소융합기술원에서는 자동차용 CFRP를 이용한 부품 경량화 소재 기술개발 동향 및 적용 사례를 소개했다. 둘째 날 11일(금)에는 전자부품연구원에서 EV용 전기모터 기술 개발 동향과 무선충전 시스템 기술개발 동향 및 적용 사례, 전기자동차를 위한 리튬이온전지용 전해액 최신 연구 개발 등의 주제 발표가 진행됐다.

한 눈에 보는 신기술·신제품 향연

참가업체들의 신제품 및 신기술을 볼 수 있는 오픈 세미나와 다양한 부대행사도 펼쳐졌다. 터치 신제품 발표회에서는 경희대학교 디스플레이 부품 소재 지역혁신센터가 투명 플라스틱 기판 소재 기술(OLED 및 DEVICE 응용)을 선보였으며, 힉스컴퍼니는 Digital Hologram 기반의 real 3D 형상 측정기술을 선보여 참관객들의 많은 관심을 받았다.
또한 EV 자동차 신제품 발표회에는 △플라스틱 베어링의 세계 일주(한국이구스) △자동차 효율 증대에 기여하는 고기능성 엔지니어링 플라스틱(빅트렉스) △자동차 경량화를 위한 복합재료 제조 공정 기술 및 장비(디유티코리아) △infusion 진공성형(제트코리아) △CAE를 활용한 FRP 복합소재의 파괴거동 분석과 Battery 연구개발에서의 CAD, CAE 활용 방안(트리니티엔지니어링) 등이 소개됐다.
한편 디지털 기술의 모든 것을 만나볼 수 있었던 ‘ADVANCED TECH KOREA 2016’에서는 플렉시블 디스플레이부터 터치패널, 모바일, 광전자, 카메라 모듈 등 신기술이 총 집결됐으며, 기존에 진행되던 FLEXIBLE DISPLAY KOREA(국제 플렉시블 디스플레이 산업전), MOBILE TECH KOREA(국제 모바일 제조기기 산업전), TOUCH PANEL KOREA(국제 터치패널 산업전), OPTICAL EXPO(국제 정밀 광전자 산업전)를 비롯해 올해 처음 선보인 CAMERA MODULE TECH KOREA(카메라 모듈 기술 산업전)까지 총 5개의 전시를 만나볼 수 있었다.

국제 전기자동차 기술 산업전 www.evcfair.com

환경부는 올해 전기차 8,000대, 하이브리드차 3만 400대, 플러그인하이브리드차 3,000대, 수소차 71대 등 총 4만 1,471대의 친환경차를 보급할 계획이다. 이는 지난해 3만 3,000대보다 8,000대가 늘어난 것으로 특히 전기차는 지난해 3,000대에서 8,000대로 5,000대 늘어났으며, 플러그인하이브리드차가 올해 처음으로 3,000대가 포함되었다.

전기차는 7,900대에 차량 보조금 1,200만원, 완속충전기 설치비 400만원, 세금 400만원이 지원된다. 지자체별로 최대 800만원까지 보조금을 추가로 지원받을 수 있다. 지원대상은 레이(RAY), SM3, 스파크(SPARK), i3, 쏘울(SOUL), 리프(LEAF), 아이오닉, 라보 피스(Peace, 전기화물차) 8종이다. 전기차 이외에 전기버스는 100대에 차량 보조금 1억 원이 지원되며, 지원대상은 이-프리머스(E-primus), 올레브, 이-화이버드(E-fibird) 3종이다.

하이브리드차는 3만 400대에 보조금 100만원을 지원하고 270만원의 세금감경 혜택을 부여한다. 지원대상은 소나타 2.0, K5 2.0, 아이오닉 1.6, 프리우스 1.8, 렉서스 CT200h 1.8 5종이다. 특히, 올해 1월 출시된 친환경차 전용모델인 현대 아이오닉과 함께 올해 추가로 출시 될 친환경차 전용모델인 기아 니로도 보급대상에 포함될 예정이다.

플러그인하이브리드차는 3,000대에 차량 보조금 500만원과 270만원의 세금감경 혜택이 신규로 부여된다. 지원대상은 이산화탄소(CO2) 배출량 50g/㎞ 이하이면서, 1회 충전 주행거리가 30㎞ 이상인 2,000㏄ 이하 차량이다. 현재 지원대상은 쏘나타 2.0 플러그인하이브리드차 1종이지만, 올해 기아 K5와 현대 아이오닉 플러그인하이브리드차가 추가될 전망이다.

수소차는 지자체, 공공기관, 법인을 대상으로 71대에 한해 구매 보조금을 2,750만원 지원한다. 환경부는 수소차가 전기차와 동일하게 세금감경을 받을 수 있도록 관계부처와 협의해 나갈 계획이다.

Ⅰ. 중국 정부, 전기차 보급 위한 정책 통지

2015년 12월 17일 중국 재무부, 과학기술부 등 5개 기관에서 ‘십삼오(十三五)’ 전기자동차 충전 시설 장려 정책과 전기자동차 보급 강화에 관한 통지를 공시했다. 각 지역에 전기자동차 보급량 증가에 따라 장려금이 증가했으며, 장려금은 충전 기초설비의 시설 운영, 리모델링, 전기충전 서비스 운영 감시 시스템 건설 등에 사용될 예정이다.

Ⅱ. 전기자동차 보급수량 목표는 지역별로 상이

대기오염 중점 관리 지역(베이징, 상하이, 톈진, 허베이, 산시(山西), 저장, 산둥, 광둥, 하이난)의 2016~2020년 전기자동차의 보급 확대 수량은 각각 3만 대, 3만5,000대, 4만3,000대, 5만5,000대, 7만 대 이상이며, 해당 지역에 판매 및 갱신되는 자동차의 총량에 보급 확대되는 전기자동차 수가 차지하는 비중은 3%, 4%, 5%, 8%, 10% 이상이어야 한다.
중부지역(안후이, 장시 허난, 후베이, 후난, 푸젠)의 2016~2020년 전기자동차 보급 확대 수량은 각각 1만8,000대, 2만2,000대, 3만8,000대, 5만 대 이상이며, 해당 지역에 판매 및 갱신되는 자동차의 총량에 보급 확대되는 전기자동차 수가 차지하는 비중은 2%, 3%, 4%, 5%, 6% 이상이어야 한다.
기타 지역(충칭, 랴오닝, 쓰촨, 구이저우, 윈난 등 15개 성)의 2016~2020년 전기자동차 보급 확대 수량은 각각 1만 대, 1만,2000대, 1만5,000대, 2만 대, 3만 대 이상이며, 해당 지역에 판매 및 갱신되는 자동차의 총량에 보급 확대되는 전기자동차 수가 차지하는 비중은 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 3% 이상이어야 한다.

Ⅲ. 장려금

중앙정부에서 받은 전기자동차 보급 확대에 관한 장려금의 최고 금액은 2억 위안(지역당)이며, 장려금은 충전기지 시설 건설, 운영, 리모델링, 전기충전 서비스 운영 감시 시스템 건설 등에 사용될 예정이다. 또 각 지역에 보급되는 전기자동차 수량 증가에 따라 장려금도 증가한다.

Ⅳ. 중국 전기자동차 현황

Ⅴ. 시사점

2015년까지의 전기자동차 목표 보급량은 50만 대였으며, 2016~2020년의 목표 보급량은 최소 457만 대로, 전기자동차 2020년까지 목표 보유량은 총 500만 대이다.
2020년까지 목표 보유량 전기자동차 500만 대에 필요한 고정식 충전기는 750만 대로 예상되며, 고정식 충전기 산업에 총 1,500억 위안의 투자 잠재력이 있다는 분석이 지배적이다.
전기자동차가 가정용 자동차, 사무용 자동차와 대중교통 등 영역에 대량 보급되고 있으며, 2020년 중국 전기자동차의 연간 판매량은 자동차 시장 수요 총량의 5% 이상일 것으로 분석된다. 또 2025년까지는 중국 전기 연간 판매량은 자동차 시장 수요의 총량에 20% 이상 차지할 것이며, 전기자동차의 시장점유율은 80% 이상일 것으로 예상된다.

지난 2015년 12월 프랑스 파리에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약 당사국 총회(CCP21)에서 2020년 교토의정서 만료 이후 적용될 새로운 기후변화체제의 최종합의문이 채택되었다. 파리기후협약 체결로 출범한 신기후체제에 따라 전 세계는 온실가스 감축을 위한 정부정책 수립이 불가피해졌다.
온실가스 배출량 세계 7위인 한국은 이 파리기후협약에 따라 2030년까지 온실가스를 BAU(Business As Usual)대비 37%까지 감축하겠다는 목표를 제시했다. BAU란, 온실가스 감소를 위한 아무런 제약이나 노력을 취하지 않았을 경우의 예상치를 가정하고 이를 일정 비율로 줄이는 방식을 의미한다. 우리나라는 2030년에 배출될 것으로 예상되는 온실가스 배출량 BAU(온실가스 배출전망치)를 37%(국내 25.7%, 국제 11.3%) 감축하겠다는 INDS(자발적 감축목표)안을 제출했다.
이러한 시대적 흐름을 가장 먼저 체감하는 곳은 역시 전기·전력 분야다. 전기에너지를 생산하는데 있어 화석연료를 많이 소비하기 때문이다. 전체 온실가스 배출의 40%가 발전 부분에서 배출되며, 이 중 80~90%를 화력발전에서 배출하고 있기 때문에 37%의 온실가스를 줄일 수 있는 가장 중요한 열쇠는 화력발전의 감축 노력에 있다고 볼 수 있다.
그래서 대부분의 전력기술은 온실가스 감축이라는 역사적 사명 하에 연구가 이뤄지고 있다. 수요관리를 통해 생산된 전력을 아끼거나 발전소 효율을 극대화하기 위한 노력 등이 모두 에너지 신기술과 맞닿아 있는 이유도 그 때문이며, 이 에너지 신기술들이 미래 먹거리 기술로 자리매김 할 전망이다.
이에 본지는 한전 전력연구원이 제시한 2016년을 빛낼 11가지 전력기술 ▲마이크로그리드 및 에너지자립섬 ▲에너지저장장치 ▲전기자동차 및 무선충전 ▲전력수요반응 ▲초전도케이블시스템 ▲HVDC ▲저탄소 화력발전기술 ▲CCS와 재활용 기술 ▲발전소 온배수열 활용 ▲스마트시티 ▲전력설비 IoT 등을 소개한다.

1. 마이크로그리드 및 친환경 에너지자립섬 기술

마이크로그리드(MG, Microgrid)는 지역 내에서 풍력, 태양광 발전 등 신재생에너지원과 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System) 등을 에너지관리시스템(EMS, Energy Management System)으로 제어함으로써 외부의 전력망에 연결해 운전하거나, 독립적으로 운전할 수 있는 배전 선로 규모(수㎿ 정도)의 계통망을 의미한다.
신재생에너지와 소형 열병합 발전기를 발전원으로 열과 전기를 동시에 수용가에 공급할 수 있고, 에너지저장장치와 함께 온수 탱크에 열을 저장해 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 관리·운영할 수 있는 시스템으로, 전력계통 운영 측면에서는 송배전 손실을 줄여 에너지 효율 향상의 장점이 있다.
이에 따라 마이크로그리드는 독립 전력계통 구성을 필요로 하는 도서지역이나 지리적·경제적 여건으로 대규모 전력설비 건설이 어려운 일부 국가에서 새로운 대안으로 각광받고 있다.
한전 전력연구원(이하 전력연구원)은 차세대 에너지관리시스템인 마이크로그리드를 개발해 전남 진도군 가사도에 친환경 에너지의 생산·저장·이용이 가능한 에너지자립섬을 2014년 10월에 준공했다. 가사도 에너지자립섬에는 전력연구원에서 자체 개발한 독립형 마이크로그리드용 EMS, 400㎾ 풍력발전기(100㎾×4기), 320㎾ 태양광 발전기, 3Mh급 리튬이온 배터리를 설치해 운영하고 있다. 도서지역의 경우 육지의 대용량 전력계통과 연계가 불가능해 전력수요 밀도가 낮은 소규모 독립 전력계통을 운용하고 있으나, 낮은 설비이용율과 고가 연료 사용 등으로 전력공급 원가(2007년 도서 지역 발전원가 : 588.56원/㎾h)가 높다. 따라서, 아직까지 고가인 신재생에너지의 진입 장벽이 상대적으로 낮기 때문에 독립형 마이크로그리드에 의한 경제적인 전력공급이 이뤄지면 발전원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 신재생에너지의 보급 확대로 온실가스를 감축하는 장점도 있다.
또한, 정부는 캐나다 PowerStream사와의 협약으로 지난 2015년 8월에는 캐나다에서 ‘북미 배전급 마이크로그리드 실증사업 기공식’을 개최하고 마이크로그리드 운영시스템의 북미 현지화 작업도 수행 중에 있다. 2015년 11월에는 모잠비크에서 태양광발전설비 50㎾, ESS 100㎾h, 모터펌프 및 정수설비 등으로 구성된 마이크로그리드를 조성하고 마을의 약 50여 가구 및 학교, 커뮤니티 센터 등에 전기와 물을 공급하는 최초의 해외 전화(電化)사업인 ‘모잠비크 MG 시범사업’의 준공식을 개최하기도 했다.
현재 정부는 독립형 마이크로그리드를 에너지 6대 신산업으로 육성하기 위해 한전이 관리하는 62개 도서지역을 대상으로 친환경 에너지자립섬 조성사업을 추진하고 있다.
뿐만 아니라 한전은 울릉도에 마이크로그리드를 구축할 계획을 밝히기도 했다. 전력연구원은 에너지자립섬의 성공적인 실증 운전을 통해 Track Record를 확보하는 동시에 2016년 6월 준공 예정인 캐나다 마이크로그리드 사업을 기반으로 북미 지역에 적합한 마이크로그리드 사업 모델을 개발할 계획이다. 이와 함께, 한전은 마이크로그리드 보급 확대을 위한 사업모델을 확보하고자 서울대가 중심이 된 캠퍼스 마이크로그리드 구축 사업에도 참여하고 있다. 캠퍼스 마이크로그리드는 중대규모 계통, 단일 운영 주체, 다양한 부하 형태의 캠퍼스 구내에서 에너지 절감 및 피크저감을 목표로 진행되고 있으며, 이를 통해 마이크로그리드 보급 확대의 계기를 마련할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
더불어 2016년 한전에서는 독자적으로 광주·전남 지역의 대학에 다중 커뮤니티형 마이크로그리드 및 에너지(전기+열) 통합형 마이크로그리드 구축과 에너지신산업 실증을 추진하고 있다. 정부 주도로 진행 중인 친환경 에너지자립섬 사업 활성화를 통해 온실가스 감축과 마이크로그리드 등 다양한 사업모델을 확보, 중소기업과의 동반성장으로 창조경제 구현에 기여할 것으로 예상된다.

(왼쪽 위부터) 가사도 신재생에너지 발전단지, 가사도 마이크로그리드 통합 운영센터,
가사도 마이크로그리드(신재생에너지 설치 현황), 가사도 마이크로그리드 계통도

2. 전력효율 증대를 위한 에너지저장장치 기술

에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)는 신재생 보급 확대와 스마트그리드 구축을 위한 핵심 기술이다. 발전소 생산전력을 전력망에 저장한 후, 필요 시 다시 전력망에 공급함으로써 에너지 효율을 증대시키고, 전력수급 불일치에 따른 전력 낭비 등의 문제들을 해결하기 때문이다. 정부 역시 대규모 에너지저장장치 투자유도를 위한 ESS 초기시장 창출계획을 발표하는 등 대용량 배터리를 이용해 전력계통의 안정화를 도모하고 신재생 출력을 개선하며, 전력을 저장했다가 필요한 시기에 재사용 할 수 있는 ESS 기술개발을 적극 지원하고 있다.
에너지저장장치는 전력계통에서 발전, 송변전, 수용가에 설치되어 계통 연계 안정화 및 비상전원 등의 용도로 활용이 가능하므로 글로벌 ESS 시장은 2020년까지 기하급수적으로 증가할 것으로 전망된다. 우리나라의 배터리 제조 기술 분야는 세계적인 수준이지만, 제어시스템, 계통 연계, 알고리즘 등의 핵심 기술은 부족한 상태이다. 이와 관련해 한전은 ESS 사업 분야 중 경제성이 우수한 주파수 조정 관련 기술 개발을 조기에 추진하고 전력계통 주파수 조정용 통합 ESS 제어 알고리즘, 운전 화면 및 방법, 제어기, 모의 검증 ESS 모델 개발 등 실증시험을 통해 기반 기술 확보에 노력해왔다.
2013년 10월에는 제주시 조천변전소에 4㎿급 배터리 에너지저장장치 실증단지를 준공하고, 전력계통의 피크부하 저감, 주파수 조정, 신재생에너지 출력 안정화 용도로 시험을 진행해 알고리즘을 검증했으며, 2014년 8월에는 주파수조정용 배터리 에너지저장장치 실증을 완료했다.
또한, 4㎿ 배터리 에너지저장장치 건설과 운영시스템 개발을 통해 얻은 기술을 기반으로 서안성, 신용인 변전소 28㎿ 및 24㎿ 주파수조정용 배터리 에너지저장장치 시스템을 적용해 상업운전에 성공하기도 했다.
이 밖에도 한전은 2015년 200㎿ 주파수조정용 ESS 사업을 기획해 2016년 준공을 목표로 추진하고 있으며 전력연구원의 운영시스템을 탑재할 계획이다. 또한 지속적으로 성장하고 있는 신재생에너지 출력 안정화를 위해 신재생 하이브리드(신재생+ESS) 기술도 개발하고 있다. 서남해 해상풍력 출력안정화 및 피크저감 등 다목적 ESS 통합운영 개발을 목표로 28㎿ ESS를 2019년까지 실증한다는 계획이다. 지속적으로 확대·적용되고 있는 ESS는 배터리 수명이 향후 사업의 성패를 좌우할 수 있으므로 배터리 성능평가, 수명예측 및 수명연장 기술이 ESS 운영기술의 핵심이 될 것으로 전망된다.
따라서 전력연구원은 주파수조정용 ESS사업에 적용되고 있는 리튬이차전지 성능 진단을 통해 수명을 예측하고, FR ESS 최적의 운영전략을 수립하여 배터리의 수명을 연장하는 과제를 2015년부터 기획하여 추진하고 있다.
또한 ESS의 가치를 제고하기 위해 Black Start용 ESS와 배터리 셀의 능동적 밸런싱 및 스마트 PCS형 ESS 등의 과제를 기획하고 있으며, 향후 다양한 국내 사업모델을 개발하여 해외수출을 목표로 하고 있다.
ESS연구사업단이 개발한 ESS 주파수 제어기술은 주파수 추종 및 자동 발전제어 기술을 융합한 세계 최초의 ESS 제어기술로서, 제어기 수입 대체 효과만으로도 50㎿ 기준 17억 원을 절감할 수 있으며, 500㎿ ESS 주파수 조정을 할 경우 연료비 절감액은 연간 3,000억 원으로 국가 에너지 경제에 크게 기여할 것으로 기대된다.
또한 능동적인 전력에너지 수급 제어로, 계통안정도를 향상시키고 전력의 품질을 개선함으로써 국민의 고품질 전력서비스도 기여할 것으로 확신하고 있다.

3. 전기자동차 인프라 확대 및 무선충전 기술

전 세계적으로 신기후체제 출범에 따라 신재생에너지와 전기차가 중요한 핵심 사업으로 자리잡고 있다. 중국과 EU는 2020년까지 각각 전기차 500만 대 및 470만 대를 보급한다는 계획이다. 우리나라 역시 산업통상자원부가 지난 2015년 11월에 발표한 ‘2030 에너지신산업 확산전략’에서 프로슈머가 전기차를 포함한 태양광, 풍력 등 분산자원을 이용해 생산한 소규모 전력을 팔 수 있는 시장을 2017년 개설할 것이라고 발표했다. 또한 전기차의 보급확대를 위해 2030년까지 전기차 37만대, 급속충전기 4,364기를 보급하고 핵심기술인 고효율 모터기술과 배터리 등을 개발할 계획이다.
이러한 전기차 보급계획의 배경에는 신재생에너지원으로 전기차의 운영을 위한 전국 단위의 전기차 양방향 충전인프라 관리시스템과 이를 전력계통과 연동해 부하를 조절하는 기술, 전기차를 이용한 전력거래를 위한 시장운영시스템 등이 기반 기술로 위치하고 있다.
이에 대해 전력연구원은 충전부하조절을 위해서 충전기 스스로 저부하시간대를 찾아서 충전함으로써 고객 입장에서는 충전요금을 절약할 수 있으며, 국가적으로는 전력부하관리 효과를 창출하는 국제표준 대응 V2G(Vehicle to Grid)용 단방향 교류충전기를 개발, 보급했다. 이러한 충전인프라의 전국적 연계를 위해 충전소 단위에서는 소내 충전기를 제어하고 충전 또한 부하를 조절하는 단말기인 충전기관리시스템과 지역의 충전인프라의 운영을 맡게 되는 충전인프라 운영시스템 개발도 완료했다.
이 밖에도 전력연구원은 플러그를 끼우고 빼는 유선충전 방식의 불편함과 감전의 우려를 해소코자 2015년부터 무선전력전송기술을 적용한 전기차용 6.6㎾급 무선충전시스템 개발에 착수했다. 무선전력충전시스템은 무선전력 송신부와 수신부간 무선으로 전력을 주고받아 전기자동차 내부의 배터리를 충전하는 방식이다.
현재 한전은 전력계통에 피크부하가 발생해 수급이 부족한 경우, 전기차에 기 충전돼 있는 전력을 충전기를 통해서 전력계통에 역송하는 G2V(Grid to Vehicle) 기술인 양방향 전력부하조절기술도 개발하고 있다.
또한 전력연구원은 2017년부터 실증 착수를 목표로 2016년 중 전력부하 분석 및 충전인프라 운영정보 양방향 체계를 구축하는 한편, 다수차량(1:N) 동시 충전시스템 및 V2G 운영시스템을 개발할 예정이다. 개발된 운영시스템에 기반한 수요반응(DR, Demand Response) 및 신재생에너지 연계형 사업모델도 함께 준비하고 있다.
무선전력충전시스템 개발을 위해서는 2016년 중 고효율 무선전력 공진기 설계 및 전송효율을 세계 최고 수준인 90%까지 개선할 예정이다. 무선전력충전시스템은 기존 EV충전 인프라와 연계해 안정성과 실용성을 실증한 후 국내에서 출시되는 무선전력충전 전기자동차에 맞춰 상용화할 계획이다. 무선충전방식의 EV는 토요타나 폭스바겐 등 세계적인 완성차 업계에서 2018~2019년에 출시할 것으로 발표했으며, 국내에서는 현대기아차의 쏘울 EV 등 전기차에 무선충전기술이 탑재될 것으로 보인다. 이러한 전기차용 무선전력충전시스템은 전기차 이용자에게 편리한 전기차의 이용경험을 제공함으로써 전기차 보급을 촉진하고 정부의 에너지신산업인 전기차 서비스 및 유료충전사업의 확산에 기여할 것으로 기대된다. 이러한 양방향 전력부하조절기술은 전력산업과 수송산업의 융합을 통해 스마트그리드 정보인프라의 한 축이 될 전망이다.
더불어, 이 연구개발을 통해 구축되는 무선전력전송 성능 및 안전성 평가시스템은 향후 개발되는 다양한 무선충전 응용시스템의 특성평가에 활용돼 보다 높은 출력과 효율을 갖는 안전한 무선전력전송시스템 개발에 활용될 예정이다.

전기차 무선충전 시스템 개념도

4. 전력수요반응 및 전력거래 기술

수요반응(DR, Demand Response) 프로그램은 요금 또는 인센티브를 통해 고객의 전력소비를 변화시키는 것으로 스마트그리드 전력 인프라를 통해 구현되는 가장 중요한 비즈니스 모델로 관심을 받고 있다.
수요반응 프로그램은 동하계 피크시간대의 전기사용량을 줄여, 정전 예방 및 최대전력을 줄이는 목적으로 추진되며, 고객들은 수요반응 프로그램에 참여함으로써 전기요금을 절감할 수 있고, 전력회사는 전력구입비 절감을 통해 전기요금 인상요인을 최소화할 수 있으며, 안정적인 전력수급 확보를 기대할 수 있다.
이 외에도 발전량을 줄여 온실가스 배출을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 발전소를 새로 건립하는 비용도 줄일 수 있기 때문에 다양한 부가가치 창출이 기대된다. 따라서 최근에는 특정 시기에만 시행되는 수요반응 프로그램을 연중 운영하는 상시 수요반응 체계로 확대하고 있으며, 스마트미터, AMI 등 스마트그리드 구축과 함께 상시 수요반응이 가능한 Auto DR(자동 수요반응) 시스템 개발이 선진국을 중심으로 폭 넓게 추진되고 있다. 국내에서는 2014년 11월에 아시아 최초로 도매 수요자원 거래시장이 개설됐으며 2015년 상반기에 1,300여 고객들이 시장에 참여해 LNG 발전기 5기에 해당하는 244만㎾ 규모까지 성장했다. 정부는 그간 정부 재정으로 운영되던 전력소비 절감사업을 수요관리 상시화, 수요관리 시장형성 등 시장 중심으로 재편해 기존 지정기간, 주간예고 프로그램 등도 네가와트 시장으로 흡수할 계획이다.
또한 수요자원 거래시장 참여 대상을 일반 국민으로 확대하는 국민 DR 확산 사업을 추진, 모든 국민들의 똑똑한 에너지 소비를 유도함과 동시에 수요자원 시장규모를 2030년까지 최대 수요의 5% 수준으로 확대한다는 중장기 계획도 마련했다.
한편 한전은 전력수급 안정을 위해, 수요자원 거래시장이 도입되기 이전부터 수요관리사업을 주관하면서, 다양한 기술개발과 제도운영을 진행해왔다. 지난 5년간 약 60억 원을 투자해 수요예측 기반의 수요반응 통합 포털을 구축했으며, 이를 통해 상시 수요반응체계를 확립하고, 고객에 대한 에너지 절감 컨설팅 사업에 활용하고 있다.
2015년 6월에는 중소 수요관리사업자(DR Aggregator)를 대상으로 하는 멘토링 시스템을 오픈했으며, 전국 단위의 수요자원 변화를 실시간으로 시각화해서 보여주는 수요자원 맵도 선보여 주목받고 있다. 앞으로 한전은 스마트미터, AMI 등 스마트그리드 구축과 함께 상시 수요반응이 가능한 Auto DR 시스템 개발을 본격화한다는 방침이다. 개발될 Auto DR 시스템은 각 가정(HEMS), 빌딩(BEMS), 공장(FEMS) 등의 에너지관리시스템(EMS)과 연동, 한전(또는 전력거래소)의 수요반응 시그널에 대해서 각 고객의 EMS가 고객이 사전에 설정한 세팅에 따라 자동으로 전기사용량을 조절하게 되어 전기사용량 변경에 대한 고객의 불편을 최소화함과 동시에 수요반응 효과를 최대화하는 것이 목적이다.
한전은 이를 위해 개별 고객의 전기사용 패턴을 분석함으로써 고객이 활용 가능한 수요반응 방법과 최대 절감량 등을 맞춤형으로 제공하는 에너지 프로파일링 솔루션 개발을 추진하고 있다. 개발 성과물은 우선 정부의 국민 DR 실증을 지원하는데 활용할 계획이며, 이러한 솔루션의 수요반응 예측의 정확성을 높여, 이를 기반으로 전력수급 계획, 발전소 건설 등에도 적용하는 방안도 고려 중이다. 뿐만 아니라 전기자동차, 마이크로그리드, 분산전원 등의 보급 확산을 위한 사업모델 개발, 에너지 종합 컨설팅 서비스 사업 등에도 활용될 것으로 기대된다.

수요자원 거래시장 거래절차

5. 초전도케이블시스템

초전도케이블은 영하 180℃ 부근에서 전기저항이 사라지는 초전도체를 사용해 제작한 케이블로 기존 케이블 대비 손실은 1/2, 송전용량은 5배 이상의 능력을 갖는 저손실, 대용량 송전케이블이다. 이 초전도케이블은 현재 포화상태인 도심 지하 전력구의 증설 없이 초전도케이블로 교체하는 것만으로 대용량 송전이 가능하며, 변전소 등 설비의 추가 건설 없이도 낮은 전압으로 대전류를 송전할 수 있는 차세대 케이블로 각광받고 있다.
전력연구원은 2013년 23㎸급 초전도케이블 실계통 실증을 성공적으로 완료한데 이어 직류 초전도케이블시스템 개발에도 착수해 2014년 제주 초전도센터에서 80㎸ 500㎿급 직류초전도케이블 시스템의 실계통 실증시험을 성공적으로 마쳤다. 2015년에는 세계 최대 용량인 154㎸ 600MVA 초전도케이블시스템 개발에도 성공해 최첨단의 대용량 초전도 송전기술을 확보한 것으로 평가받고 있다. 또한, 초전도케이블 냉각시스템의 핵심기술인 극저온 냉동시스템 개발을 위해 영하 196℃에서 단일용량 4㎾급 스털링 냉동기 2대를 적용함으로써 8㎾급 냉동시스템 개발에 성공, 실계통 실증을 완료했다. 영하 200℃ 이하에서 단일용량 10㎾ 냉각능력을 갖는 극저온 냉동기시스템 개발에도 매진해 현재 성능 평가가 진행 중에 있다.
초전도 기술을 근간으로 친환경 에너지 보급 및 온실가스 감축 등 미래 전력산업 환경변화에 대응해 국가전력망의 지속적 성장을 가능하게 하는 초전도케이블시스템은 사회적 수용성이 높은 친환경 고효율 시스템으로 2030년 세계 시장 선도를 목표로 기술개발과 신산업이 추진 중에 있다. 현재 선진국에서는 기술 개발 단계를 지나, 실증 시범사업이 진행되고 있으며, 실증사업의 가속화를 통한 국내 기업 경쟁력 확보에 매진함으로써 향후 주요 기간망의 초전도 사업 확장에 대비하고 있다.
2016년에는 세계 최고 용량 AC 154㎸ 600MVA 초전도케이블 실계통 실증시험을 통한 실적 확보, 극저온 냉각시스템의 국산화 개발, 장거리 초전도케이블시스템 기술개발 등 초전도케이블 상용화를 위한 연구개발을 계속 추진할 예정이다. 또한 한전은 현재 기 개발된 23㎸급 초전도케이블시스템의 국내계통 적용을 위한 시범사업 후보지를 확정하고, 2017년 실계통 사업을 목표로 추진하고 있다.
현재 우리나라는 세계 최고 용량의 초전도케이블 기술을 보유하고 있다. 이 기술력을 바탕으로 국내 관련 기업과 협력한다면 전 세계적으로 급성장중인 세계 초전도 전력산업을 주도해 친환경 대용량 전력전송기술 확대 및 적용이 가능하게 될 것이다.

6. HVDC(직류전송) 및 차세대 대용량 전력전송 기술

AC송전기술은 변압기를 이용해 다양한 레벨로 전압변환이 가능한 장점때문에 오랫동안 전력망을 구성하는 기반이 돼왔다.
하지만, AC계통의 규모가 증가함에 따라 전력계통 운용의 안전성 및 효율성 등 AC송전이 가지는 한계를 극복할 수 있는 대안으로 HVDC 송전에 대한 관심이 증가되고 있으며, 고장전류 저감을 위한 계통분리, 장거리 대용량 전력전송, 비동기 전력계통 연계, 해상풍력 연계 등의 프로젝트에 그 적용이 확대되고 있다.
우리나라에서도 제주와 육지를 연계하는 2개의 전류형 HVDC시스템이 해외에서 도입돼 운영 중에 있으며, 현재 700㎿의 HVDC 설비용량이 2030년에는 10GW 이상으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 HVDC시스템에 대한 기술개발이 계통운영자인 한전과 HVDC시스템 제작사를 중심으로 활발하게 이뤄지고 있다.
전력연구원은 전류형 HVDC시스템을 개발해 지난 2014년 제주시 한림읍에 80㎸ 60㎿급의 DC송전이 가능한 HVDC 실증단지를 준공했다. 이를 위해 시스템 설계 및 주요 변환설비인 변환용변압기, 사이리스터 밸브, 제어 및 보호시스템 등을 국산화하는 한편 시험설비까지 구축해 개발품의 성능시험을 거쳐 현장에 설치했다. 제주 154㎸ 전력계통에 연계해 실계통 실증시험을 완료한 이 기술은 향후 500㎸급 전류형 HVDC시스템에 대한 기술개발을 통해 국내·외 HVDC사업에 대한 역량을 강화할 계획이다.
정부는 현재 HVDC를 13대 산업엔진 프로젝트로 육성하기 위해 전압형 HVDC 실증단지 구축 및 실계통 연계시험을 통해 국산화를 추진하고 있으며 한전은 실증운전에 적합한 부지를 선정해 전압형 HVDC 실증단지를 구축할 계획이다. 전력연구원은 전압형 HVDC의 성공적인 실증 운전으로 Track Record를 확보하는 동시에 전력계통 송전망의 확보를 통해 전력의 안정적인 수급과 운영신뢰도 향상을 위한 연구과제를 기획하고 있다. 또한 한전은 수도권 전력수급 문제해결을 위해 북당진-고덕 HVDC 사업을 2017년 준공 목표로 추진하고 있으며, 전력연구원에서는 HVDC시스템의 운영전략 수립, 설비 기술규격 개발 및 기자재검수 등을 통해 사업의 성공적인 추진 및 전력계통의 안정적 운영을 목표로 하고 있다.
전압형 HVDC는 전 세계적으로 성장하고 있는 기술로 송전과 동시에 무효전력의 독립제어를 통한 AC전압 유지가 가능하고, 멀티터미널의 적용을 통해 DC전력망을 구축해 전력계통의 안정적인 운영을 지원할 수 있어 HVDC 기술의 핵심이 될 것으로 전망된다.
따라서, 전력연구원에서는 국내 최초의 전압형 HVDC시스템 개발, 실증단지 구축 및 실계통 연계시험을 통해 국내 계통 적용을 통한 전력공급 안정화를 목표로 과제를 기획하고 있다.

(왼쪽 위부터) 154㎸ 초전도케이블, 23㎸ 초전도케이블, 제주 초전도센터 전경,
DC 케이블 제어시스템, DC 케이블 단말, DC 케이블 중간 접속함

7. 저탄소 청정화력발전 기술

국내 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 40% 이상의 온실가스를 방출하고 있는 화력발전으로부터 이산화탄소를 줄이는 것이 가장 큰 현안이다. 저탄소발전분야와 관련해서는 기존에 운영 중인 발전소와 신규 발전소의 이산화탄소를 감소시키기 위한 저탄소형 석탄화력과 가스터빈 기술개발 등이 진행 중이다. 기존 석탄화력에서 발생하는 이산화탄소를 저감하기 위한 방안으로는 작동유체인 증기를 고온고압화해 효율을 대폭 높일 수 있는 초초임계압 화력발전기술과 가스터빈의 입구온도를 높임으로써 복합화력발전의 효율을 높일 수 있는 고효율 가스터빈 기술이 각광받고 있다. 전력연구원은 두산중공업과 공동으로 2002년부터 초초임계압 화력발전기술 개발에 착수했고, 2008년에 세계 최고 성능을 갖는 효율 44%의 초초임계압 화력발전 기술을 확보했으며, 2016년 준공을 목표로 한국중부발전 신보령 1호기에 실증설비를 건설하고 있다. 2010년부터는 지능형 핵심설비 감시진단 시스템과 제어시뮬레이터를 개발해 국내 최초로 개발한 고성능 화력발전소를 조기에 안정화하고 상품의 가치를 높이기 위한 노력에 앞장서왔다. 이 기술은 국내에 22기 이상 설치되어 있는 기존 석탄화력 대비 4% 이상의 효율을 향상시킬 수 있는 기술로 연간 85만 톤의 이산화탄소를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.
또 전력연구원 발전연구소는 석탄화력의 효율을 50% 이상으로 대폭 향상시킬 수 있는 극초임계압 석탄화력발전기술 개발을 위해 2022년부터 500㎿급 이상의 화력발전소에 이 기술을 적용하고자 기술개발 전략을 수립하고, 관련 기술개발 연구를 2016년에 시작할 계획이다.
아울러 최근 국내 전력수급 불안정에 능동적으로 대처하기 위해 급속기동이 가능하고 친환경, 고효율성을 자랑하는 한국형 표준 복합화력 모델로 출력 250㎿, 효율 40%의 대형가스터빈 개발을 진행 중이다. 두산중공업이 설계, 제작, 고온부품 개발을, 전력연구원은 가스터빈 최적운전 및 핵심부품 시험평가를 수행하고 있다.
아울러 2016년에는 가스터빈 기반 복합발전 운전 시뮬레이터와 고온부품 최적운전주기 평가기술 개발도 추진하고 있다. 이번 기술개발을 통해 가스터빈 제어로직이 체계적으로 검증되면 복합화력 발전소 건설 후 시운전 기간을 단축시킬 수 있으며, 상업운전을 조기에 달성하고 운전 신뢰도도 증대시킬 수 있다. 또한, 가스터빈 고온부품 사용재 및 신재에 대한 제작사별/사용조건별 물성 자료 데이터베이스를 구축해 고온부품 수명 및 잔여수명평가도 수행할 계획이다. 이를 통해 고온부품의 고주기 및 저주기 신뢰성평가를 수행하고, 해석적 평가결과와 비교하면 파괴수명 및 부품에 대한 건전성평가가 가능하다.
이 같은 연구개발이 성공할 경우 우리나라는 세계 최고 성능의 화력발전기술을 보유하게 될 것이며, 이 기술력을 바탕으로 국내 관련 기업과 협력해 전 세계적으로 급성장중인 세계 화력발전산업을 주도하고 국내 온실가스 저감목표를 무난하게 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

가스터빈 핵심기술

8. 온실가스 감축 및 재활용 기술

CCS(이산화탄소 포집 및 저장)는 크게 연소전, 연소후, 순산소 연소(Oxyfuel Combustion)로 구분된다. 연소 후 포집 기술은 기존 석탄 발전소 등에서 연료를 연소해 전기를 생산한 후 발생된 최종 가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리해내는 방법이다. 대표적인 상용 공정으로는 아민계열 흡수제를 이용한 흡수 공정이 있으며, 처리 방법에 따라 습식과 건식으로 구분된다. 연소 후 이산화탄소 포집기술은 신뢰성 높은 기술이나 흡수제로부터 이산화탄소를 흡수와 탈거하는데 소모되는 에너지량을 낮추고, 흡수와 탈거 능력을 높이는 등 경제성을 향상시킬 수 있는 기술개발이 필요하다. 한편 CCUS(이산화탄소 포집 및 재활용)는 이산화탄소를 자원화 시키는 기술이다. 이산화탄소를 포집, 고농도 농축 후 경제적·환경적으로 가치를 향상시켜 재활용하는 기술로, 이산화탄소를 석회석 또는 중탄산나트륨과 같은 광물로 전환시키는 광물화, 비료를 만들기 위해 이산화탄소를 활용하는 요소합성 방법(UREA), 이산화탄소를 고분자물질로 전환시키는 고분자합성 방법(Polymer), 생물학적으로 고정시키는 미세조류 이용 방법(Algae), 가솔린 등으로 전환시키는 연료화 등으로 크게 구분한다.
전력연구원은 2000년 초반부터 석탄화력발전소 배가스로부터 CO₂를 포집하기 위한 연소후 습식 및 건식 CO₂ 포집기술을 개발하고 있다. 2003년에는 한국중부발전 보령화력본부에 아민 수용액을 사용하는 0.1㎿ 습식 CO₂ 포집설비를 설치해 성공적으로 운전했고, 이를 바탕으로 개선된 10㎿ 공정을 2013년에 설치했으며 현재 5,000시간 연속운전을 목표로 연구를 진행하고 있다. 습식 포집공정에서는 자체개발한 KoSol 시리즈 흡수제를 사용하고 있으며 에너지 소비 저감측면에서 세계 최고 수준의 성능을 확보했다는 평을 받고 있다.
이 밖에도 한국남부발전 하동화력본부에는 자체 개발한 KEP-CO₂P 시리즈 고체흡수제를 이용하는 0.5㎿ 및 10㎿ 건식 CO₂ 포집설비가 운영되고 있다. 이 기술은 국내 고유의 차세대 혁신 포집기술로서 건식기술로는 세계 최대 규모로 이 분야 기술을 선도하는 중이다. CO₂ 재활용 분야에서는 2013년부터 CO₂ 제거와 동시에 중탄산나트륨과 같은 고부가 화합물로 제조 가능한 상용급 기술을 개발하기 위한 과제에 착수했으며 폐콘크리트와 같은 산업폐기물로부터 칼슘이온을 추출하고, 탄산무수화효소를 활용해 이산화탄소의 포집속도를 100배 이상 향상시켜 최종적으로 고품위 석회석 생산에도 성공했다. 특히 저에너지 전기분해공정을 이용해 기존 Chlor-alkali법보다 70% 이상 저감된 에너지로 소금물을 전기분해함으로써 생산된 염산으로, 산업폐기물의 칼슘을 추출시킬 수 있는 공법까지 완료했다. 전력연구원은 2016년 습식 10㎿ 포집설비의 업그레이드 및 최적화를 통해 10㎿ 습식 및 건식 포집 설비의 1,000시간 연속운전을 완료할 예정이다. 이후 습식 및 건식 CO₂ 포집기술 모두 2017년까지 100㎿ 이상의 상용 패키지를 개발 완료하고 국내외 사업화 및 실증에 대비할 계획이다. 또한 전력연구원에서 개발된 CO₂ 포집기술은 장기 성능 시험을 통해 신뢰성을 입증한 후 2018년 시작되는 150㎿급 대규모 국가 CCS 실증사업에 활용될 예정이다. 동시에 2016년 중에는 CO₂ 포집 플랜트의 사업성을 높이기 위해 CO₂ 원천분리 저가 소재의 기초 조성 개발 및 탄산무수화 효소촉매 첨가 습식 흡수 기술의 타당성 등 차세대 CCS 기반기술의 개발에도 착수할 예정이다. 또한 CO₂ 재활용을 위해 2016년 50㎾급 중탄산소다 생산 파일럿 플랜트의 건설을 시작할 예정이며, 세계 최초로 저에너지 전기분해공정과 탄산무수화 효소를 활용해 고품위 석회석을 생산시킬 수 있는 10㎾ 파일럿 플랜트 공정 연구를 2016년부터 착수하는 한편, 2018년까지는 1㎿ 상용급 석회석 생산 플랜트 개념설계를 확보해 2019년 이후부터 이산화탄소 석회석 생산 상용화 공정에 활용할 예정이다.

10㎽ 습식 CO₂실증설비(보령화력)

9. 미활용열을 이용한 에너지 효율 향상 기술

산업단지나 발전소 등에서 발생하는 폐열은 대용량 고온일 경우를 제외하면 대부분 버려지고 있으나 최근에는 ORC(Organic Rankin Cycle, 유기랭킨사이클)를 통해 중저온 열까지도 전력으로 회수하거나 히트펌프를 통해 온도를 높여 난방으로 회수하는 방안이 다양하게 시도되고 있다. 이러한 미활용 열은 온도가 높지 않아 실제 적용 시 충분한 경제성을 확보하는 것이 쉽지 않음에도 불구하고 기업 측면의 에너지 비용 절감 뿐 아니라 국가적 차원의 1차 에너지 절감과 온실가스 저감이 가능해 최근에는 발전온배수 활용이 신재생에 포함(2015년 3월), REC 인정을 받을 수 있게 됐다. 이처럼 관련 제도와 법규가 개선됨에 따라 미활용 열을 효과적으로 활용하기 위한 기술개발 및 적용이 급격히 늘어나고 있다.
전력연구원은 2015년 3월 적도 지역에서만 가능했던 기존의 해양온도차발전 방식을 국내 실정에 맞게 적용한 10㎾급 해양복합온도차 발전설비를 세계 최초로 실증에 성공했다. 이 설비는 표층수와 심층수 간 온도차를 이용하는 전통적인 방식의 해양온도차 발전과 달리, 발전소 복수기에서 버려지는 대량의 배기 열과 저층수 간 온도차를 이용함으로써 우리나라와 같은 중위도 지역에서도 계절 변화와 상관없이 발전이 가능하게 했다는 것이 특징이다. 또한 배출되는 온배수를 저감함으로써 인근 해양환경에 미치는 영향을 감소시키고 하절기 수온 상승으로 인한 발전출력 저하를 방지하는 등 기존 발전소와의 융합을 통한 시너지 효과도 거둘 수 있다. 100㎾급 해양복합온도차 발전설비 개발 및 실증 과제가 올해부터 2019년까지 추진될 예정이며 향후 ㎿급 상용화 설비 개발도 계획하고 있다.
한편 발전소에서 배출되는 막대한 양의 온배수는 동절기의 낮은 온도(10~15℃)에도 불구하고 난방용 히트펌프의 열원으로서 대단히 좋은 조건을 갖추고 있다. 인근 대규모 원예단지나 양식장 등의 난방에 적용할 경우 막대한 양의 에너지를 절감할 수 있으며 이는 곧 막대한 양의 온실가스도 저감할 수 있음을 의미한다. 이를 성공적으로 적용하기 위해 전력연구원은 ‘발전온배수 활용 대규모 냉난방시스템 개발 및 실증과제’를 2019년까지 추진할 계획이다. 발전온배수를 활용한 최적의 냉난방시스템 개발을 통해 열 수용가의 에너지 소비는 1/4 이하로, 에너지 비용은 1/2 이하로 줄임으로써 인근 농어업 생산 경쟁력을 높이는 동시에 온실가스의 획기적 감소가 기대된다.
따라서 최근 정부에서는 관련 제도와 법규를 지속적으로 정비하고 있으며 전력연구원 미래기술연구소는 이러한 상황과 정부의 정책에 즉시 부응해 미활용 열을 활용한 2 Track(전력생산, 유효 열 생산) 최적 기술개발로 국가적 차원의 합리적 에너지 이용과 1차에너지 절감 및 온실가스 저감 뿐 아니라 열 수용가 난방비 절감을 통한 경쟁력 향상에도 크게 기여한다는 방침이다.

세계 최초 해양 복합 온도차 발전 Pilot Plant

10. 저탄소 미래사회 모델, 스마트시티 기술

스마트 시티(Smart City) 기술이란 신재생에너지와 향상된 에너지 효율화(Energy Efficiency) 기술의 기반위에 정보통신(ICT) 기술을 통한 도시자원의 통합관리와 향상된 서비스를 제공해 자원소비와 운영비용을 줄이는 융·복합 기술을 의미한다. 현재 도시지역은 전 세계 면적의 2%만을 점유하고 있지만, 인구의 절반이 거주하면서 약 75%의 에너지를 소비하고 있으며, CO₂의 약 80%를 배출하는 등 세계적으로 자원의 소비가 도시에 집중돼 있다. 2050년에는 약 70%의 인구가 집중되고, 도시화율(Urbanization Rate)은 약 67%에 달할 것으로 예상된다.
전력연구원은 스마트 시티 기술을 통해 도시화에 따른 도시 인프라 부족 및 지구온난화 위기를 해결하고, 향상된 도시 서비스를 통해 도시 경쟁력을 향상시키며, 궁극적으로는 지속가능한 저탄소 미래사회를 구현하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 그동안 수행해왔던 신재생에너지 및 에너지 저장기술, 스마트 배전망 운영기술, 마이크로그리드 기술 및 소프트웨어 플랫폼 기술 등을 융합해 스마트 에너지 시티의 기반 플랫폼과 에너지 서비스를 개발하고 이를 통해 신규 비즈니스 모델 수립에 나설 계획이다.
한전에서 추진하는 스마트 시티 프로젝트는 광주·전남 혁신도시인 빛가람 에너지밸리를 대상으로 구축되는데, 여기에는 에너지 공급요소로 태양광, 풍력, 연료전지 및 바이오 등 다양한 신재생에너지가 포함되어 있고, 수요 요소로 건물 에너지 효율화 솔루션인 스마트그리드 스테이션(Smart Grid Station)이 한전 및 에너지 공기업을 중심으로 구축된다. 또한, 에너지 저장요소로 각각 수요반응(DR)과 배전선로용 에너지저장장치가 구축되며 전기자동차 충전 인프라가 연계될 전망이다. 이를 통합해 도시 에너지 자원의 효율적인 운영을 위한 스마트 시티 통합 운영시스템도 개발·실증을 준비하고 있다.
스마트 시티 통합 운영 시스템은 도시 내·외부의 에너지 자원을 관리하기 위해 확장성과 상호운용성(Interoperability)이 확보된 개방형 데이터 및 서비스 플랫폼을 구성하고, 여기에 통합 에너지 표준정보 모델과 빅데이터 응용 서비스가 더해진다. 또한 분산에너지 자원을 통합한 도시단위의 에너지 관리 기능과 탄소배출 관리 기능 및 도시 공공 서비스를 통해 에너지 비용 절감, CO₂ 감축 등을 목표로 하고 있다. 이를 위해 통합 운영플랫폼 고도화, 에너지 통합 운영 지능화 및 시티 확산 모델 및 에너지신사업모델을 발굴해 에너지신산업 생태계 구축에 나선다는 계획이다. 스마트 시티 통합 운영시스템은 총 36개월 동안 설계, 개발, 구축 및 실증의 세부 단계를 거쳐 개발을 준비하고 있다. 2016년도에는 나주혁신도시의 스마트 시티 내에 신재생에너지 도입 마스터플랜이 수립되고, 기술적·경제적으로 신재생에너지를 효과적으로 통합하여 도시단위 에너지자원을 효율적으로 운영해 수자원, 가스, 열 등 외부자원들까지 확장·수용할 수 있는 도시자원 통합 운영 플랫폼 및 시스템의 설계가 중점적으로 수행될 예정이다. 또한 이러한 스마트 시티 통합 운영을 통한 신규 사업모델의 기본 설계도 이루어질 전망이다.
스마트 시티는 우리나라가 향후 신기후체계에 적극 대응하고, 비즈니스 모델의 혁신을 통해 새로운 에너지신산업을 창출할 수 있는 기반이 될 것으로 기대된다. 또한, 에너지 사용자들은 이를 통해 저렴한 에너지를 효율적으로 사용하고 향상된 다양한 도시 에너지 서비스를 누릴 수 있을 것이다.

스마트시티 추진 필요성

11. 전력설비 사물인터넷(IoT) 및 스마트센싱 기술

전력산업분야의 IoT 기술은 전력과 IoT 기술을 융합해 글로벌 에너지신산업 시장을 주도하는 것에 목적을 두고 있다. 최근 전력회사에서 IoT와 스마트센싱에 큰 관심을 갖는 이유는 전력설비로부터 IoT센서의 전원을 쉽게 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 설비유지보수 기술을 가지고 있어 타 분야에 비해 경쟁력이 크기 때문이다. 현재 빠른 속도로 IoT 응용분야가 새롭게 등장하고 있지만 이 기술을 채택해 확산하는데 여러 가지 장애 요소들이 있다. 통신, 데이터 처리, 서비스, 미들웨어 등과 같은 표준이 제정돼 있지 않고, 유럽이나 북미의 국가에 비해 IoT 기술을 실험하고 검증할 수 있는 인프라가 부족하기 때문이다.
이에 대해 한전은 스마트 에너지 사업자의 사회적 책임을 다하고 전력에너지 신서비스를 창출하고자 개방형 사물인터넷(IoT) 환경을 조성하는 사업을 진행하고 있다. 대구와 광주지역에 약 1,000여 개의 무선센서 노드 및 260여 개의 게이트웨이 규모로 IoT 기반의 전력설비 자가진단 솔루션을 시험할 수 있는 테스트베드를 구축했으며 테스트베드에 설치한 무선센서는 수량이 많고 유지보수 비용이 많이 소요될 수 있기 때문에 저전력, 초소형으로 개발됐다. 무선통신은 블루투스 프로토콜을 기반으로 하고 있고, 상위단의 센서노드 또는 게이트웨이로 통신하도록 구성했다. 전력연구원은 2016년에는 전북 고창의 전력실증시험장과 연계해 테스트베드의 규모를 확장하고, 다양한 무선통신 방식을 수용해 확장성을 높일 예정이다. 테스트베드는 상호호환성, 센서노드의 유지보수, 교체, 버그수정 및 소프트웨어 플랫폼 최적화 등에 관한 기술 개발에 이용되며 향후 IoT를 우리나라의 신성장동력으로 발전시키고 IoT 생태계를 구축하는데 기여한다는 방침이다. 또 IoT를 시설환경이 상대적으로 취약한 지중 전력설비에 적용해 누전감시, 온도감시, 전력량 감시, 지반침하, 침수상태 등을 감시하는 한편, 현장의 안전사고 예방을 위해 공사현장의 안전관리, 진단정보를 실시간 전송 및 판단하고, 재해재난 복구 관제기능이 가능한 시스템으로 발전시킬 계획이다.
더불어, 스마트센서를 전력설비 현장에 사용하는데 걸림돌이 되는 장기신뢰성과 저전력화, 센서네트워크 최적화 등도 연구·개발할 예정이다. IoT 기술은 에너지신산업을 창출하기 위한 기반 기술로, 표준화 및 선진형 전력 IoT 모델 등 글로벌 사업화를 통해 국가 IoT 산업 생태계 조성을 선도할 것으로 보인다.
나아가 전력설비 현장뿐만 아니라 주변 환경 데이터를 수집하고 빅데이터를 처리, 분석해 정부3.0 취지에 맞도록 공공정보 제공의 책무를 다해 국민생활에 실질적인 도움을 줄 예정이다.

스마트센서 및 전력 IoT 기술의 전환, 전력설비 IoT 구성 

출처. 한전 전력연구원

르노-제주도, 전기차 선도도시 조성 나선다
- 원희룡 제주도지사, 유럽 전기차 판매 1위 르노 본사에서 제롬 스톨 부회장 만나

원희룡 제주특별자치도지사는 지난 12월 3일(목) 프랑스 파리 소재 르노 자동차 본사를 방문하여 제롬 스톨 부회장을 만나 제주의 전기차 선도도시 추진에 적극 협력해 줄 것을 요청했다. 제롬 스톨 부회장은 “전기차 시장으로 한국은 매우 매력적이며, 특히 제주의 전기차 보급정책에 주목하고 있고, 제주 전기자동차 선도도시 조성에 적극 협력할 의사가 있다”고 밝혔다.

원희룡 도지사는 세계 유일하게 순수 EV(Electronic Vehicles)만을 대상으로 하는 엑스포로서, 2014년부터 개최되고 있는 제주 국제전기자동차 엑스포에 르노그룹 차원의 지원을 협의했다. 2016년 엑스포 행사에 르노 자동차 회장의 개막식 참석과 기조연설 그리고, SM3 Z.E 신모델을 제주 엑스포에서 공개 출시하여 새로운 전기차종으로 전시 참여 등 전기차의 대중화를 위한 역할을 당부했다.

또한, 제3회 국제 전기자동차 엑스포의 성공적인 개최와 전기차 확산, 그리고 르노 그룹의 전기차 마케팅을 위해서 르노 그룹사에서 운영중인 ‘포뮬러 E 데모팀’의 제주시연을 요청했다.

한편 유럽에서 인기를 끌고 있는 르노의 초소형 전기차 ‘트위지’를 시승한 원희룡 도지사는 “트위지가 매우 실용적이고 활용도가 높다”며 “제주는 환경, 인프라 접근성으로 전기차의 글로벌 테스트베드로서 최적의 조건을 갖추고 있어 트위지가 한국에 진출할 때, 제주를 시험무대로 활용할 것”을 제안했다.

아울러 향후 전기차 폐배터리를 활용한 다양한 사업이 제주에서 가능하며, 폐배터리를 가정용 에너지저장장치(ESS)로 재활용하는 사업 등 제주도와 르노가 프로젝트 진행을 공동으로 진행하는 것에 공감했다. 한편 제주는 시험무대로서 환경 제공과 활용방안을 마련하고, 르노가 기술개발을 진행하면 시너지 효과가 배가되어, 새로운 그린빅뱅의 사업모델이 될 것으로 예상된다.