KISTI 산업정보분석실 박선영 (Tel: 02-3299-6024  e-mail: sypark@kisti.re.kr) 

전기차 충전 인프라 구축 활성화
환경, 자원 문제로 세계 각국이 만든 자동차 연비 및 환경규제에 대응하기 위해 제조사의 전기차 판매보급량이 증가하고 있다. 하지만 이에 비해 충전 인프라가 미흡하여 전기차 보급 확대를 위한 충전 인프라의 필요성이 인식되며, 정부지원하에 전기차 충전소 및 충전 인프라에 대한 공공민간의 투자가 활발해지고 있다.

전기차 보급 확대를 위한 충전 인프라의 필요성이 인식되어 정부지원 민간중심의 공공 충전 인프라 구축이 활성화되고 있다.

전기차 업계의 선두기업인 테슬라는 직접적으로 충전 인프라를 구축하고 있으며, 현재 358곳에 1,956개의 ‘슈퍼차저’를 설치하였고 2016년까지 미국의 98%를 커버할 계획이다. 우리나라 역시 정부주도의 형태에서 민간과의 협력을 통한 정부지원 민간중심의 공공 충전 인프라 구축으로 전환되고 있다.

올해 7월 국내 첫 전기차 충전 유료사업자인 한국전기차충전서비스(한국전력, KT, 현대차, 비긴스, 제주SG협동조합, KDB자산운용 공동참여)가 출범했고, 이에 최초의 민간사업자 포스코 ICT와 최다 충전기 운영기관인 환경부 산하의 한국자동차환경협회도 기존사업을 유료로 전환시키고 있다.

전기차 시범사업 지역인 제주도에서의 전기차 충전 인프라 시장을 보면 수익 모델 구축을 위한 탐색 단계에서 에너지 산업 분야의 시장 선점을 위한 본격적인 시장 진출의 기점에 와있다. 전기차 충전소 시장은 정부의 에너지 신산업창출방안(‘14.7)과 ’전기자동차 보급확대 및 시장 활성화 계획(‘14.12)’에 따라 시장 활성화를 위한 인프라 구축이라는 공익성 측면에서 초기시장 리스크 부담과 장기적인 자생적 시장 형성을 위한 비즈니스 모델의 본격적인 시험장이 될 것으로 보인다.

급속한 시장 성장이 예상되는 전기차 충전 인프라
전기차 충전 인프라는 전력공급설비를 포함하는 충전기, 인터페이스(케이블, 플러그, 충전정보 중계), 정보시스템(위치, 이용정보 등)을 포괄하는 개념이다. 국내 전기자동차 충전소의 전력공급은 한국전력으로부터 수전하는 방식이 주로 이용되며 신재생에너지가 보조하고 있으나 소용량, 전력 생산의 불완전성으로 인해 보완수단의 수준에 머무르고 있다.

그러나 전기차 충전 인프라는 지역적 확장, 전력 수급 분산화 등을 위해 국가 차세대 전력망 시스템인 국가 스마트그리드와 연계되어 미래 전력 모델의 한 축으로 구축이 진행되고 있다.

이중 전기차 충전을 위해서는 에너지 사용 효율 향상과 전력 품질 향상을 위한 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)과의 연계가 매우 중요한 요인이다. 향후 정부투자에 의한 인프라 구축과 더불어 배터리 가격 하락, 전기차 보급 확대에 따라 전기차 충전소는 급속한 시장 성장이 예상되고 있다. 실례로 덴마크는 풍력발전 전력을 활용한 전기차 충전 인프라 프로그램인 EDISON 프로젝트를 추진하였고, 에너지 측면에서의 경제성과 신재생에너지 시스템 활용 가능성을 실증하였다.

프랑스는 2020년까지 충천 인프라 구축에 40억 유로, 충전소 설치에 15억 유로, 전력망 확장에 7억5천만 유로를 투자할 계획이며 독일 역시 이를 뒤따르고 있다. 우리나라 역시 정부에서 전기차 충전기 및 저장장치, 기술개발을 위해 총 2조2천억 원을, 민간에서는 전기차 충전기 부분에서 4조 8천억 원 등 관련 인프라 구축 및 기술개발 투자에 약 25조 원 이상을 계획하고 있다. 제주도 내의 전기차 충전을 위한 실증 사업을 한전(삼성SDI, 롯데정보통신, LGT 등 22개사 참여), SK에너지(SK네트웍스, 르노삼성 등 14개사 참여), GS칼텍스(LG 춘, ABB코리아 등 7개사 참여) 컨소시엄이 총 480억 원 규모로 진행하고 있다.

향후 V2G 시스템 등이 포함된 충전 인프라 시스템이 체계화될 경우 에너지 분산 및 수급 정책에 따라 충전 인프라의 정부투자 및 민간 참여로 시장이 급속히 성장할 것으로 전망된다.

전기차 충전기는 크게 380V로 전원을 공급받는 급속충전기와 220V로 공급받는 완속충전기로 구분된다. 급속충전기는 충전에 20~30분의 시간이 소요되고, 완속충전기는 4~6시간이 소요된다. 충전기는 주로 직류 전도방식과 교류 유도방식으로 구분되어 개발이 진행되고 있으며, 이외에 배터리 교환방식이 있다.

급속충전시설은 DC차데모, AC3상, DC콤보의 인터페이스가 있으며, 충전기마다 인터페이스 지원 수(1개, 멀티, 3개)가 다르다. 동시에 2개의 차량 충전이 가능한 충전기도 존재한다. 완속충전기의 경우 국제표준이 제정되어 개발, 설치 및 보급에 별문제가 없으나, 급속충전기의 경우 국내 전기차업체를 살펴보면 현대기아자동차는 DC차데모 방식, 르노삼성자동차는 AC3상방식, 한국GM과 BMW는 DC콤보방식을 적용하고 있다. 일본의 경우 도요타, 닛산, 혼다, 미쓰비시의 경우 충전 인프라를 공동으로 구축하기로 합의하였다.

전기차 충전기 기술은 비교적 기술 난이도가 높지 않아 각국의 충전 및 통신 방식의 표준이 확정될 경우, 신규업체의 빠른 시장진입이 가능해지고 이에 따른 가격 경쟁이 치열해질 것으로 보인다.

충전기 생산업체로는 일본의 하세텍, 다카사고, 다카오카, 템펠, 영국의 Elektromotive, 미국의 Coulomb, 유럽의 Park & Charge 등이 있으며, 국내에는 LS전선, LS산전, LG CNS, 효성, 피앤이 솔루션, 코디에스, 시그넷시스템, EN테크놀로지, 일진전자, 중앙제어 등이 있다. 이중 급속과 완속 충전기 모두를 설치하고 있는 업체는 피앤이솔루션, 시그넷시스템, 효성, 코디에스, 중앙제어 등이다. 충전기 기술은 비교적 기술 난이도가 높지 않아, 각국의 충전 및 통신 방식의 표준이 확정될 경우, 신규업체의 빠른 시장진입이 가능해지고 이에 따른 가격 경쟁이 치열해질 것으로 보인다.

하지만 전기차 구매 시의 정부보조금 감액(1,500만 원→1,200만 원)과 충전기 보조금 감액(600만 원→400만 원) 등 전기차 정부보조금 20% 삭감으로 당초 정부가 발표했던 2016년 전기차 보급목표 1만 대 수준에는 미치지 못할 것으로 보이며, 이에 따라 2020년까지 전기차 20만대를 보급하겠다던 정부 장기 계획에 차질이 생길 것으로 보인다.

관련하여 플러그인하이브리드카(PHEV)는 대당 500만 원 보조금이 신설되었으며, 총예산은 150억 원, 보조금 지급 대수는 3,000대다. 지난해부터 대당 100만 원씩 지급됐던 하이브리드차 구매 보조금은 내년에도 동일하게 지급하고 지원 대수를 올해 3만 대에서 내년 4만 대로 늘릴 예정이다.

전기차 충전기를 느린 완속충전, 빠른 완속충전, 급속충전, 무선충전으로 분류하였을 때, 타입별 구축비용이 2016년 각기 200만 원, 600만 원, 5,500만 원, 400만 원 정도로 추정되며, 2020년에는 130만 원, 460만 원, 4,500만 원, 260만 원으로 구축비용이 감소할 것으로 전망된다.

느린 완속충전 타입과 무선충전 타입은 상업목적의 설치가 제한되어 있고 빠른 완속충전과 급속충전에 대부분의 설치 보조금을 지급할 것으로 전망된다.

전기차 충전소 구축 확대와 유료사업자 등장
정부는 공공 충전 인프라 구축을 위해 자동차환경협회를 통해 올해 경부 및 서해안 고속도로 휴게소에 30기와 수도권 및 경상권에 70기를 설치하여 총 337기의 급속충전시설을 운영하고 있다. 또한, 민간시장과의 경쟁을 우려하여 올해부터 서울, 제주, 창원 지역의 급속충전 인프라 보급사업을 중단하고 2017년까지 민간 투자가 어려운 도시 외곽이나 고속도로 등 사각지대를 대상으로 총 637기를 구축 운영할 계획이다.

한국전기차충전서비스의 유료 시장 진출로 인해 자동차환경협회 역시 2016년부터는 유료 서비스를 시행할 계획이며 kWh당 이용요금을 급속충전 시 500원 미만으로 책정될 것으로 알려졌고, 사용자 부담 원칙(Pay as you go)으로 운영할 예정이다.

추가적으로 정부 충전 인프라를 민간 충전 인프라와 연계하기 위하여 동일 카드를 사용함으로서 복잡한 사용자 인증절차 및 과금처리를 간소화하고, 충전 인프라 정보시스템과 정보서비스를 통합할 계획이다.

한국전기차충전서비스의 유료 시장 진출로 인해 자동차환경협회와 포스코 ICT 역시 충전서비스를 유료로 전환할 예정이다.

최초의 민간사업자인 포스코 ICT는(중앙제어, 피엠그로우, BMW그룹 참여) 자체브랜드 ‘ChargeEV’로 시장에 진출하여 전국 이마트 80곳에 120기의 완속충전기를 설치하여 무료 서비스 중이다. 정부의 가격정책 결정이 연기됨에 따라 수익창출에 어려움을 겼었으나, 한국전기차충전서비스의 유료 시장 진출과 함께 충전서비스를 유료로 전환할 예정이다. 그리고 기존의 시스템통합(SI)과 에너지솔루션 사업 모델에서 전기판매를 통한 핵심 수익 모델을 구축하고자 한다.

현재는 전기차 제조사로부터 고객 이용요금을 받는 형태로 운영되고 있다. 포스코 ICT는 국내외 다수의 전기차 충전 호환성을 기반으로 월정액 멤버십 운영 및 타 기업 충전 인프라 로밍 서비스를 하는 사업 모델(Subscription and Platform Model)을 주요 사업 모델로 하고 있다. 이 경우 국내 출시된 모든 전기차 차종이 충전 가능하다. 또한, 모두 실내에 충전기를 구축하고 충전케이블을 일체형으로 설치하여 안전성과 편의성이 높다. 최근 현대기아차 등과의 협력을 통해 연말까지 총 300기의 충전 인프라를 구축할 계획이다.

한국전기차충전서비스는 2018년까지 총 200억 원을 투자하여 제주지역을 중심으로 공용 급속 충전기 150기, 완속충전기 150기, 홈충전기 2,750기, 공공기관 충전기 610기 등 총 3,660기를 구축 운영할 계획이다. 완속충전은 kWh당 200원, 급속충전은 500원의 이용요금을 책정하였다. 충전요금은 13km 주행 시 내연기관차(연비 13km/L)의 주유비 1,600원 대비 500원(연비 13km/kWh) 수준으로, 일평균 40km 주행 시 내연기관차 5,000원 대비 완속충전 시 36% 수준으로 1,800원, 급속충전 시 4,000원이며, 개인 가정용 충전 시 300원으로 운행 가능하다.

충전요금은 100원/kWh지만, 수전설비비, 충전설비비 및 인프라 부지비, 운영비를 포함하고 있으며, 급속충전 시의 계약전력에 따른 기본요금이 부담된다. 한전전기차충전서비스의 사업성 분석결과 손익분기점(BEP) 도달기간은 8.6년이며 IRR은 7.21%로 최소 운영비용을 적용한 요금으로 해석된다.

전기차 충전 시장의 국내 전망
2010년대 전기차 충전 인프라 공급이 시작된 이래 현재 공공 및 민간의 충전소 설치가 본격화되기 시작했다. 충전시간도 과거 10시간 전후의 완속충전에서 30분 이내의 급속충전 및 무선충전의 도입 등 기술이 발전하고 있다. 전기차 보급률에 걸맞은 전기차 이동거리의 확대를 위해 마트, 주차장 등의 공공 분야와 고속도로 등의 급속충전기 중심으로 보조금 지급이 이루어지고 있다. 충전 인프라의 운영관리의 고도화와 더불어, 지역 네트워크 기반의 그리드 체제로의 전환이 기대된다.

2020년 국내 전기차 충전기는 총 9만 대가 설치될 것으로 전망되며, 시장 규모는 4,195억 원 수준으로 성장할 것으로 전망된다.

Frost&Sullivan에 의하면 2020년 국내 전체 충전기 규모가 보수적으로는 5만 대에서 낙관적으로는 12만 대까지 예상되나, 연평균성장률 50.7%로 2016년 11,600대에서 2020년에 총 9만 대가 설치될 것으로 전망된다. 세부 충전 타입별로 보면 무선충전은 국내도입이 가장 늦고, 느린 완속충전기가 2020년에 25,200대, 빠른 완속충전기가 62,100대, 급속충전기가 2,160대가 설치될 것으로 전망하고 있다. 국내 전체 시장 규모를 보게 되면, 2016년 858억 원에서 2020년 4,195억 원 규모로 연평균 37.4%의 성장을 보일 것으로 전망되고 있다.

페이고 모델의 경우 ROI와 사용유연성 측면에서 우위에 있지만, 브랜드 구축, 고객 확보, 수익 창출 측면에서 가입 자모델이 사업자에게 유리한 것으로 보인다.

한국전기차충전서비스에 참여하는 한국전력이 3,660기의 충전기 인프라 구축 이후 추가 사업 참여를 하지 않기로 하였는데, 이는 수익성을 목표로 하기보다는 정부 정책지원을 목표로 하는 에너지 사업 모델 발굴과 실증을 담당하는 것으로 역할분담이 되었기 때문으로 보인다.

계약전력에 따른 기본요금 등 전기차 충전소의 운영비중 전력비용 비율이 약 30~40%로, 실질적인 국내 전력판매의 독점적 공기업인 한국전력이 참여함으로써 원가에 근접한 서비스 제공이 가능할 것으로 보인다. 또한 충전설비에 필요한 인허가가 한국전력의 고유권한이므로 초기 인프라 구축의 시간과 비용 절감에 유리한 것으로 보이며 실질적인 초기 산업기반 구축을 통해 사업 경험과 노하우를 습득할 장을 민간에 제공할 것으로 기대된다.