전기자동차 사업 추진 배경

에콰도르는 정제유(휘발유/경유) 및 가스에 대한 보조금을 지급하고 있다. 산유국임에도 불구하고 정제설비 부족으로 인해 대부분의 정제유 및 가스 수입 의존도가 높기 때문이다. 또한, 현재 지속되는 저유가 및 유류보조금 지급으로 인한 국가재정 악화가 큰 사회문제가 되고 있다. (원유수출이 국가재정의 30% 차지)
그러나 정치적인 부담으로 인해 유류 보조금 삭감을 시도하기는 어려운 상황이며, 대신 유류 및 가스 소비를 줄이는 방향으로 정책을 추진 중이다. 현재 적극 추진되는 인덕션레인지 교체사업은 가스보조금을 줄이는 대신, 전력 사용을 늘리는데 목적이 있다.
에콰도르는 7개의 수력발전소건설 프로젝트를 진행 중이며, 3개의 수력발전소가 2016년부터 운영돼 1년에 2만 4,000GW/h의 전기를 공급할 예정이어서 충분한 전력 공급이 가능할 것으로 보인다. 에콰도르 전력협회(Conelec)의 통계에 따르면 2014년에 1만 8,600GW/h의 전기를 소비한 것으로 나타나 초과공급이 예상되며, 주변국으로의 전력 수출도 꾀하고 있다고 전했다. 전 생산고용부 장관 리차드 에스피노사(Richard Espinosa)는 Ecuador TV 인터뷰를 통해 연간 1만 5,000대의 전기자동차 판매 목표를 세웠다고 밝혔다.

전기자동차 사업 동향(인프라 사업 중심)

에콰도르 정부는 지난 2월 전격적으로 전기차 활성화를 위한 법령을 공포했으나 아직까지는 법적체계, SW, HW 등 정비해야 할 내용이 많다고 발표한다. 또한, 이 프로젝트를 추진했던 전 생산고용조정부(MCPEC)장관이 사회보장청(IESS)으로 자리를 옮기고, 신임 장관 취임 후 사업 추진이 잠시 숨고르기를 하는 상황이다.
생산고용조정부에서도 내부적으로 전기차 사업에 관련 보고서를 준비하고 있다. 현재 생산고용조정부에서 유관 기관들과 함께 전기차 관련 사업에 대한 제도적 장치를 마련하고 있다고 전했다. 전력관리청인 ARCONEL이 프로젝트를 주도를 하게 될 것이며, 그 이외에도 교통관리청(ANT, 자동차 안전 검증), 전력부(ARCONEL 상위부처), 환경부(환경기준 검증), 국립표준원(INEN), 관세청(SENAE), 지방자치단체(GADs) 등이 본 프로젝트에 관여하고 있다.
생산고용조정부는 기획조정부서이므로 어느 정도 본 프로젝트가 궤도에 올라가면, 질적인 업무는 전력관리청(ARCONEL)과 교통관리청(ANT)에서 수행하게 될 것으로 예상된다.
현재 전기차 충전소 사업에 외국계 기업 3개사가 관심을 가지고 유관기관과 접촉했다고 하며, 또한, 기존의 주유소에 충전소를 같이 설치하는 안을 검토 중이다.
주유소 업자협회와도 회의를 가졌으며, 이에 대한 긍정적인 의견을 교환 중이다. 하지만 안전성 문제 검증이 필요할 것으로 보인다. 관련 법령 정비는 UN 경제사회이사회 산하, 세계자동차기술기준조화포럼에서 제정한 R100, R101을 준용해 마련 중이며, 그 이외 충전소 설치에 필요한 각 지방자치단체의 조례 등이 제정될 예정이다.

전망 및 시사점

현재 주무기획부서의 장관 교체 이후 잠시 전기차 프로젝트가 정체된 상황이다. 그러나 내부적으로는 제도적 장치 마련, SW, HW 등에 대한 정보 수집 및 사업추진 전략을 고심하고 있다. 현재 에콰도르 정부에서는 전기차 사업(차량, 배터리, 충전소 인프라)에 대한 국제협력을 요청하고 있으므로, 사업초기 구상단계에서부터 우리 측의 적극적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.

올해 전기차 100대 민간 보급

 - 역대 최대 규모, 5월 20일까지 기업, 유통업체, 일반시민 대상 공모

광주광역시는 2015년도 전기자동차 100대를 민간에 보급키로 하고 4월 24일부터 대상자를 모집한다고 밝혔다.
보급 대상은 공고일 현재 광주시에 거주하며 전기자동차 운행을 희망하는 중·소기업, 유통업체, 일반시민이며, 신청을 받아 추첨을 통해 보급할 계획이다.
전기차 보급 희망자는 오는 5월 24일까지 시 홈페이지(누리집 www.gwangju.go.kr) 고시·공고에서 신청서식을 내려받아 작성한 후 광주시 자동차산업과(062-613-3932)에 직접 방문해 제출하면 된다.
시는 충전기 설치가 가능한 전용 주차장을 확보(임차 가능)하거나, 전용 주차장이 없어도 지난해까지 보급한 완속충전기를 공동으로 사용하는 경우, 이동형(모바일)충전기를 선택하는 경우에도 보급할 계획이다. 공동주택은 관리사무소의 전기자동차 충전기 설치 승낙서를 첨부해야 한다.
시는 차량 1대당 국비 1500만 원과 시비 300만 원 등 보조금 1800만 원을 신청자가 구입하는 전기차 제작·판매사에 직접 지원하고, 완속 충전기 1대를 설치해 준다.
대상자로 선정된 시민은 기아자동차 Ray와 쏘울, 르노삼성 SM3, 한국지엠 스파크, BMW i3 중 희망하는 전기자동차를 선택해 운행할 수 있다.
전기차는 구입일로부터 2년간 타인에게 판매할 수 없다. 전기요금은 매월 기본요금 1만9120원과 함께 충전에 따른 전기 요금이 부과된다. 한 달 평균 1,000㎞를 주행할 경우 기본요금을 포함해 최대 5만 7,280원이 발생해 내연 기관 자동차 유지비의 20% 정도면 전기차를 운행할 수 있다.
한편, 광주시는 지난해까지 민간부분에 전기차 80대를 보급했다.

전기자동차(EV), 5년간 25배 더 늘어난다

 - 금년 454대 ⇒ 2020년 11,600여 대로

경남도는 쾌적한 대기환경 조성과 에너지 절약을 위해서 2016년부터 2020년까지 공해 없는 전기자동차 11,210대를 보급할 계획이다. 특히, 민간 보급 활성화를 위해 국비 1,681억 원, 지방비 333억 원 등 총 2,014억 원을 투자한다고 밝혔다. 앞으로 5년간 보급 할 전기자동차 11,210대는 보급사업이 시작된 2011년부터 2015년까지 누적 량 454대 보다 25배가 많은 것으로 환경부 보급목표 20만 대의 5.8%에 해당한다.
도는 그동안 정부에서 전기자동차 선도도시로 지정된 전국 10개 지자체(경남도는 창원시 해당) 위주로 전기자동차 보급정책을 추진해 온 결과 경남도는 창원시 외 지역의 전기자동차 보급과 충전인프라 구축 확대에 애로를 겪어왔던 것으로 알려졌다.
이번 계획으로 전기자동차 보급 사업이 전 시군으로 확대되게 되었다면서, 특히 민간보급 물량이 11,098대(전체 보급량 대비 99%)로서 도민의 수요 욕구를 해소할 수 있을 뿐 아니라, 전기차 통행 주요 거점지역에 정부에서 직접 설치하는 공공 급속충전인프라 구축에도 탄력을 받을 수 있을 것이라고 기대했다. 이를 통해 그간 부족한 공공 급속충전시설로 겪어왔던 도민 불편사항이 점차 해소되고, 도내 장거리 운행과 생활권내 안심충전 환경이 조성되면 더욱 많은 도민이 전기차를 이용하게 되는 선순환 구조가 정착되어 2020년에는 경남도가 명실상부한 전기자동차 선도지역으로 발돋움 할 수 있을 것이라고 전했다.
강동수 경남도 환경정책과장은 “공해 없는 전기자동차 보급 확대의 성공적 추진을 위해서는 '16년도가 5개년 계획의 목표달성 여부의 중요한 시발점인 만큼 전기자동차 보급사업이 차질 없이 추진될 수 있도록 중앙부처 방문 등 국비확보에 만전을 다해나가겠다”고 밝혔다.

국내외 전기차 산업의 명실상부한 세계 전시회 

‘세계 전기자동차 학술대회 및 전시회’ 개최! 

제28회 세계 전기자동차 학술대회 및 전시회(EVS 28)가 5월 3일(일)에서 6일(수)까지 경기도 고양시 킨텍스 제 2전시장에서 개최돼 화제를 낳았다.
‘e-Motional Technology for Humans’ 이라는 주제 하에 열린 이번 행사는 부산에서 개최된 제19회 대회에 이어 한국에서 두 번째로 마련됐으며, 45개국 1,000여 명이 참석해 친환경, 미래지향적 교통수단으로써 전기자동차에 관한 다양한 이슈를 공유했다는 평이다.

전기자동차 기술을 선도하는 글로벌 기업들이 한 자리에

‘e-Motional Technology for Humans’를 주제로 5월 3일부터 6일까지 경기도 고양시 킨텍스 제2전시장에서 열린 EVS 28은 세계전기자동차협회(WEVA)와 아시아태평양전기자동차협회(EVAAP) 주최, 한국자동차공학회(KSAE) 주관, 북미전기자동차협회(EDTA)와 유럽전기자동차협회(AVERE) 협력, 환경부, 산업통상자원부, 미래창조과학부, 국토교통부 후원으로 개최됐다.
EVS28은 전기자동차 기술을 선도하는 글로벌 기업들을 한 곳에서 만날 수 있는 세계 최대의 전기자동차 행사로, 친환경과 지속가능성을 화두로 글로벌 자동차 시장의 전기자동차 트렌드 및 기술 진보를 한 눈에 확인할 수 있었다는 평을 이끌어냈다.
특히, 이번 전시회는 전 세계 45개국에서 전기자동차 전문가 및 관계자 1천여 명이 참석해 전 세계 144개 기업, 406개 부스를 선보였다. 전시 업체 중 56%가 해외 업체로 국내 전기자동차 관련 기업들에게 해외 시장 개척의 기회를 제공했다.

전기자동차 전문인들, 개막식 참석으로 자리를 빛내…

개막식에는 윤대성 EVS 28 전시후원 위원장, 홍승표 경기관광공사 사장, 만도 김경수 기술 총괄 사장, 타케히코 키쿠치(Takehiko Kikuchi) 한국닛산 사장, 이우종 LG전자 사장, 래리 니츠(Larry T. Nitz) GM 부사장, 세르지오 호샤(Sergio Rocha) 한국지엠 사장, 남경필 경기도지사, 김무성 새누리당 대표, 선우명호 EVS28 대회장, 윤성규 환경부 장관, 서상기 새누리당 국회의원, 김학용 새누리당 국회위원, 한문식 한국자동차공학회 회장, 이기상 현대기아자동차 전무, 질 노만(Gilles Normand) 르노 아시아 태평양 지역 부회장, 프랑스와 프로보(Francois Provost) 르노삼성자동차 사장, 브리타 제에거(Britta Seeger) 메르세데스-벤츠 코리아 사장, 조에리 드 리데르(Joeri de Ridder) 유럽전기자동차협회 회장 등 전기자동차와 관련한 정부 및 산학연 인사들이 참석해 더욱 자리를 빛냈다.

관람객들을 위한 전기차 시승 행사로 더욱 다채롭게!

이번 행사에서는 관람객들을 위해 전기차를 체험할 수 있는 Ride & Drive 시승 행사를 개최했다. 시승식에서 소비자들은 GM 스파크, 기아자동차 쏘울, 르노삼성 SM3 Z.E., 르노 트위지, 닛산 리프, BMW i3, 파워프라자 피스, Share’N Go가 선보인 Shandong Xindayang 전기자동차, 만도 풋루스, 이탈로 오토사이클스(ITALO OTOCYCLES)가 출시한 전기자전거, 그리고 CM파트너의 썬바이크 전기오토바이를 체험할 수 있었다. 한편, 이번 행사와 관련해 EVS 28의 관계자는 “전 세계 전기자동차 산업기술의 현재와 미래를 함께 만들어나가는 자리가 될 것”이라고 전했다.

세계 전기자동차 학술대회 및 전시회  www.evs28.org

캘리포니아 리버사이드 대학 Bourns 공과대학의 과학자들이 리튬-이온 전지에 사용될 수 있는 스펀지와 같은 실리콘 나노섬유를 포함한 새로운 재료를 개발했다. 이 재료는 사람의 머리카락 보다 100배 가늘고 리튬-이온 전지의 무게당 공급될 수 있는 에너지의 양 또는 비에너지(Specific Energy)를 크게 향상시키는 것이 가능해 개인 전자제품 및 전기자동차에 사용되는 전지를 포함하여 많은 분야에 응용될 수 있는 잠재성을 가지고 있다.
연구원들은 “나노섬유를 전기방사법으로 만들었으며 이때 20,000~40,000 전압이 노즐과 회전 드럼 사이에 적용됐다”며, “노즐은 주로 반도체 산업에 종종 사용되는 일종의 화학물질인 Tetraethyl Orthosilicate(TEOS)를 포함하는 용액을 방사했고, 나노섬유들은 실리콘 섬유 구조를 만들기 위해 마그네슘 증기에 노출됐다”고 밝혔다.
실리콘 나노와이어 혹은 탄소 나노튜브와 같이 화학증착을 사용해 성장한 이음새가 없는 재료들은 단지 소량으로 제조됐으나, 전기방사법은 단 한 번으로 몇 그램의 실리콘 나노섬유를 성공적으로 제조가 가능하다. 이는 금속 전류 수집기와 비활성인 고분자 결합제를 사용을 하지 않고 에너지 밀도가 높은 재료인 실리콘으로 전환하는 것을 통해 전기 자동차에 사용할 수 있는 정도로 크게 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 뜻한다.

독일 정부, 전기자동차 충전 인프라 확대 계획 추진

독일 정부는 2020년까지 총 100만 대의 전기자동차 보급 계획을 추진중이나, 2015년 초까지 등록된 전기자동차수는 1만 2,000대에 불과한 수준이다.
이에 독일 정부는 전기자동차 충전 인프라 구축을 전기자동차 보급 확대를 위한 중요한 전제조건으로 삼고, 독일 내 충전 인프라 확대에 높은 관심을 가지고 추진중이다.
독일국가전기자동차개발플랫폼(NPE: Nationale Plattform Elektromobilitat)은 현재 독일 내 소재한 공공 전기자동차 충전시설이 4,800개에 이르는 것에 비해 급속 충전시설의 수는 100여 개에 불과하며, 이외 각 가정이나 작업장에 설비된 시설이 존재한다고 밝혔다.
독일 정부는 향후 주요 도시와 고속도로상 공공 충전인프라를 큰 폭으로 확장할 것이며, 2020년까지 7,000개의 급속 충전시스템과 2만 8,000개의 일반 충전시설 설비를 목표로 하고 있다고 발표했다. 급속 충전시설은 수 분 내에 충전이 가능한 시스템이며, 일반 충전시설의 경우 충전 완료에 몇 시간이 소요된다.
아울러 2014년 3월 26일 EU는 전기자동차 충전 플러그 관련 통합시스템을 도입하기로 결정했으며, 독일 규격 Type 2(이른바 ‘Mennekes-플러그’로 통칭)가 유럽통합 규격으로 채택됐다. 현재 유럽 의회, EU 집행위, EU 회원국 내 합의가 이뤄진 상황으로 향후 관련 법규가 발효될 예정이다.

■ 전기자동차 충전 케이블과 충전 플러그 Type 2

출처. Handelsblatt

EU, 유럽 내 전기자동차 충전 인프라 신설 계획에 박차

EU는 최근 네덜란드, 덴마크, 스웨덴, 독일을 잇는 주요 고속도로를 따라 공공 전기자동차 충전시설을 마련해 나가기로 결정했다. 이를 위해 EU는 유럽 교통지원프로그램 ‘범 유럽 네트워크(TEN-T)’ 예산 중 400만 유로를 지원하기로 했으며, 총 소요예산은 840만 유로 규모에 이를 것으로 추산된다.
2015년에는 EU 내 총 155개 충전소가 신설될 예정으로, 이 사업은 독일 프랑크푸르트에 소재하는 VDE(독일전자?전기?정보기술협회, Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.) 시험 인증연구소 VDE Pruef- und Zertifizierungsinstitut GmbH가 수행하게 된다.
또한, EU 프로젝트는 상호운용성에 대한 연구와 지속 가능한 인프라 및 네트워크 계획을 위한 프레임 구성과 관련한 연구도 함께 수행하게 된다. 우선적으로 시범 프로젝트 차원에서 총 155개의 충전소가 주요 고속도로를 따라 신설되는데, 네덜란드 내 30개, 덴마크 내23개, 스웨덴 내 35개, 독일 내 67개가 설치될 예정이며, 오는 2015년 12월에 종료될 계획이다.
이러한 전기자동차를 위한 새로운 인프라 설비는 북 유럽 내 전기자동차 이용 확대를 가속화하는 데 기여할 것으로 예상되며, 무엇보다 기타 유럽 국가에 모범 사례가 될 것으로 기대를 모으고 있다.

■ Mennekes사의 충전플러그

출처. Handelsblatt

전망 및 시사점

독일의 전기자동차 보급 계획과 아울러 독일 규격을 토대로 한 시스템 Type-2 플러그의 유럽 통합규격 채택은 독일 산업정책의 성과로 평가되고 있으며, 향후 한국 완성차 기업 역시 유럽시장 출시용 전기자동차 모델 계획시 사전 반영이 필요할 것으로 판단된다.
EU 내 전기자동차 충전 인프라 구축을 통해 향후 전기자동차 이용률이 더 확대될 것으로 전망되는 가운데, 이러한 일련의 조치는 한국 전기자동차 모델 및 관련 부품기업의 시장 판로 개척에도 직?간접적으로 기폭제가 될 것으로 기대된다.

정부가 제주지역의 전기자동차 보급사업을 본격 추진한다.
에너지관리공단은 전기자동차 배터리 리스사업을 시행한다고 밝혔다. 이를 위해 오는 3월 9일까지 전기차 배터리 리스사업을 운영하려는 기관을 대상으로 리스사업자를 모집한다.
이번 사업은 버스·택시·렌터카 업체가 전기차 구매 시 배터리를 제외한 차량본체 가격만 지불해 초기 투자비용을 낮추고, 배터리 리스사업자가 배터리 관리 및 충전서비스까지 제공하는 방식이다.
사업 대상은 전기차 보급이 용이한 제주지역의 버스·택시·렌터카들이며, 운송업체가 연료비 절감액의 일부를 배터리 리스비용으로 지불한다.
사업기간은 올해부터 2017년까지 3년간이고 도내 전기버스 119대, 전기택시·렌터카 1,000대 보급을 목표로 264억 원(국비 132억 원, 지방비 132억 원)이 투입될 예정이다.
신청 자격은 전기차 배터리 리스사업을 운영하는 기업으로, 사전에 버스·택시·렌터카 회사의 전기차 도입수요를 충분히 확보해야 한다.

CLS(Canadian Light Source)의 과학자들은 고에너지 및 보다 개선된 충전속도를 가진 값싼 물질을 이용하여 전기자동차(Electric Vehicles, EVs)용 배터리에 적용하고자 노력하고 있다. 도로상에서 현재 일반적으로 운행되고 있는 내연기관 자동차를 전기자동차로 변경하는 일은 순조롭게 진행되고 있다. 그러나 전기차는 한정된 에너지 저장 능력으로 제한된 거리만을 운행할 수 있기 때문에 대중화가 지연되고 있다.

CLS와 웨스턴대학(Western University) 연구진은 나트륨-에어 배터리(Sodium-air Battery)의 반응역학 및 재충전을 다루는데 있어 큰 진전을 이루었다. 연구진은 나트륨-공기 배터리 시스템, 화학조성 및 충전 관련 행동을 이해하는 것은 전기자동차에 적합한 배터리를 생산하는데 기여할 것으로 보고 있다. 웨스턴대학의 Xueliang Sun 박사는 “금속-공기 셀은 일반 리튬이온 배터리(Lithium-ion Battery)와 다른 화학반응으로 작동하며, 오히려 휘발유와 같은 연료와 경쟁하는 것이 더 적합하다고 할 수 있다. 높은 에너지밀도(Energy Density)를 가진 새로운 충전가능 배터리 시스템을 개발하는 일은 전기자동차의 주행거리를 향상시키고, 보다 실용적으로 활용할 수 있도록 도와준다”고 말한다. 그리고 “즉 높은 에너지 밀도의 배터리 시스템은 온실가스 배출 및 기후변화 문제를 해결하기 위한 재생가능 에너지원 활용에 기여할 것”이라고 덧붙였다.

연구진은 실험을 통해 다양한 물리화학적 조건 하에서 나트륨-공기 배터리로부터 얻어지는 다양한 방전물질에 대해 연구하였다. 방전물질에는 과산화나트륨(Sodium Peroxide)이나 초과산화나트륨(Sodium Superoxide)이 포함되어 있다. 이러한 방전물질을 이해하는 일은 각기 다른 산화물들이 다른 대전전위(Charging Potentials)를 보여주기 때문에 배터리 셀의 충전 사이클에 매우 중요하다고 할 수 있다. 이번 실험은 CLS VLS-PGM 빔라인의 X선을 활용하여 이루어졌다. CLS의 Xiaoyu Cui 박사는 “연구진은 산화나트륨의 각기 다른 상태를 확인하기 위해 표면감응기술(Surface Sensitive Technique)을 활용하였다. 또한 셀의 운동역학적 변수를 변화시켜 생성되는 물질의 화학조성 변화를 모니터링하였다. CLS에서 얻어진 데이터는 가설을 확신하는데 도움을 주었다”고 설명하였다.

연구진은 지금까지 몇 안되는 연구만이 나트륨-공기 배터리 시스템에 대해 다루었으며, 이들 연구도 셀의 화학반응에 대한 이해는 제한적이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 Energy and Environmental Science에 발표되었다. 논문의 저자는 연구결과가 나트륨-공기 셀의 화학작용을 이해하는데 도움을 줄 것이며, 이를 통해 개선된 충전속도 및 에너지 효율이 가능할 것으로 믿고 있다.

Sun 박사는 “지난 10년간 높은 에너지 밀도를 가진 재충전가능한 금속-공기 배터리에 대해 연구가 이루어졌으나 현재 전기자동차의 수요를 충족시킬수 있는 실용적인 고에너지 배터리 시스템까지는 아직 먼 길을 가야 한다. 연구진은 에너지밀도와 수명을 개선하기 위해 다양한 배터리 시스템을 위한 새로운 물질을 개발하고 있다. 금속-공기 배터리는 리튬이온과 같은 배터리 시스템과 비교했을 때 경제성이 우수하다. 특히 나트륨-공기 배터리는 관련 소재를 풍부한 천연자원에서 확보할 수 있기 때문에 가격면에서 효율적이라 할 수 있다”고 말했다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

전자자동차가 그리드에 연결될 때, 전력을 소비하는 의미로 충전 모드로 항상 있을 것이다. 그러나 이는 큰 배터리로 역할을 하고 필요 시 그리드로 전력을 주입하는 방전 모드로 전기자동차가 작동하도록 역할을 할 수 있다. 몇 가지 최근 연구는 자동차에서 그리드(V2G) 소자들로 작동하는 플러그인 전자 자동차 (PEV)가 이 재생 에너지 원의 백업 전력, 전력 정규화, 로드 균형 등 그리드를 위한 혜택들을 제공할 수 있다는 것을 보였다.

최근 새로운 연구에서 연구원들은 그리드를 위한 전력원으로 PEV를 이용하는 또 하나의 잠재적인 장점을 발견했다. 그들은 그리드가 대형 장애에 도달할 때 안정화를 증가시킬 수 있다. 대형 장애들은 갑작스러운 로드 변화와 라인 트리핑(tripping) 등 광범위한 문제들에 의해 초래된다. 그들의 부정적인 효과들 중 민감한 가전제품들을 손상시킬 수 있다. 만약 특정 시간 내 해결되지 않는다면 그 시스템은 안정한 작동을 재개할 수 없을 것이다.

마케도니아 스코페 마케도니아 과학과 예술 아카데미와 다른 대학들의 연구원들은 New Journal of Physics 최근호에 그들의 발견들을 게재했다.

연구원들의 설명에 따르면, 지난 세기 두 가지 매우 큰 에너지 전환 시스템의 발전을 보았으면 그들은 전기 유틸리티 시스템과 경자동차 (소형 자동차, 밴, 경량 트럭 등)이다. 두 시스템들이 분리되어 발전되었지만, 전기 자동차 이용의 증가는 그들이 이 세기 내 얼마의 수준에서 합쳐질 것이라는 것을 의미한다. 또한 모든 자동차들은 휴대 저장 시스템으로 고려될 수 있으며 미국 내 전체 전기 발전 시스템의 전력 용량보다 약 24 배 더 큰 전체 전력 용량을 가질 수 있다. 2020년까지 PEV는 기본적으로 어떠한 자체 저장 없는 그리드로 특별한 혜택들을 잠재적으로 제공할 수 있도록 미국 내 모든 자동차들의 1~2%로 추산될 것으로 기대된다.

전력 그리드와 전기 자동차들은 매우 상호 보완적이고 특히, 전기 자동차들은 재생가능 에너지 원들이 미래 전기 전력 그리들들을 주도할 때 큰 문제가 나타날 수 있는 전력 그리드 과도 안정성을 향상시킬 수 있을 것이라고 스코페 SS 시릴과 메토디오스 대학과 UC 샌디에고의 교수인 논문 공저자 Ljupco Kocarev 박사가 전했다.

새로운 연구에서, 연구원들은 PEC들이 대형 장애들에 빠르게 대응하여 전력을 그리드로 정규화하는 조절 전략을 개발했다. 뉴잉클랜드 전력 시스템의 시뮬레이션에서, 2020년 뉴잉글랜드 내 총 경 자동체 중 1%로 추산된 개별 50,000 PEV들은 10 kW의 최대 비율에서 그리드와 전기를 교환할 수 있는 능력을 가진다.

전용 고속 고대역 에더넷 케이블을 이용하여 PEV들은 10-20 밀리초 내 발전기들에서 정보를 받을 수 있다. 발전기들의 터빈 속도 감소는 전력 감소를 알려주고 이에 따라 PEV들은 작은 백업 발전기들로 기본적으로 역할하도록 그리드로 부가 전력을 주도록 지시된다. 터빈 속도 증가는 초가 전력을 PEV가 소비하도록 그리드 내 과잉 전력을 나타낸다. 효과적이기 위해, PEV들은 과도한 작용없이 가능한 빠르게 반응해야 한다.

시뮬레이션들의 결과들은 PEV들이 두 가지 방법에서 안정성을 증가시킬 수 있다는 것을 보였다. 먼저, 그들은 80%까지 대형 장애들에서 초래된 속도와 전압 동요를 줄일 수 있다. 둘째, 그들은 20~40%까지 시스템이 안정한 작동을 재개할 수 없을 것으로 판단된 후 임계 제거 시간을 늘릴 수 있다. 일반적으로 PEV들은 대형 장애 수 초 내 그리드를 안정화시키기 시작할 수 있다.

PEV들이 그리드에 혜택을 제공하면서, 그들 자체가 부정적으로 영향받지 않는다. 이는 대형 장애들이 년간 수 백 번 정도 발생하는 상대적으로 드물기 때문이다. 또한, 대형 장애들에 따른 규제 작용들이 PEC들의 에너지 상 전력 규제의 효과들이 최소화하기 위해 수 초 정도만 일반적으로 지속된다.

놀랍게도, 연구원들은 시뮬레이션 내 PEV들의 잠유율 증가가 4% PEV 점유율까지 안정화 혜택을 향상시킨다는 것을 발견했다. 이 지점 후, 이 혜택은 수평을 유지하다가 7% PEV 점유율로 도달된 후 빠르게 감소된다. 이 부정적인 효과는 이런 장애에 과도하게 작용하고 그리드에서 너무 많은 전력을 주입하거나 빼내는 PEV들에 의한 것으로 보인다. 이 결과들은 얼마나 많은 개선이 이런 종류의 조절로 성취될 수 있는지에 대한 한계를 보여준다. 연구원들은 향후 또 많은 개선들을 조사할 계획이다.

Kocarev 교수는 그의 미래 계획들이 다른 조절 전략들을 개발하고 시험하며 전력 그리드와 전기 자동차들의 결합된 시스템의 정상과 과도 안정성 모두를 연구하기 위한 견고한 뼈대를 개발하고 전기 시장을 포함시키기 위해 연구 방법들을 확장하는 것이라고 밝혔다. 그는 V2G 개념이 수송과 전기 분야들에 시너지 효과로 파라다임을 이동시킬 수 있을 것이라고 기대했다. 또한 그는 몇 가지 V2G 실증들이 로스앤젤레스 공군 기반에서 2015년까지 끝마쳐질 것으로 기대된다고 전망했다.

그림 설명: 부가 PEV들의 안정화 혜택은 4%까지 증가하지만 7% 침투에 도달한 후 빠르게 감소된다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』