전기차는 친환경적일 뿐만 아니라 운용비용도 낮아 경제적입니다. 전기차를 타는 게 곧 돈을 버는 거라고 말하는 이유죠. 그런데 정말, 전기차를 타면 돈을 벌 수 있는 시대가 옵니다. 단순히 운용비용 절감을 통한 간접적 이익이 아닌 전기차를 활용해 개개인이 직접 이익을 낼 수 있게 되는 겁니다. 이러한 일을 가능케 하는 차세대 기술이 ‘V2G(Vehicle to Grid)’입니다. V2G란 무엇인지 현대모비스 전동화사업부 전력변환설계팀 이원경 책임연구원에게 들어봤습니다.

V2G의 핵심은 전기자동차

Q. V2G 기술이란 무엇인가요?

이원경: V2G는 ‘Vehicle to Grid’의 약자로 전기자동차의 배터리 전력을 전력망으로 재송전하는 기술입니다. 전기요금이 저렴한 시간대를 이용해 전기차에 전기를 충전해뒀다가, 전기 수요가 많은 시간에 모아둔 전기를 재송전함으로써 수익을 낼 수 있게 하는 스마트 그리드의 애플리케이션 중 하나죠.

* 스마트 그리드란 기존의 전력망에 정보기술을 접목해 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하여 에너지 효율을 최적화할 수 있는 차세대 지능형 전력망을 뜻합니다.

Q. V2G 기술이 실생활에서 구현되기 위해서 무엇이 필요할까요?

이원경: V2G 기술의 상용화를 위해서는 배터리의 수명이 기존보다 2배는 길어져야 합니다. 또한 V2G의 핵심개념인 양방향 전력변환이 가능하도록 기술 개발도 해야 하죠. 해당 기술은 고품질 전력 재송전, 무효 전력 제어, 안티 아일랜딩 기능 등도 갖춰야 합니다. 전력망과 전기자동차의 데이터 교환을 위한 통신기술도 먼저 개발돼야 하는 기술입니다. 그 밖에도 본격적인 상용화를 위해선 V2G 사업자를 위한 운영시스템, 충전소 사업자를 위한 관리시스템 등의 인프라도 구축돼야 합니다.

* 아일랜딩(islanding)이란 그리드에 연결된 태양광발전 등이 그리드 단절 후에도 계속 전력을 공급하는 상태를 뜻합니다. 이렇게 되면 많은 위험이 따르므로 운전을 즉시 중지할 수 있도록 검출 및 예방하는 작업이 필요한데 이를 안티 아일랜딩(anti-islanding)이라고 합니다.

Q. 현대모비스에서 V2G 기술 관련 연구개발을 진행하고 있는 분야는 무엇인가요?

이원경: 현대모비스는 V2G 관련 정부과제를 통해 양방향 충전기(Bi-directional On Board Charger)를 2015년부터 2017년 5월까지 개발했고, 아이오닉 EV에 탑재해 실차 검증까지 완료했습니다. 자체과제로 전력 밀도 향상, 효율 향상 및 기능안전 대응을 위한 신기술도 개발 중입니다.

양방향 충전기의 경우 기존 전기차에 사용되는 단방향 충전기와 달리 전기를 재전송해야 합니다. 이 과정에서 전기 품질이 떨어지지 않아야 다시 사용이 가능하죠. 전력품질이 떨어질 경우 그 전력을 사용하는 타 장비 및 가전제품 등에 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 양방향 충전기를 개발할 때 재송전하는 전력 품질이 저하되지 않도록 만드는 데 중점을 둔 이유입니다. 

Q. V2G 상용화로 인해 얻을 수 있는 이익은 무엇인가요?

이원경: 올해 여름처럼 폭염이 지속되면 전기수요는 급격히 늘어납니다. 뿐만 아니라 전기차를 비롯해 전기를 사용하는 제품들이 꾸준히 늘어나면서 전기에너지 사용량은 꾸준히 늘고 있습니다. 하지만 아시다시피 발전소를 무한대로 늘리는 건 불가능한 일입니다. 이때 V2G 기술의 상용화가 해결책이 될 수 있습니다. 전력 소비가 많지 않은 시간에 충전해 둔 전기차의 전기에너지를 전력수급이 많은 시간대에 활용한다면 발전소에 과부하가 걸릴 일도 줄어들겠죠.

전기차를 소유한 개인 역시 V2G를 통해 수익을 창출할 수 있습니다. 최근 한국전력공사에서 주관한 V2G 기술 교류회에서 KT가 제안한 V2G 관련 비즈니스 모델을 예로 들어보겠습니다. 백화점은 여름이나 겨울에 냉난방을 위해 상당히 많은 전기사용료를 냅니다. 이때 백화점이 고객 대상으로 V2G 멤버십을 만든다고 가정해 보죠. 가입 고객들이 소유한 V2G용 전기차로부터 잉여 전력을 수급받고, 이에 대한 보상으로 백화점에서 쓸 수 있는 다양한 혜택을 제공한다면 백화점과 고객 모두 이익을 보는 구조를 만들 수 있습니다. 이는 간단한 예일 뿐, 현재 각 완성차 업체, 정부, 학회 등에서는 지속해서 V2G 기술과 관련한 비즈니스 모델을 연구하고 있습니다.

Q. V2G 기술이 상용화되기 위해서는 V2G용 전기차가 많이 보급돼야 할 겁니다. 상용화 시점은 언제로 예상하시나요?

이원경: 전기차 전력망 통합 기술 교류회에서 닛산이 발표한 자료를 보면 전기차 5만 대의 배터리에서 공급할 수 있는 전력은 약 2GWh입니다. 소도시에서 하루 동안 사용할 수 있는 정도의 규모입니다.

현재 정부는 2022년까지 전기차 35만대 보급을 목표로 하고 있습니다. V2G 기술을 활용한 비즈니스는 기본적으로 수십만 대의 전기차가 피크 시간대에 일제히 잉여전력을 재송신해 전력을 절감하는 것인 만큼, 실질적으로 2025년 이후 V2G 전기차 시장이 활성화되고 효과를 볼 것으로 기대하고 있습니다.

출처 HMG 저널 https://auto.v.daum.net/v/gtKkwZTZaT