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Nikkei X-TECH_2021.3.29

EV 보급의 열쇠는 급속 충전망과 스마트시티
폭스바겐 그룹의 온라인 발표회 ‘Power Day’에서

독일 폭스바겐 그룹의 기술 부문은 전기 자동차(EV) 보급을 위해 배터리와 전력 분야의 연구개발을 추진하고 있다. 폭스바겐은 3월 15일에 개최한 온라인 발표회 ‘Power Day’에서 EV의 보급의 핵심이 되는 전력 관련 기술의 향후 전망에 대해 설명했다.

충전 인프라 부족은 사용자가 EV를 구입하지 않는 이유 가운데 상위를 차지한다. 이용자의 불만 중 하나는 충전 스팟이 적다는 것. 그리고 다른 하나는 충전소마다 충전 방식이 달라 이용이 어렵다는 것이다.

자택 이외의 장소에서 충전할 경우 충전기 출력이나 요금 시스템이 다르기 때문에 자차에 적합한 충전소를 찾아내야 한다. 또한 장거리를 주행하는 경우에는 목적지까지의 루트에 이용하기 쉬운 충전소가 반드시 있어야 한다. 이를 위해 폭스바겐 그룹은 대규모 EV시장인 중국, 북미, 유럽에서 공공 급속 충전망의 정비, 확대를 서두르고 있다.

-- 중국: 2020년대 말의 EV 판매 목표는 200만대/년 --
중국 정부는 2020년, 2060년까지 탄소중립을 목표로 한다고 발표했다. 중국에서는 신에너지차(NEV) 세그먼트가 빠르게 성장. 2020년 110만대에서 2025년에는 475만대로 확대될 것으로 예측되고 있다.

NEV 시장의 급격한 성장을 위해 폭스바겐 그룹은 전동차용 플랫폼 ‘MEB’를 채택한 EV의 생산 능력을 연간 60만대까지 확대하는 것을 계획하고 있다. 이 계획에는 2025년까지 MEB의 현지 생산 EV를 15개 모델로 확대하는 것도 포함된다. 이를 통해 폭스바겐 그룹의 중국 시장용 라인업의 35%는 EV가 차지하게 된다.

확대되는 EV 수요를 위해 폭스바겐 그룹은 중국에 2개의 EV 생산 기업을 현지 기업과의 합작으로 설립했다. 안후이(安徽) 성 허비(合肥) 의 Volkswagen Anfui와 창춘(長春)에 있는 Audi FAW NEV Company에서 2023~2024년경에 생산을 시작. 2020년대 말에는 연간 판매 대수를 200만대 이상으로 하는 목표를 내걸고 있다.

-- 충전 설비 부족이 EV 보급의 걸림돌 --
이 정도 규모의 EV를 판매하기 위해서는 충전 인프라 정비를 빼놓을 수 없다. 중국의 시장조사에서는 EV를 구입하지 않는 이유에 대해 '충전이 불편하고 시간이 걸린다'(50%), '자택에 충전 설비를 설치할 수 없다'(40%) 등, 충전에 대한 불편함이 상위를 차지했다.

중국 정부는 확실히 충전 인프라에 투자하고 있다. 8년 전부터 정비를 시작해 2020년 말에는 전국에 80만 곳의 공공 충전소가 설치되었다. 그러나 이것만으로는 부족하다고 한다. 우선 충전 스팟 대부분이 DC 급속 충전이 아니라 AC 전원의 보통 충전으로, 충전 시간이 길기 때문에 항상 30% 정도의 충전 스팟이 사용 중에 있다. 그리고 다른 30%는 유지관리 중이거나 고장이 나서 쓸 수 없다. 즉, 80만개의 공공 충전 스팟 가운데, 사용 가능한 곳은 30만개 정도 밖에 없는 것이 된다. 국토가 넓은 중국에서는 충전하고 싶을 때 인근에 충전 스팟이 없어 충전을 위해 긴 거리를 달려야 하는 경우도 있다.

자택에서의 충전에도 큰 어려움이 있다. 다른 EV회사와 마찬가지로 폭스바겐 그룹도 EV 구입자에게 충전용 월박스를 제공하고 있다. 그러나 도시 지역에서는 자택에 주차장이 없는 사람이 많다. 주차장을 임대하는 경우에는 충전기를 설치할 수 없어 모든 충전을 공공 충전 장소에 의존해야 한다.

이런 과제를 해결하기 위해 폭스바겐 그룹은 중국의 FAW(第一汽车), JAC(江汽集團), Star Charge(星星充電)와 함께 충전 인프라를 제공하는 합작회사 CAMS를 설립했다. CAMS의 충전소에는 120~180kW의 급속충전기가 구비되어 있으며 스마트폰 앱을 통해 충전 예약부터 충전 장소로의 네비게이션, 대금 납부 등이 가능하다. 현재, 베이징과 선전(沈圳), 청두(成都)의 255개 충전소에 1800개 충전폴 설치를 추진하고 있다. 올해에는 중국 8개 도시에서 충전소를 500곳으로 늘리고 충전폴 6,000개를 정비할 예정이다. 2025년에는 중국 대부분의 도시를 커버하고 충전폴은 1만7,000개까지 늘릴 계획이다.

-- 미국〮유럽: 대규모 충전시설 설치 계획 속속 --
북미에서는 폭스바겐 그룹의 Electrify America와 Electrify Canada가 충전 서비스를 제공하고 있다. 이미 20억달러를 투자해 미국에서 가장 큰 공공 급속충전 네트워크로 자리매김했다. 2018년 서비스를 개시한 이후 평균 일주일에 4곳의 충전소를 개설해왔으며, 현재는 560곳이 가동되고 있다. 올해 말까지 800곳까지 늘릴 예정이다. 미국의 45개 주, 캐나다의 4개 주에 약 3,500기의 충전폴 설치를 추진한다.

유럽에서는 독일 BMW 등과 합작으로 설립한 IONITY가 충전 서비스를 제공하고 있다. 향후 유럽에서는 2025년까지 충전소를 현재의 5배인 1만 8,000개까지 늘릴 예정이다. 이와 같은 충전소 확대는 IONITY뿐만 아니라 다양한 제휴사와 연계해 추진. 영 국 BP와 폭스바겐 그룹은 협력해 약 8,000곳의 급속충전소 설치를 계획하고 있다. 이들 대부분은 독일과 영국에 설치될 예정이다. 또한 이탈리아에서 폭스바겐 그룹은 전력회사 Enel과 협력해 도시뿐만 아니라 고속도로변에서도 급속충전 네트워크를 정비한다. 스페인에서는 재생 가능 에너지의 이용을 진행시키는 Iberdrola와 협력해 간선도로에 충전 네트워크를 도입할 계획이다.

-- EV를 재생 에너지 축전지로 이용 --
폭스바겐 그룹은 EV의 가정용 충전 월박스와 내부에 배터리를 탑재해 DC 급속 충전이 가능한 충전기, 이동식의 충전 로봇 등, 다양한 충전 설비를 개발해 제공하고 있다. 앞으로는 EV를 전력망의 일부에 포함시킨 스마트충전을 계획하고 있다고 한다. 전력 사업 자회사인 Elli의 데이터 플랫폼을 이용해 태양광 발전이 도입된 스마트홈과 EV를 접속하고, 발전한 전력으로 EV를 충전할 뿐만 아니라 가정의 전력 소비가 클 때 EV에 충전된 전력을 스마트홈에 사용할 수 있도록 한다.

-- 재생 가능 에너지의 발전 손실을 흡수 --
이것을 가능하게 하기 위해 폭스바겐 그룹은 양방향 월박스 개발을 추진하고 있으며, 2022년 양방향 충전이 가능한 EV를 제공할 예정이라고 한다. 77kW의 배터리 용량을 가진 ’ID.3’일 경우, 일반 가정에서 5일 분의 전력을 조달할 수 있다고 한다. 클라우드를 통해 각각의 EV 사용 패턴을 분석하고 사용자가 EV를 사용할 때 충전량이 부족한 경우가 발생하지 않도록 한다.

최종적으로 폭스바겐 그룹은 공공 전력망의 일부로 EV를 사용하는 것을 검토하고 있다고 한다. 공장이나 맨션 등 재생에너지 발전 시스템을 갖춘 대형 시설에서 클라우드를 통해 EV를 전력 저장 시스템으로써 활용하는 것이다. 이를 통해 화석연료 발전소나 원자력발전소 같은 대형 발전소의 증설을 억제할 수 있고 비용도 낮출 수 있다. 이미 독일에서는 공동주택에서 최초의 실증시험이 실시되고 있다. 태양광발전 시스템을 갖춘 3개의 공동주택에 총 2MWh의 배터리가 탑재된 EV를 270개의 월박스를 통해 접속. 이를 통해 1,250가구, 약 4,000명에게 스마트 에너지를 제공하고 있다.

재생에너지의 발전량은 상시 변화하고, 발전량이 많을 때 수요가 적으면 남은 전력은 버려진다. 발전한 모든 전력을 사용하려면 축전 시스템이 꼭 필요하다. 독일에서는 2020년에 태양광 및 풍력으로 발전한 전력 중 연간 6,500GWh가 버려졌다고 한다. 이것은 270만 대의 EV를 1년간 가동할 수 있는 전력량이다. 축전 시스템의 일부로 EV를 사용한다면 CO₂ 배출량을 저감 할 수 있고 비용도 절감된다.

폭스바겐 그룹은 EV 배터리의의 클로즈드 루프(Closed Loop, 회수에서 재활용까지 전단계에 걸친 안정적인 자원순환 시스템)와 재생에너지의 축전 시스템을 구축함으로써 CO₂ 배출량을 줄이고 사회 전체의 탄소중립을 실현할 수 있다고 한다. 이러한 전략에 따라 폭스바겐은 그룹 차원에서 EV의 라인 업을 확대시켜나갈 계획이다.

 -- 끝 --

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