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Date 2017/07/27 18:28:52
Name 홍승식
Subject [일반] 전기차는 얼마나 전기를 많이 쓸까?
매연 등의 환경 문제로 전기차가 점점 필수가 되어가고 있습니다.

내연기관 자동차 멸종시대로 가나
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=104&oid=028&aid=0002373625

노르웨이는 2025년부터, 독일, 인도는 2030년부터, 영국, 프랑스는 2040년부터 내연기관 자동차의 신규등록을 금지하겠다고 하죠.
어쩌면 벤츠, BMV, 폭스바겐, 도요타, 현대차 등의 유수의 자동차 회사는 그 전에 내연기관 자동차를 단종시키고 친환경 자동차만을 판매할지도 모릅니다.
디젤기관을 사용하는 트럭, 버스 등의 대형 자동차는 몰라도 소형 자동차는 2030년 전에 내연기관 자동차가 없어질 가능성이 높습니다.

그렇다면 대체 전기차는 얼마나 많은 전기를 소모할까요?
현재 우리나라의 에너지 수급 정책은 2030년을 목표로 진행하고 있으니 2030년에 승용차 중 30%가 전기차라고 가정하고 시작하죠.
그리고 자동차의 등록대수와 주행거리는 현재와 같다고 가정하겠습니다.

아래는 통계청에서 발표한 2016년 자동차 주행거리입니다.

7DuQAvm.png
http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId=426&tblId=DT_426001_N004#

통계치는 전수조사를 한 것은 아니고 2016년에 자동차 검사를 받은 차량의 이전 검사부터 최근 검사의 평균 주행거리를 구한 후 6월 기준 자동차등록대수를 곱해서 나온 숫자라고 합니다.
그림을 보시면 2016년에 승용차 총 주행거리는 2,240억 km 입니다.

여담으로 지구와 태양과의 거리(1AU)가 1억 4959만 7870 km 니까 2016년 한해에만 지구와 태양 사이를 14,975번 가량 오고갈 수 있는 거리입니다.
1광년이 63,241.1AU이고 지구에서 가장 가까운 별인 알파 센타우리 프록시마가 4.22광년 떨어져 있으니 18년 정도만 승용차를 움직이면 갈 수 있습니다.
어마어마하네요.

어쨌든 2016년에 승용차의 총 주행거리는 2,240억 km 이고 이중 30%가 전기차 라면 672억 km 입니다.
이제 전기차의 연비를 찾아보도록 하죠.
전기차는 내연기관처럼 연료를 태워서 움직이는게 아니고 전기를 이용해 움직이기 때문에 전비 라고 합니다.

h6XCxSs.png
http://bpms.kemco.or.kr/transport_2012/car/car_choice.aspx?f=system

위 그림은 한국에너지공단에서 발표한 현재 시판 중인 자동차의 전비입니다.
현대차의 전기차 아이오닉의 전비는 6.3㎞/kWh라고 되어 있죠.
2030년이니까 통크게 두배인 12.6㎞/kWh의 전비를 보여준다고 가정하겠습니다.

그러면 간단한 산수를 해보도록 하죠.
전체 전기차가 움직인 672억 km 를 12.6 km/kWh 로 나눠주게 되면 5,333GWh의 전기가 필요하게 됩니다
2015년 1년 동안 판매한 총 전기가 483,654GWh 니까 2015년 전체 판매 전기 대비 1.1%의 전기가 더 필요한 겁니다.
생각보다 많지 않군요.
전체 승용차를 모두 전기차로 전환한다고 해도 17,779GWh로 3.7% 늘어나는 겁니다.

물론 전기는 재고가 없으니 얼마나 많이 쓰는지 보다 한번에 얼마나 많이 쓰는가가 중요하겠죠.
전체 전기차가 매일매일 충전한다고 가정하면 하루에 필요한 전기는 14.6GWh입니다.
만약 모든 차량이 같은 시간에 충전을 한다고 하면 14.6GW의 발전 설비가 더 필요하다는 말이죠.
모든 차량이 같은 시간에 충전을 할리는 없을 테지만 대부분은 퇴근하고 충전을 하게 될테니 50%는 같은 시간에 충전을 할 것 같네요.
그러면 전기차 충전으로 인해 필요한 발전 설비는 7.3GW 입니다.
역시나 전체 승용차를 모두 전기차로 전환한다고 하면 하루에 48.7GWh, 50%로 계산한다면 24.4GW의 설비가 추가로 필요하죠.

이렇게 주행거리를 기준으로 알아봤습니다만 사실 이건 좀 때려맞추기식이죠.
전체 연간 전력소모량은 비슷하겠지만 순간 전력소모규모는 산정하기에는 맞지 않습니다.
그래서 이번에는 자동차별로 충전시 전기를 얼마나 사용하는지 알아보죠.

kdIbCYq.png
http://www.ev.or.kr/portal/chargerkind?pMENUMST_ID=21629

위 그림은 환경부 전기차 충전소에서 소개하고 있는 충전기의 종류입니다.
낮에 급하게 충전해야 할 때 사용할 급속 충전기는 50kW, 밤에 집에서 천천히 충전할 때 사용해야 하는 완속 충전기는 7kW 정도입니다.
이제 이 수치를 기준으로 얼마나 많은 전기가 한꺼번에 사용하게 될지 알아보죠.

아마도 급속 충전기는 현재 있는 주유소에 위치할 가능성이 높겠죠.
별도의 충전 시설을 마련하기 보다는 주유소의 주유시설 중 일부를 전기차 충전시설로 교체할 가능성이 높습니다.
그러면 현재 전국의 주유소가 몇개가 있는지 알아보면 필요 급속 충전기의 숫자를 추정할 수 있겠죠.

0KkMzom.jpg
http://article.joins.com/news/blognews/article.asp?listid=13541348
https://www.kpetro.or.kr/

전국 주유소에게서 석유제품유통현황을 보고받는 한국석유관리원에 따르면 2014년 9월 현재 12,376개 였습니다.
휘발유/디젤을 주유할 때는 3분도 채 안 걸리지만 급속 충전기는 15분에서 30분정도 든다고 합니다.
아무리 급속충전기라고 해도 현재의 주유보다 5배에서 10배의 시간이 든다는 거죠.
짱개식으로 계산해 본다면 충전기는 주유기보다 5배에서 10배를 설치해야 한다는 뜻이겠죠.
보통 주유소마다 주유기가 6개 이상은 있으니까 5배로 계산해 보면 6 * 5 * 0.3 = 9 개의 충전기는 보유하고 있어야 합니다.
그렇지만 보수적으로 5개의 급속충전기를 보유하고 있다고 가정하면 3GW의 전기를 동시에 사용한다고 봐야 합니다.
설사 노는 충전기가 있다고 해도 발전 설비는 모두 사용해야 한다고 가정해야 하니까요.

ducvThx.png
http://www.kpx.or.kr/www/contents.do?key=217

지난 5년간 최고 전력 현황을 보면 가장 많은 전기가 사용될 때에 85.1GW를 사용했으니 여기에 3GW를 추가해야 합니다.
2016년 8월 21일에 3GW가 추가되면 93.3GW 공급에 88.1GW 사용으로 전력예비율이 5.6%가 됩니다.

반대로 저녁에는 4시간 이상 충전해야 하니 등록된 차량이 모두 충전을 하고 있다고 가정해야 겠죠.
역시나 전체 승용차의 30%가 전기차라고 가정하고 계산해 보죠.

nsa6c65.png
http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId=116&tblId=DT_MLTM_5498#

2017년 5월 기준으로 전국의 승용차 등록대수는 17,539,301 대 이고 이중 30%는  5,261,790 대입니다.
저 전기차가 모두 동시에 7kW급 완속충전기로 충전한다고 보고 계산하면 36GW입니다.

jR7iaaJ.png
http://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/

위 그림은 전력통계시스템에서 제공하는 현재의 전력수급현황입니다.
보시면 야간의 전력부하는 60GW를 넘지 않지만 모든 전기차가 동시에 충전을 한다고 하면 36GW의 부하가 더 걸리게 됩니다.
물론 동시에 모든 차량이 다 충전을 하지는 않겠죠.
만약 절반만 충전한다고 해도 18GW입니다.

위 그림의 어제 일간 최저 부하는 새벽 3시 5분의 56.4GW이고 최대 부하는 16시 30분의 79.3GW로 그 차이가 22.9GW입니다.
이 얘기는 전기차의 충전을 위해 밤 시간에도 피크 시간 대 만큼의 발전을 하고 있어야 한다는 말이죠.

갑자기 전기차의 전기 소요량에 대한 궁금증이 생겨서 이리저리 찾아봤습니다.
문돌이인 제 개인적인 생각이라 물론 이대로 전기가 필요하지는 않겠죠.
다만 정부가 전기 수급을 계산할 때 전기차에 대해서는 어떻게 생각하고 있는지 궁금하네요.

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17/07/27 18:41
수정 아이콘
흥미로운 내용 잘 봤습니다.
이쪽 전공자로써 언급하신 내용에 대해서 다양한 연구가 진행된것으로 알고 있습니다.
업계에서는 대략 차량 전체 대비 전기차가 10%당 현재 대비 1%정도의 전력이 더 필요한 것으로 퉁쳐서 예측합니다. (refer는 잘 모르겠네요..^^)
말씀해주신 부분도 약간 과장된 부분을 빼고 나면 거의 정확하게 예측하신거로 보입니다.
저는 2020년 정도에는 30%이상이 완전전기차가 될 것으로 예상하는데 (물론 회사는 매우 보수적으로 봅니다면..)
예비전력 생각하면 어느정도의 대비는 필요할거로 보이네요..
밤의멜로디
17/07/27 18:46
수정 아이콘
발전소들, 특히 우리나라 발전의 상당부분을 차지하는 원자력이나 복합화력은 심야에 사용량이 줄어든다고 가동을 중단하려면 비용도 너무 많이 들고 어렵다고 알고 있습니다. 심야에 전기가 필요없다고 해도 계속 발전을 한다는 이야기지요.
그래서 전기차의 충전을 심야에 하도록 유도하면 낭비되는 심야전력 문제에 도움이 많이 되긴 할 것 같습니다. 이렇게 되려면 일반 가정에서 쉽게 주차와 함께 충전이 가능하도록 시설이 정비되어야 하겠죠..?
금주전사
17/07/27 19:04
수정 아이콘
요즘엔 심야에도 설비용량 대비 60퍼 이하로는 안 내려가더군요. 주말엔 좀 더 내려가는 거 같고요.
원자력은 30%정도라 계속 돌려도 상관없고, 가끔 석탄발전소를 감발하거나 정지하거나 할 겁니다.
복합화력은 첨두라 수시로 껐다켰다 할테구요.
밤의멜로디
17/07/27 19:10
수정 아이콘
아 그렇군요 정보 감사합니다. 제가 5-10년전 현황을 생각한 것일까요
필요없어
17/07/27 19:35
수정 아이콘
원자력도 부하추종운전이 가능합니다만 굳이 그럴 필요가 없기 때문에 안합니다. 출력 감발하는것보다 다른 비싼 발전원 죽이는게 이득이기 때문이죠. 재가동이 굉장히 어려워서 정지는 힘듭니다.
17/07/27 18:47
수정 아이콘
전기차 활성화로 전기 소요량이 많아진다. -> 전기차 충전 요금에 세금을 더 올린다. -> 충전에서 얻은 세금으로 효율이 나빠서 정지중인 발전소(LNG)를 더 돌린다. -> ??

전기요금을 올린 다 해도 기름값이 지금처럼 유지 된다면 기름차가 전기차를 효율에서 이길 순 없으니 다들 갈아타겠죠.
전기차가 보급되면 역으로 일반전기는 싸질 지도 모릅니다.
17/07/27 18:53
수정 아이콘
아직 전기차는 시기상조 같아 보이는........
인프라가...
금주전사
17/07/27 19:07
수정 아이콘
[전체 전기차가 매일매일 충전한다고 가정하면 하루에 필요한 전기는 14.6GWh입니다.
만약 모든 차량이 같은 시간에 충전을 한다고 하면 14.6GW의 발전 설비가 더 필요하다는 말이죠.]


이건 1시간 동안 충전한다는 거겠죠?
10분 만에 충전이 가능하다면 설비용량이 6배가 돼야 할 거 같네요.
홍승식
17/07/27 19:33
수정 아이콘
그렇죠. 14.6GW 용량으로 한시간 충전하는게 14.6GWh 니까요
하심군
17/07/27 19:18
수정 아이콘
개인적으로 전기차가 활성화되면 가장 기대가 되는 사업은 주차장 사업입니다. 기존의 주차장이 쓰는 입장에서나 운영하는 입장에서나 서로 찝찝한 사업이라면 전기자동차라 많이 나오면 좀 더 발전하는 사업이 되지 않을까...
홍승식
17/07/27 19:34
수정 아이콘
그러면 요즘 도심에 종종 보이는 주차장 건물이 더 많아지고 높아지겠네요.
어쩌면 기계식 주차장에 충전기를 넣을 수도 있겠구요.
17/07/27 19:48
수정 아이콘
전 반대로 주차장이 죽을 거 같다고 생각하고 있습니다. 본문의 2020-2030년 수준의 전기차는 자율주행과 결부될 가능성이 높고 자율주행이 가능해지면 굳이 일과시간에 차를 도심에 둘 필요가 없어지죠. 출근하고 집으로 보냈다가 퇴근할때 부르면 되니까요. 도심의 효율적 활용이 가능해질거라고 봅니다.
하심군
17/07/27 20:04
수정 아이콘
그렇게 된다면 아마 도시계획의 일환으로 개인의 차량소유가 규제되거나 자연스럽게 개인의 차량소유가 없어지지 않을까 싶습니다. 굳이 호출할 것 같으면 제 차가 필요없죠.
1perlson
17/07/27 21:58
수정 아이콘
그렇기도 하지만 그렇지 않기도 하죠.최근 공유사업 차량의 지저분함에 대한 불신이 격하게 좋아지기 어려운 부분과 자율 차량이 되고 여러 가지로 형태의 변주가 일어날 때 지금보가 소유 관리가 편해진다면 소위 가성비가 지금보다 훨씬 좋아질 수 있구요.
17/07/28 08:24
수정 아이콘
사실상 차량이 또다른 개인 공간(+과시 공간)의 역할을 하는 시대라 개인차량이 없어진 상태의 공유차량제는 당분간은 등장하기 힘들겁니다. 기껏해야 현재의 버스와 택시의 수요를 대체할 거라고 봐요.
하심군
17/07/28 08:31
수정 아이콘
저도 그렇게 생각하는지라 주차장 사업이 성행할 거라는 판단이죠. 주차장이 주전소(?) 역할을 병행하는거니까요.
지니팅커벨여행
17/07/27 20:45
수정 아이콘
그러면 출근길 러시아워가 두배로 늘어나겠네요.
연료비도 두배로 증가하고요.
이런 비용 측면도 있고 사람의 심리상 언제 차를 쓰게 될 지 몰라 회사 근처에 두려는 경향은 크게 달라지지 않을 것 같습니다.
17/07/27 21:16
수정 아이콘
연료비보다 도심 주요지역의 필수 주차공간을 줄이는데서 오는 이점과 도로변 주차를 일정부분 줄이는데서 오는 메리트가 더 편익이 크다고 생각합니다
츠라빈스카야
17/07/27 23:48
수정 아이콘
연료비만이 아니라 미션오일, 타이어 등등 각종 유지비가 두 배가 될테죠.
또한 현행 자동차보험에서 운행거리가 짧을 경우 할인해주는 부분을 포기해야 할 경우 그걸 포기할 것인가 등등..개인이 부담할 부분이 꽤 많아보입니다.

필수 주차공간 등등에 의한 메리트는 차량 운행자가 받는 메리트가 아니니.. 그런 트레이드오프를 해줄까요?

디젤게이트랑 비교할 수 있을 것 같기도 한데...펌업을 하면 배출가스는 줄어들지만 연비, 성능이 떨어지죠. 이 때 소유주는 어느 쪽을 선택하는가 하는 것과 비슷해 보입니다. 환경을 선택하는 대신 내가 손해...이건 강제 펌업을 하게 해서 통제하고 있습니다만...
Brandon Ingram
17/07/27 19:38
수정 아이콘
차내에 수소발전이나 태양광 자체충전으로 넘어갈수도 있지않을까요? 전기차는 몇십년전부터 나오는소재였던지라...
DogSound-_-*
17/07/27 20:05
수정 아이콘
차내에 수소를 이용하는게 연료전지차인데 국내에 수소스테이션이 5개도 안될테고...(전기차 충전소는 수도권에 꽤나 있습니다.)
수소 자체도 화석연료에서 분리하던지 바닷물이나 담수를 전기분해 하던지 해서 생산하는거라 생산에 필요한 에너지도 꽤나 듭니다.
홍승식
17/07/28 17:13
수정 아이콘
태양광 자체충전은 차량의 소요전력을 감당하기 어려울 테고 수소발전을 개별로 하는 것 보다 대량으로 한번에 하고 그 전기를 배분하는게 효율면에서 월등하니까 무선충전 식으로 더 발전될 듯 싶네요.
17/07/27 19:40
수정 아이콘
세계적으로 통계내도 3% 추산하던데 (미국만 10% 약간 안되는 정도) 비슷하군요
스타트업트리
17/07/27 21:23
수정 아이콘
고속도로와 같이 달릴때 무선 층전을 연구하고 있습니다. ESS에 저장하여 부하가 걸릴때 충전을 도와줄 것입니다. 급속히 배터리 가격이 내력가고 있어 곧 실현 가능해 보입니다.
17/07/28 07:58
수정 아이콘
카이스트였나? 거기서 비슷한 컨셉의 버스 운영하는걸 봤던 기억이 있네요.
홍승식
17/07/28 17:14
수정 아이콘
어느 도시에선가 시내버스를 전기차로 하고 그 버스가 달리는 노선에 무선충전장치를 해서 달리는 시범 운영을 한다는 기사를 본 거 같네요.
17/07/28 00:41
수정 아이콘
아마 다음 차가 마지막 내연기관 차가 되려나요.
홈런볼
17/07/28 02:23
수정 아이콘
그정도인줄은 몰랐네요 저도 다음 새차 구입을 5년후정도로 보고있는데 그때쯤이면 전기차 구입을 진지하게 고려해볼 수도 있겠네요 그런데 게으른 사람들은 충전문제 때문에라도 전기차 구입을 망설일 것 같다는 생각이 듭니다
제랄드
17/07/28 04:07
수정 아이콘
좋은 글 잘 봤습니다. 전기차 관련해서 예전에 어느 전문가분(?)의 댓글을 인상 깊게 본 바, 공유 차원에서 링크 남기고 갑니다.

https://ppt21.com/?b=8&n=66077&c=2598960
홍승식
17/07/28 17:10
수정 아이콘
배터리의 밀도를 높이지 못하니까 무선충전이 대세가 되지 않을까 합니다.
도로마다 무선충전 장치를 설치하겠죠.
17/07/28 07:59
수정 아이콘
또 어떤 분들은 전기차는 중간 지점의 기술이 될꺼고 연료전지나 수소차 예상하는 분들도 있더라구요.
홍승식
17/07/28 17:11
수정 아이콘
독립적인 운용이 필수적인 군용 자동차나 공사용 자동차 등 말고는 전기차 형태가 지속될 가능성이 더 높을 거 같아요.
어차피 자동차는 도로 외에는 잘 안 다니니까요.
버스는 아예 노선이 정해져 있기도 하구요.
쩌글링
17/07/28 12:59
수정 아이콘
자기 전에 핸드폰과 더불어 전기차를 충전기에 꽂아두는 습관이 보편화 될 것 같다는 생각이 드네요. 어쩌면 핸드폰 처럼 크래들이 나올지도, 혹은 무선 충전까지 핸드폰 충전의 경향을 그대로 따라가지 않을까 하는 생각이 듭니다.
홍승식
17/07/28 17:08
수정 아이콘
주차장 바닥에 무선충전장치를 설치하고 그 자리에 주차하면 천천히 무선 충전되는 방식이 아닐까요?
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