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1 기본연구보고서 전기자동차보급의에너지수급영향분석 최도영박찬국김수일

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3 참여연구진 연구책임자 : 연구위원 최도영 연구참여자 : 전문연구원박찬국 연구위원 김수일 위촉연구원조은정 외부참여자 : 부산대학교원두환

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5 < 요약 > 1. 연구의필요성및목적 세계자동차시장의패러다임이내연기관자동차에서전기자동차로이행하고있다. 자동차배출가스에대한국제적인환경규제강화, 석유자원의고갈가능성증대, 고유가지속등이원인이다. 자동차수요자들은유가상승에대한부담으로고효율자동차에대한선호를높이고있다. 최근우리나라에서연비가높은경차와하이브리드자동차 (Hybrid Electric Vehicle: HEV), 수입경유 ( 클린디젤 ) 자동차의판매가두드러지게늘고있는것이이를입증한다. 하이브리드승용차시장은최근전세계적으로도급신장세를보이고있다. 온실가스및대기오염물질배출로인한환경악화우려가확대되고, 연료가격이상승하면서선진국들은순수전기자동차 (Electric Vehicle: EV) 및플러그인하이브리드자동차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV) 에대해관심을집중하고있다. 세계적인흐름으로볼때, 전기자동차는더이상선택의문제가아니라, 국제경제환경과자동차산업의판도를뒤흔들수있는핵심기술로인식되고있다. 뿐만아니라효과적인글로벌온실가스감축수단이자, 지속가능한환경을위한필수적인대안으로떠오르고있다. 미국, EU, 일본, 중국등세계주요국가들은전기자동차구매보조금지원, 세제혜택등의금전적인인센티브뿐만아니라주차및충전편의성부여, 차량운행관련인센티브제공등각종지원책을시행하고있다. 요약 i

6 국내시장에전기자동차의보급이확대될경우, 국가에너지수급및온실가스배출구조에는변화가발생할것으로예상된다. 전기자동차, 즉순수전기차 (EV), 플러그인하이브리드자동차 (PHEV), 하이브리드자동차 (HEV) 의기술별보급상황에따라에너지수급및온실가스배출에미치는영향은다르게나타날것이다. 만약하이브리드차의보급이확대될경우, 추가적인전력수요증가없이석유연료의소비감축이가능하다. 그러나전력망으로부터전기를충전해야하는전기자동차의보급이확산되면수송연료수요는빠르게감소하겠지만, 전력수요증대에따라발전용에너지수요는더욱늘어나게될것이다. 순수전기자동차의에너지효율성 ( 연비 ) 은내연기관자동차보다 4배정도높은것으로알려져있다. 그러나전기자동차의높은효율성에도불구하고, 에너지수급및온실가스배출에미치는영향은 1차에너지수급기준으로평가해볼필요가있다. 발전부문의전원구성이온실가스를많이배출하는석탄중심이며, 발전부문의에너지전환효율까지낮을경우, 전기자동차의높은연비에도불구하고 1차에너지소비와온실가스배출은늘어날수도있기때문이다. 전기자동차는에너지절약, 온실가스감축을위한유력한대안으로부상하고있으나, 우리나라에서는이에대한실증적인연구가거의이루어지지않았다. 특히, 최근에전력수요급증과설비증설제약으로전력수급에어려움을겪고있는우리상황에서는, 전기자동차의장점만을논하기전에전기차가에너지수급, 특히전력수급에미치는영향을면밀히검토할필요가있다. 본연구의목적은전기차보급이우리나라에너지수급과온실가스배출에미치는영향을분석하고, 장기적인전력수급안정성을평가하며, 수급안정방안을도출하는데있다. ii

7 2. 주요내용 본연구에서는우선적으로우리나라승용차시장에대한장기전망을수행하였다. 연구목적을달성하기위해서는전기자동차가시장에어느정도나보급될것인지를예측해야한다. 본연구는주요선행연구들과같이단순히전기차의시장점유율을가정하는방식을채택하지않고, 계량경제학적인분석방법을적용하여전기자동차의종류별, 차급별판매점유율을예측하였다. 전기자동차, 특히배터리와모터로만구동되는순수전기차는내연기관자동차와같이엔진배기량기준으로차급이구분되지않지만, 향후다양한배터리용량을가진모델들이개발된다고볼때, 다양한차급에서기존내연기관승용차를대체하게될것이다. 따라서본연구에서는분석결과의신뢰성을높이기위해차급별로종류별전기자동차의판매점유율을예측하였다. 이점은선행연구들과차별화되는부분중의하나이다. 승용차시장에대한전망은 KEEI-EGMS(KEEI Energy & Greenhouse Gas Modeling System) 의수송부문모형을확장 개선하여수행하였다. 모든전기자동차종류를반영하고, 차급별차량대체가가능하도록승용차분류를연료별, 기술별, 차급별로확장하였다. 승용차시장전망은세가지시나리오에대해서수행하였다. 첫번째는기준안으로서 EV, PHEV 등충전을필요로하는전기자동차및관련된충전인프라가정부의노력에도불구하고현수준에서더이상보급되지않는시나리오이다. 두번째는모든전기자동차가곧상용화되어시장에보급되는안으로, 정책및시장환경에따라다시두가지시나리오로구분하였다. 보급안Ⅰ은전기자동차기술발전이이루어지고, 충전인프라확충도진행되나, 세제지원등민간부문에대한정부의지원이 요약 iii

8 없는경우를가정하였다. 보급안Ⅱ는민간부문에대한정부의세제지원이지속되고, 기술개발이빠르게진행되어전기자동차용배터리가격이현재수준대비 2035년에 50% 하락하며, 충전시간도 1시간에서 30분으로단축되는안이다. 시나리오별로총승용차등록대수전망과기술 연료 차급별신규승용차판매비중예측결과를이용하여모든승용차종류에대한신규등록대수와총등록대수를도출하였다. 2035년의신규등록대수전망결과, 시나리오Ⅱ에서는휘발유승용차가 15만 9천대정도판매될것으로예상되어가장수요가낮을것으로예상되었다 ( 판매점유율 13.9%). 대신순수전기자동차의수요가급증하여 27만 7천대의수요가발생할것으로예상되었는데, 이는 2035년전체자동차내수규모 ( 가스 기타차량제외 ) 의 24.3% 에해당한다. 다음으로플러그인하이브리드자동차 (22.9%) 와하이브리드자동차 (21.0%), 경유승용차 (18.0%) 가뒤를이을것으로전망되었다. 시나리오Ⅱ에서의 2035년전기자동차총등록대수는 700만대수준으로전망되었다. 시나리오Ⅱ의총보급 ( 등록 ) 대수를보면, 전통적인내연기관승용차의보유비율은 2010년절대적인수준인 99.8% 에서 2035년에는 67.0% 까지하락할것으로예상된다. 순수전기자동차는 2035년에 11.7%, 플러그인하이브리드자동차는 11.0%, 하이브리드차는 10.6% 를점유하여세종류의전기차가엇비슷한보급률을기록할전망이다. 경유승용차는클린디젤차의높은연비에대한매력으로인해보유비율이 2010년 21.2% 에서 2035년 20.9% 로큰변화는없을것으로전망되었다. 전기자동차보급이시나리오Ⅱ의상황으로전개될경우에너지소비에미치는영향을살펴보면, 최종에너지수요는 2035년에기준안대 iv

9 비 1.4% 감소할전망이다. 최종에너지수요감소분은전량수송부문에서발생하게되는데, 2035년에기준안대비총 8.8% 의수송에너지 ( 석유류 ) 수요가줄어들것으로전망되었다. 최종에너지원별로는석유가 2035년에기준안수요보다 4.3% 감소하는대신전력이 1.5% 증가할것으로분석되었다. 2035년에신재생에너지도기준안대비 0.7% 줄어드는이유는경유수요감소에따라경유에일부포함되어있는바이오디젤이같은비율로줄어들기때문이다. 1차에너지기준으로보면, 전기차보급시나리오Ⅱ에서 2035년에기준안대비 0.4% 의에너지절약효과 (136만 TOE) 가있을것으로예상되었다. 에너지수요절감률이최종에너지기준보다작게나타나는이유는전력수요증가로인해에너지전환손실량이늘어나기때문이다. 1차에너지원별로보면, 2035년에석유가 4.2% 감소하는반면, 기저발전원인원자력과석탄의수요는기준안대비각각 3.2%, 1.7% 증가할것으로전망되었다. 이는전기자동차보급에따른최대전력수요증가로 2035년에기준안에서보다원자력과유연탄설비가더필요하다는것을의미한다. 전기자동차가보급되면, 에너지연소로인한우리나라온실가스배출도줄어들전망이다. 2035년기준으로기준안대비약 1.1% 의온실가스배출감축효과가있을것으로전망되었다. 온실가스저감효과는 1차에너지수요절감률 (0.4%) 보다는크게나타날것이다. 이는상대적으로온실가스를많이배출하는석유수요가크게줄어들고, 온실가스배출이없는원자력발전량은증가하기때문이다. 만약, 우리나라의전원계획이원자력의역할을일정수준이상으로유지하면서천연가스와신재생에너지의이용을높이는기조를유지한다면, 전기자 요약 v

10 동차보급을활성화하면할수록온실가스배출감축효과는더크게 나타날것이다. 3. 정책제언 전기자동차보급확대는석유의존도를낮추는대신전력수급안정이라는또다른과제를우리에게던져준다. 연구에의하면, 기준안보다 2035년전력수요 ( 판매 ) 량은크게증가하지않으나 (1.5%), 전력수급에중요한최대전력수요는큰폭으로늘어날전망이다. 시나리오Ⅱ 에대한분석결과, 스마트그리드활용이이루어지지않을경우전기자동차로인한첨두부하증가량은 2035년기준으로 13.9GW에달할전망이다. 따라서빠른기술발전과각국정부의지원정책으로세계자동차시장이플러그인하이브리드차와순수전기차로급속히이행될경우를대비하여장기적전력수급안정방안을강구해야할필요가있다. 이는전력수요급증과발전설비증설의어려움으로매년동 하계전력수급안정을최우선과제로다룰수밖에없는우리나라의경우더욱심각한문제로다가올수있다. 따라서전기자동차보급촉진과함께장기적인전력수급안정방안도마련해나가야한다. 우선은전기자동차충전수요가여름및겨울철최대부하시간대에집중되지않도록분산하는정책이중요하다. 이에대한방안으로는 배터리교환 사업을활성화하는방법이있다. 즉, 전력수요가낮은시간대에배터리를충전해두었다가마치주유소에서연료를보충하듯이배터리를교환해주는비즈니스모델을개발할필요가있다. 보다장기적인대안은스마트그리드를통한전력부하관리이다. 스마트그리드가적극적으로 vi

11 활용된다면, 시나리오Ⅱ의경우에도 2035년의첨두부하는 4.1GW 증가하는데머물것이다. 이는스마트그리드활용전첨두부하증가량 (13.9GW) 보다약 10GW 낮은것으로, 1GW급원자력발전소 10기를대체할수있는용량이다. 또한, 스마트그리드의핵심요소인에너지저장시스템 (Energy Storage System) 을적극활용한다면첨두부하를더욱낮출수있다. 전기자동차보급은우리나라에서분명히에너지수요절감과온실가스감축에기여할수있는대안이될수있다. 향후이분야에대한보다심도있고정밀한연구가지속되어야하겠지만, 일부선행연구에서지적하고있는것처럼 전원구성정책 의향방이매우중요하다. 경우에따라서는전기자동차보급을통한온실가스배출감축이어려워질수도있다. 일본후쿠시마원전사태의영향으로우리나라발전원의상당부분을차지하고있는원자력발전의역할이크게축소된다면, 유연탄발전의존도가높고신재생에너지발전비중이낮은우리나라에서는 EV, PHEV 등전기자동차가온실가스감축을위한유력한대안이되지못할수도있다. 또한 EV, PHEV는충전인프라부재, 배터리기술 ( 성능 ) 의한계, 긴충전시간과짧은주행거리로인한불편함, 높은자동차가격등으로가까운미래에대량으로보급되기는어렵다. 따라서순수전기자동차로이행해가는과정에서상당기간하이브리드승용차가중요한역할을담당할가능성이크다. 이는중장기적으로는순수전기자동차및배터리기술개발을지속추진하되, 현실적인대안인하이브리드차의성능 ( 배터리기술 ) 향상도매우중요하다는것을시사한다. 우리나라와같이전력수급에여유가없는환경에서는전력최대수요에영향을미치지않는하이브리드차의장점이분 요약 vii

12 명히존재한다. 또한전기자동차부문에대한국제협력을강화해나가야한다. 일본, 미국등우리나라보다전기자동차부문에서기술적으로앞서있는국가들과긴밀히협력하고, 서로의장점을공유하면전기자동차를통한에너지수요절약및온실가스배출감축을보다앞당길수있을것이다. viii

13 ABSTRACT 1. Research Purpose The paradigm in the global automobile market is shifting from internal combustion engine cars to electric vehicles. There are various causes, such as strengthened international environmental regulations on automotive exhaust gases, increased possibility of depletion of oil resources, and continually high oil prices. Advanced countries are demonstrating greater interest in Electric Vehicles (EVs) and Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs). Electric vehicles are no longer a choice but a necessity. They are becoming key technologies that can completely change the flow in the international economic environment and automotive industry. Increased dissemination of electric vehicles in the Korean market is expected to trigger changes in national energy supply and demand as well as the greenhouse gas emissions. Increased dissemination of hybrid cars would enable reduced consumption of oil without additional demand for electricity. However, further dissemination of electric vehicles, which require charging through a power grid, would lead to a rise in energy demand for power generation, although there would be a further drop in transportation fuel demand. It is said that the energy efficiency of electric vehicles is approximately four times higher than that of internal combustion engine cars. However, electric Abstract i

14 vehicles' influence on energy supply and demand as well as greenhouse gas emissions should be assessed based on primary energy supply. The key purpose of this research is to analyze the influence of dissemination of electric vehicles on Korea s energy supply and demand and greenhouse gas emissions, to evaluate long-term stability in electricity supply and demand, and to suggest some policy instruments to lower electricity peak demand. 2. Summary The first step of this research involved making a long-term forecast on the Korean passenger car market. A couple of studies that were previously conducted adopted a simple approach where the market share of electric vehicles was assumed. Rather than applying such an approach, this research employed an econometric approach to forecast the market share of electric vehicles by type and grade. Outlooks on the passenger car market was made by expanding and improving the transport sector model of KEEI-EGMS (KEEI Energy & Greenhouse Gas Modeling System). Forecasts on the passenger car market were made for three different scenarios. The first scenario, which is the base case, assumes that there will be no further dissemination of electric vehicles that require charging, such as EVs and PHEVs, and the relevant charging infrastructure despite government efforts. The second scenario assumes that all electric vehicles will soon be commercialized and released in the market. ii

15 This scenario was broken down into two scenarios according to policies and the market. The number of newly registered vehicles and total registered vehicles was forecast for all types of passenger cars in accordance with the defined scenarios. In Scenario II, the number of total registered electric vehicles in 2035 was forecast at around 7 million. The percentage of total registered vehicles accounted for by traditional internal-combustion engine cars is expected to drop from a whopping 99.8% in 2010 to 67.0% in The share of total registered vehicles taken up by EVs, PHEVs, and hybrid cars is expected to be 11.7%, 11.0%, 10.6%, respectively, in The three types of electric vehicles will likely record a similar dissemination rate. The percentage accounted for by diesel-powered passenger vehicles will likely indicate little change, from 21.2% in 2010 to 20.9% in 2035, attributable to high fuel efficiency of clean diesel vehicles. The influence the dissemination of electric vehicles will have on energy consumption was examined assuming that Scenario II will become reality. Final energy demand will likely decrease 1.4% compared to the base case in The reduction in final energy demand will entirely take place in the transport sector. Transport energy (petroleum) demand is forecast to fall 8.8% compared to the base case in By final energy source, oil demand will likely decrease 4.3% but electricity demand will likely go up 1.5% compared to the base case in In terms of primary energy, it is Abstract iii

16 expected that there will be primary energy-saving effects (1.36 million TOE) of 0.4% compared to the base case in 2035 according to Scenario II, where further dissemination of electric vehicles is assumed. The decrease rate of primary energy demand is lower than that of final energy because of a rise in the amount of energy conversion loss in the power generation sector, attributable to increased electricity demand. By primary energy source, it is forecast that oil demand will drop 4.2% compared to the base case in 2035, while demand for nuclear and coal, which is based-load power, will go up 3.2% and 1.7%, respectively. Once dissemination of electric vehicles takes place, Korea's greenhouse gas emissions from energy combustion will likely go down. It is expected that there will be greenhouse gas emission reduction effects of approximately 1.1% compared to the base case in Greenhouse gas reduction effects will be greater than the decrease rate of primary energy demand (0.4%). This is attributable to a substantial drop in demand for oil, which emits a relatively large amount of greenhouse gases, and a rise in the amount of nuclear power generation, which does not discharge greenhouse gases. 3. Policy Implications Research results indicate that electricity demand (sales) will not substantially rise (1.5%) compared to the base case, but that there iv

17 will be a considerable increase in electricity peak demand, which is critical in the stability of electricity supply and demand. The outcome of analysis of Scenario II shows that the increase in peak load caused by electric vehicles will reach 13.9GW in 2035 if a smart grid is not used. As such, there is a need to come up with measures to stabilize electricity supply and demand in preparation for the rapid spread of EVs and PHEVs that will be enabled by rapid technological advancements and government support policies implemented in countries all across the globe. This is all the more important to Korea, a country that places the highest priority on stabilizing electricity supply and demand in the summer and winter every year due to a sharp rise in electricity demand. What is important, first of all, is a policy that would distribute demand for charging electric vehicles so that it is not concentrated in peak load time in the summer and winter. One way would be to promote the 'battery exchange' business. In other words, there is a need to develop a business model where battery is charged in time zones when there is low electricity demand, and the battery is exchanged when there is charging demand. A longer-term approach would be to manage electricity load through a smart grid. Active use of a smart grid would mean that peak load would increase by a mere 4.1GW in 2035 even in case of Scenario II. This is approximately 10GW lower than the rise in the peak load (13.9GW) that is assumed when a smart grid is not used. Abstract v

18 Dissemination of a great number of EVs and PHEVs in the near future seems difficult due to several reasons, including the absence of a charging infrastructure, limitations in battery technologies (performance), inconvenience caused by long charging hours and short driving distance, and high automobile prices. As such, there is a high possibility that hybrid vehicles will perform an important role in reducing greenhouse gas emissions for a considerable period. This implies that EV and battery technology development should be continually carried out, while focusing also on improving the performance of hybrid vehicles, which are a practical alternative. Moreover, international cooperation needs to be bolstered in the electric vehicle sector. Sharing electric vehicle technologies with advanced countries would enable earlier achievement of energy demand and greenhouse gas emission-reducing effects that are brought about by electric vehicles. vi

19 제목차례 제 1 장서론 1 1. 연구배경및필요성 1 2. 연구목적및범위 3 제2장세계전기자동차보급현황및전망 7 1. 전기자동차의정의및특징 7 가. 하이브리드자동차 9 나. 플러그인하이브리드자동차 12 다. 순수전기자동차 주요국의전기자동차보급계획및정책 17 가. 개요 17 나. 미국 19 다. 일본 21 라. EU 23 마. 중국 32 바. 우리나라 34 사. 종합비교및시사점 세계전기자동차보급동향 전기자동차보급시나리오및전망사례 47 가. Solar & Energy 전망 47 나. HIEDGE 전망 55 차례 i

20 다. IEA 전망 57 라. Global Data 전망 59 제3장국내전기자동차시장전망 전망개요및시나리오설정 승용차등록추이 63 가. 비사업용승용차 63 나. 사업용승용차 전체승용차시장전망 72 가. 방법론 72 나. 주요전제 80 다. 승용차시장전망결과 ( 기준안 ) 전기자동차시장보급률예측 90 가. 방법론및선행연구 90 나. 자료설명 94 다. 소비자효용함수설정 99 라. 추정결과 105 마. 시장점유율전망 차종별승용차시장전망 132 가. 시나리오별시장전망및비교 132 나. 시사점 143 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 주요선행연구 145 ii

21 가. 해외연구 145 나. 국내연구 분석방법및주요가정 163 가. 분석방법 163 나. 주요가정 분석결과 179 가. 에너지수급영향 179 나. 온실가스배출영향 188 제5장 V2G 효과분석및정책제언 V2G를이용한전력수요관리효과분석 189 가. 스마트그리드를통한전력수요관리 189 나. 스마트그리드의전기자동차전력수요관리효과분석 192 다. V2G 도입장애요인 203 라. V2G 활성화방안 연구결과의시사점및전력수급안정방안 208 제 6 장결론 217 참고문헌 225 차례 iii

22 표차례 < 표 2-1> 전기자동차종류 8 < 표 2-2> 일본의차종별승용차보급목표 21 < 표 2-3> 일본차세대자동차육성 6대전략 22 < 표 2-4> 중국친환경차발전단계별주요목표 34 < 표 2-5> 국내그린카발전로드맵주요목표 35 < 표 2-6> 전기자동차개발지원현황및계획 38 < 표 2-7> EV PHEV 관련정책비교 39 < 표 2-8> 국가별전기자동차구매보조금현황및계획 40 < 표 2-9> 국가별전기자동차관련세금감면현황및계획 40 < 표 2-10> 국가별전기차관련기타인센티브현황 41 < 표 2-11> 전기자동차판매비율 44 < 표 2-12> 전기자동차판매현황 47 < 표 2-13> 수요요인별가중치 49 < 표 2-14> 국가별전세계전기자동차판매전망 50 < 표 2-15> 기술별전세계전기자동차판매전망 52 < 표 2-16> 우리나라기술별전기자동차판매전망 55 < 표 2-17> 블루맵시나리오의세계 EV 및 PHEV 판매량 57 < 표 3-1> 배기량별비사업용승용차등록대수 64 < 표 3-2> 연료별비사업용승용차등록대수 67 < 표 3-3> 연료별사업용승용차등록대수 72 < 표 3-4> 연료별배기량별신규자동차판매비중 76 < 표 3-5> 주요전망전제 81 < 표 3-6> 비사업용승용차등록대수전망 87 iv

23 < 표 3-7> 승용차 ( 사업 비사업용 ) 등록대수전망 ( 기준안 ) 89 < 표 3-8> 조사개요 95 < 표 3-9> 지역 성 연령별표본할당 95 < 표 3-10> 속성및속성수준 99 < 표 3-11> 효용함수변수 103 < 표 3-12> 승용차구입의사분포 104 < 표 3-13> 응답자특성 105 < 표 3-14> 경차시장효용함수추정 106 < 표 3-15> 소형차시장효용함수추정 107 < 표 3-16> 중형차시장효용함수추정 108 < 표 3-17> 대형차시장효용함수추정 109 < 표 3-18> 친환경차보급시나리오Ⅰ 117 < 표 3-19> 경차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 118 < 표 3-20> 경차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 119 < 표 3-21> 소형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 119 < 표 3-22> 소형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 120 < 표 3-23> 중형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 121 < 표 3-24> 중형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 122 < 표 3-25> 대형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 123 < 표 3-26> 대형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 123 < 표 3-27> 하이브리드자동차보급지원정책 124 < 표 3-28> 전기자동차보급지원정책 125 < 표 3-29> 경차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 127 < 표 3-30> 경차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 128 차례 v

24 < 표 3-31> 소형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 129 < 표 3-32> 소형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 129 < 표 3-33> 중형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 130 < 표 3-34> 중형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 130 < 표 3-35> 대형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 131 < 표 3-36> 대형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 131 < 표 3-37> 승용차총등록대수전망 ( 기준안 ) 132 < 표 3-38> 2035년승용차신규등록대수 ( 보급시나리오Ⅰ) 136 < 표 3-39> 승용차총등록대수전망 ( 보급시나리오Ⅰ) 137 < 표 3-40> 2035년승용차신규등록대수 ( 보급시나리오Ⅱ) 140 < 표 3-41> 승용차총등록대수전망 ( 보급시나리오Ⅱ) 142 < 표 4-1> 우리나라기술별전기자동차판매전망비교 175 < 표 4-2> 연료별승용차연평균주행거리 (2010년기준 ) 177 < 표 4-3> 내연기관자동차연비 (2010년기준 ) 178 < 표 4-4> 순수전기자동차 (EV) 연비 178 < 표 4-5> 플러그인하이브리드 (PHEV, Chevrolet Volt) 연비 178 < 표 4-6> 기준안수요전망 182 < 표 4-7> 보급시나리오Ⅰ 수요전망 183 < 표 4-8> 보급시나리오Ⅱ 수요전망 184 < 표 4-9> 에너지수요변화율 ( 시나리오Ⅰ/ 기준안 ) 186 < 표 4-10> 에너지수요변화율 ( 시나리오Ⅱ/ 기준안 ) 187 < 표 4-11> 온실가스배출전망 188 < 표 5-1> 전기자동차의 V2G를통한방전용량 196 < 표 5-2> 전기자동차의첨두부하시간대전력망연결비중 (%) 198 vi

25 그림차례 [ 그림 2-1] 전기자동차분류 8 [ 그림 2-2] 하이브리드자동차의구동방식에따른구분 11 [ 그림 2-3] 대표적하이브리드승용차 11 [ 그림 2-4] 플러그인하이브리드자동차 ( 병렬식 ) 구동방식 12 [ 그림 2-5] Chevrolet Volt (PHEV) 13 [ 그림 2-6] 순수전기자동차구동개념도 14 [ 그림 2-7] 폐차처리된 GM의전기차 E1 15 [ 그림 2-8] 국내그린카보급목표 35 [ 그림 2-9] 업체별전기자동차판매실적 45 [ 그림 2-10] 국가별전기자동차판매실적 46 [ 그림 2-11] 국가별전기자동차판매전망 50 [ 그림 2-12] 기술별전기자동차판매전망 52 [ 그림 2-13] 우리나라기술별전기자동차판매전망 54 [ 그림 2-14] 플러그인하이브리드차보급추이및전망 56 [ 그림 2-15] 전기자동차보급전망 56 [ 그림 2-16] PHEV 및 EV 연간판매량전망 (IEA 블루맵시나리오 ) 58 [ 그림 2-17] 경량자동차연간판매량전망 (IEA 블루맵시나리오 ) 58 [ 그림 2-18] 순수전기자동차 (EV) 판매전망 60 [ 그림 3-1] 배기량별비사업용승용차등록대수추이 65 [ 그림 3-2] 배기량별비사업용승용차보급비중 65 [ 그림 3-3] 경형승용차등록대수추이 66 [ 그림 3-4] 연료별비사업용승용차보급추이 68 차례 vii

26 [ 그림 3-5] 비사업용휘발유승용차차급별비중 (2011년) 69 [ 그림 3-6] 비사업용경유승용차차급별비중 (2011년) 69 [ 그림 3-7] 비사업용 LPG 승용차차급별비중 (2011년) 70 [ 그림 3-8] 연료별비사업용승용차보급추이 ( 기타 ) 71 [ 그림 3-9] KEEI-EGMS 비사업용승용차모듈의구조및연산흐름 75 [ 그림 3-10] GDP 전제 81 [ 그림 3-11] 인구전제 82 [ 그림 3-12] 실질국제유가 ( 두바이유 ) 82 [ 그림 3-13] 주요국의승용차대당인구수 (2010년) 83 [ 그림 3-14] 주요국자동차보유추이 84 [ 그림 3-15] 우리나라비사업용승용차대당인구수전망 85 [ 그림 3-16] 비사업용승용차등록대수전망 85 [ 그림 3-17] 연료별비사업용승용차등록대수전망 86 [ 그림 3-18] 사업용승용차등록대수 88 [ 그림 3-19] 승용차종류별 연료별등록대수 ( 기준안 ) 89 [ 그림 3-20] 연비계수추정결과비교 110 [ 그림 3-21] 주유시간계수추정결과비교 111 [ 그림 3-22] 이산화탄소계수추정결과비교 111 [ 그림 3-23] 자동차세계수추정결과비교 112 [ 그림 3-24] 자동차가격계수추정결과비교 113 [ 그림 3-25] 승용차차종별등록대수 ( 기준안 ) 133 [ 그림 3-26] 자동차시장별수요비율 ( 보급시나리오Ⅰ) 135 [ 그림 3-27] 승용차차종별등록대수 ( 보급시나리오Ⅰ) 137 [ 그림 3-28] 자동차시장별수요비율 ( 보급시나리오Ⅱ) 139 viii

27 [ 그림 3-29] 시나리오별승용차신규수요비율변화 (2035년) 141 [ 그림 3-30] 승용차차종별등록대수 ( 보급시나리오Ⅱ) 142 [ 그림 4-1] 시나리오별전기자동차보급전망 162 [ 그림 4-2] KEEI-EGMS 개략도 165 [ 그림 4-3] KEEI-EGMS 구조 166 [ 그림 4-4] 비사업용자동차모듈의연산흐름 170 [ 그림 4-5] 최종및 1차에너지절약효과 180 [ 그림 4-6] 최종부문석유및전력수요변화효과 180 [ 그림 5-1] 스마트그리드활용에따른전기자동차첨두부하영향 202 [ 그림 5-2] V2G 활용여부에따른전기자동차첨두부하영향 203 차례 ix

28

29 제 1 장서론 1. 연구배경및필요성 세계자동차시장의패러다임이내연기관자동차에서전기자동차등 그린카 로이행중이다. 자동차배출가스에대한국제적인환경규제강화, 석유자원의고갈가능성증대, 고유가지속등이원인이다. 전기자동차중배터리로만구동하는순수전기자동차 (Electric Vehicle: EV) 시장은현재도입단계에있다. 온실가스및대기오염물질배출과관련된환경악화에대한우려가확대되고, 연료가격이상승하면서많은선진국들이 EV에관심을갖게되었다. 자동차수요자들은유가상승으로인한연료비부담증가로고효율자동차에대한선호를확대하고있다. 최근우리나라에서연비가높은경차와하이브리드자동차 (Hybrid Electric Vehicle: HEV), 수입경유자동차의판매가두드러지게늘고있는것이이를입증한다. 하이브리드차시장은최근전세계적으로도급신장세를보이고있다. 주요선진국들은연비규제강화, 그린카개발 보급등을통해수송부문의온실가스배출감축및자동차산업의국제경쟁력강화를적극추진하고있다. 이러한대 내외환경변화로전기자동차등 그린카 개발이세계자동차산업의핵심이슈로등장하였다. 주요국들은녹색성장달성을위한신성장동력으로그린카를선택하고, 그린카주력차종발굴과기술개발, 보조금및세제지원등을통해관련산업육성을추진하고있다. 미국은 2011년 2월에 2015년까지 100만대의 제 1 장서론 1

30 전기자동차보급을목표로하는계획을발표하였고, 일본은 차세대자동차전략 (2010년 4월 ) 수립을통해전기동력자동차에사용되는배터리기술개발에향후 5년간 210억엔 (2,900억원 ) 을지원할예정이다. 독일도 2011년까지배터리등기술개발사업에 5억유로를지원하고, 2020년전기차 300만대, 연료전지차 (Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV) 50만대이상보급을목표로하고있다. 국제에너지기구 (IEA) 는전기자동차보급확대를위한중장기로드맵을발표하고 (2011년 3월 ), 로드맵비전의달성과정에대한진행상황확인및정기적인보고를예정하고있다. 우리나라도그린카발전로드맵인 세계 4강도약을위한그린카산업발전전략및과제 ( 10.12) 를발표하고, 후속조치들을이행중이다. 국내시장에전기자동차의보급이확대될경우, 국가에너지수급및온실가스배출구조에는변화가발생할것으로예상된다. 전기자동차즉순수전기차 (EV), 플러그인하이브리드자동차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV), 하이브리드자동차 (HEV) 의기술별보급상황에따라에너지수급및온실가스배출에미치는영향은다르게나타날것이다. 보급초기단계에배터리충전이필요없는하이브리드차의보급이확대될경우, 추가적인전력수요증가없이휘발유 경유등의소비감소가예상된다. 그러나전력망으로부터전기를충전해야하는플러그인하이브리드차및순수전기차보급이늘게되면수송연료수요는더욱감소하게되지만, 전력소비증가에따른발전용에너지수요는증가할것이다. 따라서전기자동차의수급영향은 1차에너지수요기준으로평가할필요가있다. 발전부문의전원구성이온실가스를많이배출하는구조이며, 발전부문의에너지전환효율까지 2

31 낮다면, 전기자동차의높은에너지효율성에도불구하고 1차에너지소비와온실가스배출은오히려늘어날가능성도존재한다. 유럽에서는전기차보급이 1차에너지소비뿐만아니라기존석유류소비도줄이지못할것이라는견해도존재한다 (CE Delft, 2010). 이는온실가스배출규제정책에서허용하고있는전기차에대한지나친 특혜 (super credit) 의영향으로, 전기차보급과함께기존내연기관승용차보급도줄지않을것이라는가정에근거한다. 1) 또한, 중국의세지역을대상으로한연구 (Wu et al., 2012) 는석탄의발전비중이높은지역에서전기자동차 (EV, PHEV) 보급을통해온실가스배출을줄이는것은어려운일이라는점을지적하였다. 전기자동차는에너지절약, 온실가스감축, 전력수급안정 ( 스마트그리드활용 ) 을위한유력한대안으로거론되고있으나, 우리나라의경우그효과에대한실증적인연구는거의전무한실정이다. 특히, 최근의빠른전력수요증가와설비공급의제약으로인하여매년전력수급에어려움을겪고있는우리나라의입장에서는전기자동차의장점만을이야기하기전에전기차가에너지수급, 특히전력수급에미치는영향을면밀히검토할필요가있다. 2. 연구목적및범위 본연구는전기자동차보급이우리나라에너지수급과온실가스배 1) super credit 이란자동차제작 판매업체가전기자동차 1 대를판매할경우, 판매실적을 1 대가아닌 3 대로인정해주는제도를말한다. 따라서온실가스배출이적은전기자동차를많이판매하는업체일수록, 회사별로적용되는승용차평균 CO 2 배출허용기준을달성하는데여유가생기게된다. 그러므로해당업체는매출향상을위해내연기관승용차의판매량도더욱늘릴것이라는논리이다. 제 1 장서론 3

32 출에미치는영향을평가하는것을주요목적으로한다. 정부의정책추진및기술발전에따른전기자동차 (EV, PHEV, HEV) 보급예측을통해우리나라의에너지수급및온실가스배출량변화를전망하고, 전력수급의안정성을평가하고자한다. 이를위해먼저전기자동차를포함한우리나라의미래승용차시장규모를예측한다. 장기승용차시장전망은 KEEI-EGMS(Energy & Greenhouse Gas Modeling System) 의수송부문모형확장을통해수행한다. 2) 전체승용차시장중에서전기자동차의판매규모를전망하기위해서는 2011년수행된설문조사자료와이산선택모형을이용한다. 승용차시장을경형, 소형, 중형, 대형등차급별로구분하고, 각시장별로기술별전기자동차의수요점유율을도출하였다. 전기자동차보급의효과를분석하기위하여먼저기술별, 연료별, 차급별승용차시장규모에대한기준전망을수행한후, 정부의전기자동차보급정책및기술개발속도에대한 2개의시나리오를설정하여승용차시장전망을수행한다. 연도별승용차시장 ( 판매대수 ) 에대한장기전망결과는 KEEI-EGMS 모형의입력자료로활용되어우리나라전체에너지수요및온실가스배출전망을가능하게해준다. 본연구는시나리오별에너지수요및온실가스배출전망을비교함으로써전기자동차의보급효과를파악하고자한다. 즉, 전기차보급이에너지수요및온실가스감축과에너지원별수급구조에미치는영향을평가한다. 또한전력수요 ( 판매 ) 량뿐만아니라전기자동차가최대전력수요에미치는영향도분석한다. 만약전기차가최대전력수요를크게증가시키는역할을한다면, 2) 기존의연료별승용차시장을전기자동차를포함한연료별, 차급별시장으로세분화한다. 4

33 전력수급을안정화하기위한대안을모색하는것도본연구의중요한목적이다. 특히, 스마트그리드와결합된 V2G (Vehicle to Grid) 기술이전기자동차가증가시키는전력의최대수요를얼마나억제할수있는지알아보도록한다. 본연구의구성은다음과같다. 제2장에서는연구에서다룰전기자동차를정의한다. 즉, 전기자동차기술의범위와각기술별전기자동차의장 단점등특징들을자세히소개하도록한다. 또한주요국의최근전기자동차보급계획및정책을비교분석하고시사점을도출한다. 마지막으로는세계전기자동차보급동향을알아보고, 여러기관 ( 컨설팅기업포함 ) 의전기자동차시장전망에대해소개하도록한다. 제3장은본연구의핵심부분중의하나인전기자동차를포함한우리나라승용차시장전망을주요내용으로한다. 이를위해전기자동차의기술별, 크기 ( 배터리용량 ) 별시장보급을반영할수있는모형을개발하였다. 그리고적절한시나리오설정을통해전기자동차보급확산을가정하고연료별, 기술별, 차급별로승용차시장규모 ( 등록대수 ) 를전망하였다. 본연구가기여한부분중의하나는설문조사자료와계량경제학적방법론을이용하여기술별, 차급별전기자동차의시장수요를도출하였다는것이다. 대부분의선행연구가전기자동차보급을단순히시나리오로가정하여분석하였으나, 본연구는전기자동차의차급별시장수요를경제학적인방법을이용하여전망하였다는점에서차별성을가진다. 제4장에서는전기자동차보급이에너지수급및온실가스배출에미치는영향을분석하였다. 먼저방대한분량의국 내외선행연구들을정리하여소개하였다. 선행연구조사를통하여본연구에서규명 제 1 장서론 5

34 하고자하는핵심내용들을개략적으로조망해볼수있다. 다음으로분석에사용된연비와주행거리에대한자료를설명하고, KEEI-EGMS 를이용하여자동차연료별주행거리와연비를전망하였다. 최종적으로전기자동차보급이에너지수요와온실가스배출에미치는영향을분석하였다. 제5장에서는본연구에서도출한주요한시사점을제시하고, V2G 를이용한전력수요관리효과를분석한다. 이를통해스마트그리드를이용한전력수요관리가어느정도가능한지를짚어보고, 전기자동차로인해증가하는최대전력수요를억제할수있는방안을논의하도록한다. 마지막으로제6장에서는연구결과를종합 정리하고, 결론을도출한다. 본연구결과는중 장기에너지수급정책수립의참고자료로활용될수있을것이며, 장기적인에너지수급안정과전기자동차보급정책등의개발에기여할수있을것으로기대한다. 6

35 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 1. 전기자동차의정의및특징 전기자동차는전기배터리와전기모터를사용하여구동하는자동차를통칭하며, 정부가정하고있는그린카 3) 의일종이다. 전기자동차도배터리및모터의역할이나전기를이용하는구동프로세스에따라순수전기자동차 (Electric Vehicle: EV), 플러그인하이브리드자동차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV), 하이브리드자동차 (Hybrid Electric Vehicle: HEV), 연료전지자동차 (Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV) 로구분할수있다. 본연구에서는 전기자동차 라는용어를연료전지차를제외한순수전기자동차 (EV), 플러그인하이브리드자동차 (PHEV), 하이브리드자동차 (HEV) 를통칭하는것으로한정한다. 또한용어혼란을방지하기위하여 Electric Vehicle 은 순수전기자동차 또는 EV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle 은 플러그인하이브리드자동차 또는 PHEV, Hybrid Electric Vehicle 은 하이브리드자동차 또는 HEV 로표기하기로한다. 3) 그린카는 전력기반차 와 엔진기반차 로구분된다. 전력기반차는화석연료가아닌전기, 연료전지등을사용하여직 간접적으로 고출력전기동력 을생성하여구동하는자동차로전기자동차 (EV), 플러그인하이브리드자동차 (PHEV), 하이브리드자동차 (HEV), 연료전지자동차 (FCEV) 로세분된다. 엔진기반차로는 Euro-5 이상의배기가스배출기준을만족하는클린디젤자동차 (CDV; Clean Diesel Vehicle) 가있다. 태양광자동차와천연가스자동차도그린카에포함된다 ( 관계부처합동, 세계 4 강도약을위한그린카산업발전전략및과제, ) 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 7

36 < 표 2-1> 전기자동차종류 종류 전기자동차 (EV) 플러그인하이브리드차 (PHEV) 하이브리드차 (HEV) 개념및특징 - 모터와전기로만구동되는자동차로, 운행중에배출가스가전혀발생하지않는무공해차 - 충전후 150 km내외만운행이가능하므로충전인프라구축및배터리성능향상이과제 - 단거리에서는전기로만운행하다가장거리를운행할경우엔진을구동하는자동차 - 하이브리드차와달리배터리를충전하기때문에충전인프라가필요 - 엔진과모터를함께사용하는자동차로구동시내연기관과모터를적절히작동하여연비를향상 - 전기주행은 5 km내외로가능하며, 배터리를충전하지않기때문에충전인프라는불필요 자료 : 지식경제부 환경부 국토해양부 녹색성장위원회보도자료 ( 범정부차원의첫그린카발전로드맵발표 ), [ 그림 2-1] 전기자동차분류 자료 : 한국수출입은행, 전기자동차시장현황및전망,

37 가. 하이브리드자동차 하이브리드자동차 (HEV) 는하나의자동차에 2종류이상의엔진을장착하거나, 2종류이상의연료를사용할수있는자동차를말한다. 현재의하이브리드자동차는가솔린이나디젤엔진의내연기관과전기모터를함께동력원으로쓰는형태가가장일반적이다. 우리나라에서는 2000년대후반부터본격적으로시장에보급되고있다. 하이브리드자동차의개념은이미 1909년에특허가출원될정도로오래되었으나최근전기자동차개발과정에서새롭게조명되기시작하였다 ( 최도영 이상열, 2011). 하이브리드차량은내연기관과전기모터를동시에사용하는데, 버려지는에너지를회생하여사용하는기술이접목되어있다. 대표적인것이 stop and start 시스템 ( 또는 idle stop and go 시스템 ) 이다. 이는차량이정지할때 ( 브레이크작동 ) 에는엔진과모터등모든구동기관이정지하고, 출발 ( 가속페달작동 ) 시다시순간적으로엔진이시동되는기술이다. 또한, 회생제동브레이크시스템 (Regenerative break system) 은브레이크를밟을때, 열로버려지는마찰에너지를전기에너지로회수하는기술로, 대부분의하이브리드차량에적용되고있다 (Solar&Energy, 2011). 하이브리드차는연료가많이이용되는순간에엔진대신전기모터를작동함으로써연비를높이게되는데, 전기에너지는주로엔진구동력을통해얻어지고일부는회생제동브레이크시스템으로부터얻어진다. 하이브리드자동차는동력전달방식에따라직렬형, 병렬형, 복합형으로나눈다. 직렬형은주로전기모터만사용해서자동차를움직이고, 엔진은주로배터리를충전하는방식이다. 이방식은내연기관이발전기역할만을하고전기에너지만을이용해서모터를구동하여자 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 9

38 동차를운행한다. 특징은내연기관이발전기의역할만을수행하므로배기량이그렇게크지않아도되고, 최근에는배터리의발달로인해 플러그인 (plug-in) 개념이도입됨에따라가정에서전기로배터리를충전할수있어가솔린을전혀태우지않고도일정기간주행을할수있다는장점이있다. 하지만구동력이전부모터로전달되기때문에모터와배터리가대형이고중량이커서원가와공간면에서불리하다는단점이있다. 병렬형은주로엔진을이용하여자동차를구동하면서전기모터가보조역할을하는방식이다. 이방식은많은힘을필요로할때배터리에서전기에너지를가져와모터를구동하는힘과엔진의구동력을합하여큰출력을낼수있고, 저속구간에서는전기에너지만을이용하여주행할수있다. 100% 전기에너지를이용하여구동하지않기때문에일반내연기관자동차를몰던운전자들에게운전의이질감이없으며일반주행에서도큰불편함없이운행할수있다. 4) 하이브리드자동차는외부로부터전기충전을하지않기때문에, 전기자동차의단점인 1회충전시의주행거리가짧고충전이불편하다는 ( 긴충전시간, 충전인프라부족등 ) 문제가발생하지않는다. 또한배터리기술향상으로엔진크기를줄일수있다면, 연비를크게개선할수있기때문에전기자동차로이행해가는과도기에매력적인대안의하나로평가된다. 5) 4) 조선비즈기사 경제운전이어렵다면, 하이브리드자동차선택 ( ) 참조 5) 반면, 고속도로에서와같이전기모터의활용도가낮을경우오히려연비가하락할수있으며, 차량이비싸다는문제점이있다 ( 최도영 이상열, 2011). 10

39 [ 그림 2-2] 하이브리드자동차의구동방식에따른구분 자료 : Solar&Energy(2011) [ 그림 2-3] 대표적하이브리드승용차 Prius Civic 자료 : 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 11

40 나. 플러그인하이브리드자동차 플러그인하이브리드자동차 (PHEV) 는주동력원으로배터리와모터를사용하고, 보조동력원으로내연기관을사용한다. 즉, 배터리가방전되었을시에내연기관엔진이작동하는원리이다. PHEV는엔진이동력을제공하기전에전기동력으로최대 40mph 속도까지주행할수있다고한다. 자동차운행중내연기관의사용을최대한억제할수있기때문에배기가스방출을최소화할수있다는특징을갖고있다. 따라서장거리운행이필요없는출 퇴근용및도심근거리운행용자동차로서매력적인대안이된다. [ 그림 2-4] 플러그인하이브리드자동차 ( 병렬식 ) 구동방식 자료 : Solar&Energy(2011) 플러그인하이브리드자동차는내연기관엔진과배터리를결합해서자동차연비를개선한다는점에서하이브리드차와비슷한측면이있으나, 훨씬큰배터리를장착해야하고전력망을통해배터리를충전해야한다는불편함이있다. 그러나플러그인하이브리드자동차의배터리는전력그리드연결외에도하이브리드차와같이내연기관엔진, 12

41 회생제동장치등을통해서도충전이가능하다. 따라서연료소비및배기가스를더줄일수있고, 연료비를절약할수있다는장점이있다. 또한순수전기자동차와비교할때, 기존내연기관주유인프라를이용할수있다는점에서매력이있다. [ 그림 2-5] Chevrolet Volt (PHEV) 자료 : 다. 순수전기자동차 순수전기자동차는배터리와전기모터의동력만으로구동하기때문에대기오염을발생시키지않고소음도거의없다. 따라서 1980년대들어자동차의배기가스로의한환경오염문제를해결할수있는대안으로각광받기시작했으나, 배터리기술의한계로상용화가지연되어왔다. 기존내연기관차량을대체하기위해서는긴거리를, 빠른속도로주행해야하는데, 배터리기술수준이아직이를충족하지못하기때문이다. 그러나 1990년대초반에배터리신기술개발가능성 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 13

42 이높아지면서미국을중심으로급속하게개발이추진되었고, 2000 년 대후반들어리튬배터리기술이급성장하면서전기자동차에대한기 대도높아지고있다. [ 그림 2-6] 순수전기자동차구동개념도 현시점에서소형전기자동차의상용화는가능해졌으나, 기존내연기관자동차에비해아직주행가능거리나충전시간등성능측면에서떨어지는것이사실이다. 하지만플러그인하이브리드자동차와마찬가지로수요가낮은심야시간에전기를사용할수있다는장점과배터리기술의발전에따라시장이빠르게팽창할가능성이있다 ( 최도영 이상열, 2011). 과거자동차의역사를간략히살펴보면, 순수전기자동차는국제유가및환경오염, 기후변화등국제경제 사회적이슈에따라몇차례의부침을겪어왔다. 최초의순수전기자동차는 1830년경내연기관차보다먼저발명되었다. 그러나내연기관기술의발전으로오랜기간동안높은에너지밀도와연료주입의편리성을자랑하는내연기관자동차에밀려나있었다. 전기자동차가다시반전의기회를잡게된것은 1970년대와 80년대의석유위기때문이다. 6) 6) 순수전기자동차의개발역사는 Solar&Energy(2011) 의해당부분자료를발췌하 14

43 1979년 2차오일쇼크이후세계각국의자동차회사들은각국정부의전폭적인지원으로전기자동차에대한연구를활발히진행해왔고, 배터리기술의발전과함께 1990년부터세계적으로전기자동차개발에박차를가했다. 그러나 1990년대에저유가가지속되는상황에서전기자동차의필요성에대한주장이힘을잃게되었고, 예상과는달리한두시간만에충전이될수있는배터리도개발되지않았다. 결국 GM이개발 판매한전기자동차를모두회수해폐기처분하면서전기자동차개발을포기하자, 전세계적으로전기자동차개발동력이떨어지게된다. [ 그림 2-7] 폐차처리된 GM의전기차 E1 자료 : Solar&Energy(2011) 내연기관보다먼저개발된순수전기자동차가왜실패하였는가? 그 해답은전기자동차의불편성에있다. 내연기관자동차는주유소에가 면 3~5 분이면연료를채울수있고, 한번의연료주입으로 500km 이 여요약하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 15

44 상을주행할수도있다. 그러나전기자동차는현재약 6시간 ( 완속충전 ) 을충전해도 200km를채달릴수없다. 비록평균적으로승용차를하루 2시간미만으로운행하기는하지만, 간헐적으로하루에 5시간이상운전을할필요성도발생하게된다. 이러한운행수요는현재의기술수준에서순수전기자동차로는만족시킬수없다. 1997년에서 2000년까지수천대의순수전기자동차가대형완성차업체에의해생산되었으나 7), 이들의대부분은임대방식으로운행되었고, 2000년까지보다진보된전기자동차프로그램들은더이상나오지않았다. 이렇게순수전기자동차가관심에서멀어져갈때, 세계에서가장좋은배터리기술을획득한일본도요타는 1997년에외부충전을할필요없이엔진으로충전하고, 필요하면배터리만으로주행을하여오염물질저감과연료효율을높인하이브리드자동차 (HEV) 를개발하였다. 도요타는세계최초로상업적으로양산된하이브리드차량인 프리우스 (Prius) 를 1997년일본에서처음출시하였고, 2001년전세계 40개국에서판매하였다. 그리고 10년이상이지난현재도요타 프리우스 는누적 100만대판매를눈앞에두고있다. 사실하이브리드차의가장큰기술적인걸림돌은배터리이다. 도요타의프리우스가출시될때만하더라도 10년이상보증이가능한배터리를만들수있는회사는도요타와파나소닉의합작사인 파나소닉 EV 에너지社 밖에없는것으로알려졌다. 그러나지금은대부분리튬이온배터리가하이브리드자동차를비롯한전기자동차에사용되고있다. 인류가자동차를발명하여사용해온이래로과거에모두네차례의전기자동차물결이도래하였다고볼수있다. 첫번째는약 100년 7) Honda 의 EV Plus, GM 의 EV1, 포드의 Ranger pickup EV, Nissan 의 Altra EV, 쉐보레의 s-10 EV, 도요타의 RAV4 EV 등. 16

45 전자동차가보급될당시, 두번째는 1970년대미국로스앤젤레스에서의광화학스모그발생및오일쇼크가발생했을때, 세번째는 1990년대캘리포니아의 ZEV (Zero Emission Vehicle) 법안이발효되었을때 8), 그리고네번째는주요선진국들이기후변화대응및경제의신성장동력발굴을위해전기자동차산업을육성하려는현시점이다. 사실상제 1, 2, 3차물결이도래했을때는배터리문제로전기자동차의대중화는실패하였다. 그러나 2000년초반부터다시시작된제4 의물결은배터리성능의대폭적인개선및하이브리드차라는신개념자동차의등장으로인해전기자동차의대중화로이어지고있는상황이다. 2. 주요국의전기자동차보급계획및정책 9) 가. 개요 미국, 일본, EU, 중국등주요자동차생산국들은온실가스감축, 대기환경개선을위한자동차배기가스저감, 자동차산업경쟁력강화등을목적으로그린카산업육성에노력하고있다. 특히, 그린카의핵심인전기자동차시장을선점하기위해전기차관련기술개발과시장 8) 1990 년캘리포니아주는제로배출차량 (ZEV; Zero Emission Vehicle) 에대한칙령을통과시켰다. 이에따라 1988 년까지 2%, 2003 년까지는 10% 의차량이 ZEV 로판매되도록정해졌다. 그러나이후이법은반복적으로약화되기시작하여 ZEV 차량수를감소시키는결과를가져오게되었다. 9) Global Data(2012), 최도영 이상열 (2011), Solar & Energy(2011), Economist Intelligence Unit(2011), 지식경제부 한국에너지기술평가원 (2011) 등의문헌을기반으로내용을재구성하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 17

46 창출에적극나서고있다. 자동차산업은전 후방산업연관효과가크기때문에, 주요국들은세계전기자동차시장선점을국가경쟁력을강화하고, 지속적으로경제를성장시킬수있는핵심전략으로인식하고있다. 이에각국은전기자동차와배터리등연관기술에대한강력한 R&D 투자와시장창출을위한각종지원정책을추진하고있다. 또한글로벌자동차업체들은이분야의주도권을쥐기위한치열한경쟁에돌입하고있다. 세계최대자동차시장의하나이자, 성장잠재력이큰중국은석유수입의존도를낮추고, 중국내많은도시에만연해있는심각한대기오염을줄이기위해전기자동차 (EV, PHEV) 분야에서세계선두주자가되려는목표를세웠다. 중국정부는 2020년까지 5백만대의신에너지자동차 (EV, PHEV를지칭 ) 를중국내에서운행하기를원하고있다. 중국정부에따르면, 이러한목표달성을위해서는우선 2015년까지총신에너지자동차생산능력을연간 5십만대로늘려야한다. 중국은이를뒷받침하기위해 2020년까지이부문에 1,000억위안 (150억미국달러 ) 의예산을책정해놓았다. 중국뿐만아니라선진자동차기술을보유한미국, 독일및일본역시이분야에서주도권을갖기위해적극적인노력을경주하고있다. 미국에서 2010년최초의 1세대전기자동차 (Chevrolet 볼트 (PHEV) 와 Nissan 리프 (EV)) 가출시됐다. 두차량은아직평가단계에있기때문에극히제한된규모로출시되었다고하며 2011년 1월부터 4월까지미국내에서리프는약 900대, 볼트는약 1,700대가팔린것으로보도된바있다. 미국, EU, 호주와일본등거의모든선진국들은자국의전기자동차시장창출을위해차량구매보조금과세제지원, 그리고 18

47 다양한인센티브를제공하고있다. 이하에서는최근까지발표된주요국의전기자동차보급계획과정책에대해소개한다. 또한마지막에는각국별정책내용을종합하여비교하였다. 나. 미국 미국시장에전기자동차가도입된지는 100 년이넘었지만, 상대적 으로높은주행비용, 배터리교체와관련된문제, 그리고휘발유자 동차에미치지못하는효율등으로인해서전기자동차는시장에서실 패를거듭해왔다. 그러나오바마대통령취임이후 그린뉴딜정책 이발표되면서변 화가시작되었다. 10) 이정책의내용은 2009~2018 년기간중총 1,500 억달러를투자하여그린카를포함한녹색산업분야의기술을개발하 겠다는것이다. 미국연방정부는 2015 년까지하이브리드차및바이오 에탄올차량 100 만대를보급하기로하고, 그린카구매시대당최대 7,500 달러의세제혜택을부여할예정이다 년 8 월에는전기차와관련된전체전 후방산업의경쟁력강 화를위해 24 억달러의보조금을지급하는계획을발표하였다. 이계 획에따라배터리개발로부터실증사업에이르기까지전기자동차생 산과관련된전산업을대상으로총 48 개의프로젝트를수립하였다. 대표적으로 첨단기술자동차제조 (Advanced Technology Vehicle Manufacturing) 프로그램 을마련하여자동차업체에 R&D 자금을지 10) 오바마대통령은 2011 년초, 2015 년까지전기자동차 (EV) 백만대운행을목표로하고, 미국을세계최대의배터리자동차시장으로만들겠다는공약을재차천명함으로써전기자동차와배터리산업육성에대한강력한의지를표명하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 19

48 원할수있는기반을마련하였다. 또한, 수소연료전지차실증사업인 National Hydrogen Learning Demonstration 사업에 355백만달러를투자하여 2004~2009년기간동안수소연료전지차와수소생산인프라를구축한바있다. 미국은세계시장에서하이브리드차분야에서의열세를만회하고자플러그인하이브리드차개발및보급에많은예산을투입하였으며 (2009년 6천9백만달러 ), 그핵심이되는이차전지의연구개발을집중적으로지원하고있다. 정부지원의연구개발체제는연구소를중심으로진행되고있는데, 기초원천기술은국립연구소와대학이주도하고, 응용기술은국립연구소가, 이차전지개발은산업체가중심이되어수행하고있다. 11) 전술하였듯이, 미국에서는오바마행정부출범이후 EV 보급확대를위한여러개의프로젝트가시작되었다. 2009년에코탤러티 (ECotality, Inc.) 의자회사인 etec(electric Transportation Engineering Corp.) 는미국의 5개주에서주요 EV 프로젝트개시목적으로미국에너지부로부터 2010년에 11,480만달러를지원받았다. 에코탤러티 (ECotality) 는애리조나, 캘리포니아, 오리건, 테네시및워싱턴주에 EV 충전인프라를설치하고, EV 5,000대를보급하기위해닛산 (Nissan), 쉐보레 (Chevrolet) 와동반자관계 (partnership) 를구축했다. 높은자동차가격, 짧은주행거리및긴충전시간등이미국시장에서 EV의성장을제한해온주요요인들이다. 그러나화석연료의존도감축목표로인해향후미국에서 EV 보급은늘어날것으로예상된다. 12) 닛산리프 11) 미국의빅 3 자동차업체는배터리제조업체와컨소시엄을구성하여하이브리드, 플러그인하이브리드자동차용리튬이차전지의개발에전력을다하고있다. 미국정부는자국내리튬이온배터리산업기반이취약하다는약점을극복하고자이차전지관련산업체들에게 20 억달러를지원할계획이다. 12) 미국시장에는 EV 와달리추가동력원으로휘발유를사용하는 PHEV 와 HEV 20

49 (Nissan Leaf) 와쉐보레볼트 (Chevrolet Volt) 가 2011년미국시장의주요모델이었으며, 미쓰비시 (Mitsubishi) 와테슬라모터스 (Tesla Motors) 도앞으로중요한역할을할것으로예상된다. 한편미국은 기업평균연비제도 (CAFE; Cooperate Average Fuel Economy) 의기준을단계적으로강화함으로써간접적으로자동차제조사들의전기자동차판매를유도하고있다. 다. 일본 하이브리드차시장을선점하여친환경차개발경쟁에서다소앞서있는일본은전기자동차시장의주도권을강화해나가기위해 차세대자동차전략 2010 을발표하였다. 일본은신차중전기자동차보급률을 2020년까지 15~20%, 2030년까지는 20~30% 로높일계획이다. < 표 2-2> 일본의차종별승용차보급목표 구분 2020년 2030년 기존차량 50~80% 30~50% 차세대자동차 20~50% 50~70% 하이브리드차 20~30% 30~40% 플러그인하이브리드차, 전기차 15~20% 20~30% 수소연료전지차 ~1% ~3% 클린디젤차 ~5% 5~10% 자료 : 대한무역투자진흥공사, 최도영 이상열 (2011) 재인용 가이미상당수보급된것으로알려져있다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 21

50 이를위해차세대자동차육성 6대전략을마련해체계적으로관련산업지원에나서고있다. 2010년전기자동차보급및충전인프라구축에약 1,200억원의예산을집행한바있으며, 배터리기술개발에 2015년까지약 2,900억원을지원할계획이다. < 표 2-3> 일본차세대자동차육성 6 대전략 구분목표액션플랜 전체전략 전지전략 자원전략 인프라전략 시스템전략 국제표준화전략 일본을차세대자동차개발 생산거점으로 세계최첨단전지연구개발 기술확보 희귀금속확보, 자원순환시스템구축 일반충전기 200 만기, 급속충전기 5,000 기 차량을시스템 ( 스마트그리드등 ) 으로수출 일본주도의전략적국제표준화 보급목표 (2020 년 /2030 년 ) 의설정 - 차세대자동차 : 2020 년최대 30% - 선진환경대응차 : 2020 년최대 80% 연료다양화, 부품의고부가가치화 저탄소형산업입지촉진 리튬이온전지의성능향상 포스트리튬이온전지개발 전기차보급을통한양산효과창출 전지 2 차이용을위한환경정비 전략적자원확보 희귀금속 free 전지 모터개발 전지리사이클시스템구축 EV/PHEV 시장준비기인프라정비 본격보급기로의이행 - EV 및 PHEV 타운 best practice 자료집제작 - 민간 (CHAdeMO 협의회 ) 과의연계 EV PHEV 타운을통한사업모델창출 차세대에너지사회시스템실증사업을통한검증 검증결과를고려한국제표준화사업추진 전지성능 안정성평가기법의국제표준화 충전커넥터 시스템의국제표준화 민관협력표준화검토체제강화 표준화인재육성 자료 : 지식경제부 한국에너지기술평가원, 최도영 이상열 (2011) 재인용 22

51 일본은전기자동차상용화의주요관건인배터리와관련하여산 관 학협력을통해 2015년까지성능을 1.5배향상하고비용을 1/7로절감하는배터리개발을추진하고있다. 또한 11개도시 ( 총 3만 3천대규모 ) 에 EV 타운 을조성하여인프라구축및초기수요를창출하고, 전기차구매에대해세제혜택을부여할예정이다. 일본은중앙정부와지자체가각각전기자동차구매보조금을지급하고있다. 중앙정부는전기자동차와일반자동차간가격차이의최대 50% 를, 지방정부는가격차이의최대 25% 를보조하고있다. 한편, 일본은급속충전기인프라를개선하기위하여 급속충전기인프라추진협의회 (CHAdeMO) 를 2010년에설립하고, 급속충전시스템의국제표준화도추진하고있다. 라. EU 영국, 프랑스및독일정부등은순수전기차 (EV) 보급활성화를위해보조금과세금환급제를통한금전적인센티브프로그램을발표했다. 또한여러시범프로그램과비금전적인센티브제도도도입하였다. 노르웨이는버스전용선허용, 공공장소에서의무료및무제한주차, 혼잡통행료면제등의유인책을 EV 소유자들에게제공해오고있다. 이러한제도들은현재 EV 시장성장을이끄는주요동인이며, 향후에도지속적으로시행된다면미래 EV 시장의성장을촉진하는데기여할것이다. 유럽의 EV 시장은현재도입기에있으며, 시장개발을촉진하기위해여러국가에서다수의계획, 인센티브프로그램이도입되고있다. 주요 EV 업체들은차량보급을촉진하기위해서닛산리프 (Nissan 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 23

52 Leaf), 르노플루언스 Z.E.(Renault Fluence Z.E.), 미쓰비시아이미브 (Mitsubishi i-miev), 시트로엥 C-제로 (Citroen C-Zero) 등과같은모델을개발하고있다. 자동차의온실가스배출량을줄임으로써 목표를 13) 달성하고자하는의지가유럽의 EV 보급을확대하는주요추진력이다. 1) 영국영국정부는온실가스배출감축수단으로서 EV를대규모로보급하기위해다수의정책들을개발했다. 2009년영국정부는향후 5년간저탄소교통활성화에 2억 5,000만파운드 (4억 930만달러 ) 를투입하겠다고발표했다. SMMT(Society of Motor Manufacturer and Traders, 자동차제조 판매사협회 ) 에따르면, 2012년 3월현재 1,276 명의전기자동차소유자들이플러그인하이브리드자동차보조금제도를통해환급금을요청했다고한다. 이보조금제도에따르면, 운전자들은전기또는플러그인하이브리드자동차구매시 2,000파운드 (3,133달러) 에서최대 5,000파운드 (7,832달러) 의보조금을받을수있다. 이제도는 2011년 1월에시작되었으며, 보조금은 2014년까지제공될예정이다. 2) 독일 2008 년 11 월독일정부는 Nationale Strategiekonferenz Elektromobilität (National Strategy Conference on Electric Mobility) 에서 2020 년까지 13) 2020 년까지총에너지사용중재생가능에너지의비율을 20% 로끌어올리고, 탄소배출을 20% 감축하는목표를말한다. 24

53 순수전기차를 1백만대, 2030년까지는 5백만대를보급하겠다는계획을발표했다. EV 보급을가속화하기위해정부는 2009년부터 2011 년까지 R&D 활동에 5억유로 (6억 5,350만달러 ) 에이르는재정을지원하고, 일부 EV 시범프로젝트에도정부자금을제공할계획이다. 2016년까지현장테스트, 시범사업, 리튬-이온배터리및 PHEV, EV, FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 의대량생산에중점을둘예정이다. 독일은 2010년 5월 3일 NPE(National Development Plan Electromobility) 설립및합작투자선언을채택하였다. 이로써전기자동차가치사슬의주요이해관계자들을단일포럼으로모으는데성공하였다. 연방정부는독일자동차산업과함께연구자금으로 20억유로 (26억 5,000만달러 ) 를지원하고있다. NPE 대표자들은첫번째, 2020년까지최소한 1백만대의 EV를도입하여독일을 EV부문세계 1위시장으로만든다. 두번째, 우수한혁신제품개발및마케팅을통해독일을글로벌 EV 선두업체로만든다. 는두가지목표달성을위해서긴밀하게협력할예정이다. 3) 프랑스 2009년프랑스정부는 2010년까지최소 10만대의 무탄소자동차 운행을목표로하는계획을발표했지만, 인프라부족으로인해이를달성하는데실패했다. 이후 2015년을기준으로하는새로운목표를수립하였다. 프랑스정부는순수전기차또는하이브리드자동차를 2015년까지 45만대, 2020년까지 2백만대, 2025년까지는 4백 50만대를도입한다는추가목표도수립했다. EV 제조업체 PSA 푸조 (Peugeot), 시트로엥 (Citroën), 르노 (Renault) 는 2015년까지플러그인 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 25

54 하이브리드차 7만대를공급하기로약속했다. 또한 EDF(Electricité de France, 프랑스전력공사 ), SNCF, 에어프랑스 (Air France), 프랑스텔레콤 (France Télécom), 프랑스우체국 (La Poste) 등의기업들은 EV 5 만대를구매하겠다고약속했다. 프랑스정부는신규승용차의평균이산화탄소배출량을대상으로하는 에코라벨 을설계했다. 이에따라 2008년 1월이후프랑스에서판매되는신차중저탄소배출자동차를우대하는 BMS(Bonus-Malus System, 보조금-부과금제도 ) 가시행되고있다. 또한정부는 2009년신차및소형상용차를대상으로킬로미터당이산화탄소배출량이 60g 미만인자동차에 5천유로 (6,968.5달러) 의보조금을지급하는제도를발표하였다. 4) 오스트리아오스트리아의전기자동차시장은매우느리게성장하고있다 년도입된국가에너지전략 (National Energy Strategy) 은온실가스배출량감축을위한다양한조치를담고있으며, 신재생에너지원으로공급되는전기자동차도입이 EU의 목표를달성하는데핵심이된다고보고있다. 오스트리아는 EV 판매촉진을위한국가보조금제도를마련하고있다. 또한전기자동차구매시연료소비세가면제된다. 연료소비세면제혜택을받지않을경우, EV 가격은최대 16% 정도더올라가게된다. 2008년 7월에는배출량이 120g/km 미만인자동차에대해최대 300유로 (442달러) 의보너스를지급하는 BMS 시스템 이발표되었다. 그외 EV 보급촉진을위한오스트리아의주요정책으로는 라이트 26

55 하우스프로젝트이니셔티브 (Lighthouse Project Initiative, 예산 1,900만유로 ) 와 2010년에기후및에너지펀드 (Climate and Energy Fund) 가출시한 전기이동성 (Electromobility) 프로그램모델 ( 예산 350만유로 ) 이있다. 이프로그램들은전기자동차인프라와같은 전기이동성 분야의시범사업및사업실행을목적으로한다. 5) 덴마크덴마크는석유및천연가스등화석에너지의존도를줄이기위해순수전기자동차를도입하기시작했다. 덴마크는 2007년에신재생에너지비중을확대하기위해새로운에너지전략을발표하였는데, 정부의궁극적인목표는 2025년까지총에너지공급에서신재생에너지의비중을최소한 30% 까지올리는것이다. 2010년기준으로덴마크에서소비되는전기의 20% 이상이풍력터빈으로생산되고있다. 풍력에너지는상시적인안정적공급을보장할수없기때문에전기자동차의전력소비를효율적으로관리하는것이매우중요하다. 덴마크에서는 EV 보급촉진을위해다수의성능테스트와 EV 시범프로그램이진행되고있다. 순수전기차와연료전지자동차는 2015년까지등록세와보유세가면제되며, 무게 2,000kg 미만의순수전기차는자동차가격에따라등록세가면제된다. 또한, 도시내에서무료주차혜택이주어진다. 2008년 2월거의모든정당들이새로운기후및에너지협정 (Climate and Energy Agreement) 에가입하였으며, EV 시범프로그램장려를위해 DKK 3,000만 (590만달러 ) 을지원하기로합의했다. 이협정의주요목적은덴마크내 EV 보급과관련된실질적인장애물이무엇인 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 27

56 지파악하는것이다. 2009년부터 2012년까지매년시범프로그램에재정이투입되고있으며, 모든시범사업을덴마크에너지청 (Danish Energy Agency) 에서점검하고있다. 2009년 3월에는 EV 및 PHEV 에디슨 (Edison) 프로젝트가도입되었다. IBM, 지멘스 (Siemens), DTU/Risø, 유리스코 (Eurisco), Østkraft, DONG 에너지 (DONG Energy), Dansk Energi 등이프로젝트컨소시엄을구성하였다. 에디슨프로젝트는 EV 및 PHEV 관련시스템솔루션과기술개발을위한국제연구벤처이며, 포스크엘 (Forskel) 연구프로그램을통해부분적으로정부자금이지원된다. 에디슨프로젝트의총예산은대략 DKK 4,900만 (857만달러 ) 이다. 6) 이탈리아이탈리아는온실가스배출량감축을목적으로법 규제를제정하고, 표준화및시범사업을통해 EV를도입하였다. 이탈리아의국가표준설정기구는 ISO(International Standard Organization, 국제표준기구 ) 와 IEC(International Electrochemical Commission, 국제전기화학위원회 ) 등과의협력을통해 EV 부품과관련된표준화작업도시작했다. 2010년이탈리아에서시작된 EV 보급프로젝트중하나가 E-Mobility 이다. E-Mobility 는 EV 보급을촉진하기위해적절한인프라구축을지원하는사업이다. 이프로젝트는이탈리아최대전력회사인에넬 (Enel) 과다임러 (Daimler) 가참여한다. 에넬은밀란, 피사, 로마등의도시에 400개의충전설비를설치했으며, 다임러는 EV 100 대를소비자들이월정액전기요금으로렌트할수있도록제공했다. 롬바르디아 (Lombardy) 전력회사 A2A 와르노 (Renault) 가협업으 28

57 로진행한 E-Moving 프로젝트는브레시아 (Brescia) 와밀란등의도시에서충전인프라설치및 EV 시범사업을진행하고있다. 그외에도 EV 보급과온실가스배출감축을장려하기위해서이탈리아내에서많은프로젝트들이실시되었으며, 다양한기관에서 EV에대한연구도진행중이다. 도요타 (Toyota), 혼다 (Honda), 르노 (Renault), 다임러-스마트 (Daimler-Smart), 미쓰비시 (Mitsubishi) 등과같은자동차제조업체들은이탈리아를유럽의신흥시장중하나로보고있다. 7) 네덜란드 네덜란드는전기이동성 (E-Mobility) 을촉진하고, 이산화탄소와질 소산화물배출감축을위해여러가지새로운계획을내놓았다 년에네덜란드를 EV 선도국으로만들기위한국가실행계획 (National Action Plan) 이시작되었다. 국가실행계획의활동에는차 량테스트, 연구및시범프로젝트, 충전인프라 R&D 와전기자동차 및관련부품생산등이포함된다. 에코드라이빙 (Eco-driving) 활성 화를위한전담의사소통 (communication) 프로그램도추진되고있 다. 14) 네덜란드는하이브리드자동차의판매촉진을위해 2006 년부터차 량의에너지효율라벨과연비에따라차등부과되는세금을 HEV 에는 면제해주고있다 년 6 월르노 - 닛산연합체 (Renault-Nissan Alliance) 와 E-laad 재단간에양해각서 (Memorandum of Understanding) 가체결 되었고, 후속조치로닛산리프 (Nssan Leaf), 르노 (Renault) 의캉구 14) 에코드라이빙이란모든종류의차량운전자들이연료효율적인운전행동을하도록하는것으로, 운전면허시험에포함되었다. 에코드라이빙으로연비를 10~20% 개선할수있는것으로알려져있다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 29

58 Z.E.(Kangoo Z.E.) 밴, 플루언스 Z.E.(Fluence Z.E.) 등의순수전기자동차가소비자들에게제공될예정이며, E-laad 는충전소설치를담당하게된다. 네덜란드에서는전기차에관한많은 R&D 프로그램이진행되고있다. 2010년네덜란드정부는약 1천만유로 (1,327만달러 ) 의예산으로보조금프로그램을수립했다. 이에따라 2010년부터 2012년까지 9개의시범프로젝트에보조금이지원되었다. 8) 포르투갈포르투갈은화석연료수입의존도를줄이는것을주요목적으로 EV 를도입하였다. 2008년포르투갈정부는지능형전기그리드관리를이용한혁신적인전기이동성시스템을만들고자, 국가전기이동성프로그램을출범했다. Mobilidade Eléctrica(MOBI.E) 는완전통합형전기이동성모델이자, EV 충전인프라및전기그리드관리시스템이다. 2011년 12월현재, 자동차취득세 (Vehicle Acquisition Tax) 와운행세 (Circulation Tax) 면제, 2012년말까지판매될 EV 5,000대에최대 6,500유로 (8,567달러) 의보조금제공, EV를보유하는회사에법인세공제, 우선차로와전용순환구역이용등의인센티브가순수전기차에제공된다. 포르투갈이 EV R&D와관련해중점을두고있는부분은 MOBI.E 네트워크설치를지원하기위한통합인프라이다. 또다른주요이니셔티브는 E2 리서치넷 (E2 Research Net) 으로알려진지속가능한에너지시스템과전기이동성연구플랫폼및네트워크 (Sustainable 30

59 Energy Systems and Electric Mobility Research Platform and Network) 이다. E2 리서치넷이니셔티브에는 MIT(Massachusetts Institute of Technology) 의연구팀이참여하고있으며, 민호대학교 (University of Minho) 와노바베이스 (Novabase) 등도이연구플랫폼에참여하고있다. 9) 스페인 2010년스페인정부는 2014년까지 PHEV 25만대를포함해서 EV 1백만대를보급하겠다는계획을공식발표했다. IDAE(Institute for Energy Diversification and Saving) 와지방정부는최소전기주행거리가 20km 이상인 PHEV에최대 7,000유로 (9,747달러) 의인센티브를제공한다. 스페인에서는 2009년에 EV의타당성을검증하기위한 모빌레 (Movele) 프로젝트 시범프로그램이도입되었다. 이프로그램에따라, 2011년까지 EV 2,000대가보급되었으며, 500개이상의충전소도설치되었다. PHEV 및 EV 구매시차량가격및기술규격에따라차량가격의 15~20% 의범위에서공적인센티브도제공된다. 2009년산업무역관광부 (Ministry of Industry Trade and Tourism) 는 EV 제작에 5,600만유로 (7,807만달러 ) 를제공했다. 또한, 자동차제조업체 SEAT, 르노, 닛산, 푸조등은스페인 EV 산업에 8,800만유로 (1억 2,268만달러 ) 를투자했다. 산업무역관광부는주로 HEV 및 EV 를중심으로하는자동차산업투자자금조달활성화계획을수립하기위해 2010년예산에 10억유로 (14억3천만달러 ) 를배정하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 31

60 10) 스웨덴스웨덴도전기자동차보급활성화를위해 EV 및 HEV 구매시다양한인센티브를제공한다. 스웨덴정부는이산화탄소배출량이 120g/km 미만인 HEV의연간운행세를자동차등록일로부터 5년간면제하며, 에너지소비효율 37kWh/100km 미만인 EV도 2009년 1월1 일이후등록된차량부터연간운행세를면제받는다. 2011년에자동차연구및혁신프로그램 (FFI), 에너지효율적인도로차량프로그램및스웨덴하이브리드자동차센터 (SHC) 프로그램등전기, 하이브리드및연료전지자동차를다루는 3개의국가연구프로그램이정부지원으로진행되고있다. 마. 중국 중국은 2020년에약 3천만대의자동차를보유할것으로예상된다. 이에석유공급과환경오염등이심각한문제로부각되면서친환경차개발에적극적으로나서고있다. 특히중국정부는자국자동차수요구조가전기차로의대체가비교적용이한소형차위주이며전기차가친환경차중하이브리드차, 클린디젤차등에비해기술개발이더디게이루어지고있는점을고려하여전기차에중점을두고관련정책을추진하고있다. 중국은 2010년 8월 에너지절약 신재생에너지자동차발전프로그램 초안을완성하여관련부처의의견을수렴중인것으로알려져있다. 이안에따르면중국정부는전기차및하이브리드차를 2015년까지 50만대이상보유하는것을목표로하고있으며, 이에대응하는 32

61 인프라를갖추고 2020년까지 5백만대이상판매하는시장으로성장시킨다는계획이다. 네트워크화된충전시스템과도시및구역간운행체계를갖추는것도목표로하고있다. 이를위해중국정부는지난 10 여년간 20억위안을 5,000개이상전기차관련연구과제에투자해왔으며, 2020년까지전기차관련기술개발에 600억위안을추가로투자하고, 인프라구축에 400억위안을지원할계획이다. 이와는별도로 50억위안을투입해시범도시기초인프라건설에, 100억위안을신에너지차량부품체계발전에사용할계획이다. 또한 2011년 3월전기차의보급확산을위해개인구매보조금지원정책을발표했는데, 전기차는 6만위안, 하이브리드차는 3만위안을지원한다. 지원대상을 13개도시에서 2011년 6월에는베이징, 상하이, 충칭, 센젠, 텐진, 정저우, 시아먼, 광저우등 25개도시로확대하였고, 센젠과항저우는현재실행계획을확정하였다. 또한 16개자동차기업에친환경자동차생산대당 3천위안을지원해주기로했다. 또한인프라구축측면에서는 27개성에 600여개, 도시지역에 75개등시범충전소및시설설치를시작으로 2020년까지 1만여개이상을건설하는것을목표로하고있다. 중국은전기차와플러그인하이브리드차를그린카대표모델로선정하였으며산업화를위해 1단계인 2015년까지부품생산능력과핵심기술력을강화하고, 기존자동차연비기준을향상할계획이다. 2단계인 2016~2020년에는부품기술을선진국수준으로향상한후본격적으로전기차와플러그인하이브리드차를보급해주력산업으로육성할계획이다. 연비기준도 2009년 15.1 km /l에서 2015년 17.9km /l로 18% 상향조정하였으며, 연비목표를충족하지못하는차량은중국내판매가금지된다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 33

62 < 표 2-4> 중국친환경차발전단계별주요목표 단계기술내용 제 1 단계 (2011~2015 년 ) 제 2 단계 (2016~2020 년 ) 중요부품, 핵심기술자주화실현 주요부품핵심기술의선진수준도달 - 하이브리드자동차보급, 기존자동차연비향상 - 중도및고도하이브리드차보유량 100 만대초과 - 순수전기자동차, 플러그인하이브리드 차보급 - 신에너지차량 연간 생산 판매량 각 150만대, 보유량 500만대달성 - 중도및고도하이브리드자동차연간 생산 판매량각 300만대달성 자료 : 산업연구원, Solar&Energy(2011) 재인용 바. 우리나라 15) 우리정부는그린카를녹색성장을달성을위한유력한대안의하나로선정하고관련산업을육성하기위해적극적으로나서고있다. 2010년 3월발족된 그린카전략포럼 에서논의된기술개발, 인력양성, 보급및실증, 법 제도등에대한다양한전략을토대로 그린카발전로드맵 을 2010년 12월에발표하였다. 16) 2015년까지그린카 120 만대를생산하여그린카기술 4대강국을달성한다는것이이로드맵 15) 범정부보도자료 세계 4 강도약을위한그린카산업발전전략및과제 (2010 년 12 월 ), 지경부보도자료 지경부, 전기차보급촉진을위한첫걸음내디뎌... ( ), 환경부보도자료 2012 년전기자동차 2,500 대본격보급 ( ), 환경부보도자료 전기자동차의시대가열린다... 국내양산첫전기차 17 일출시 ( ), 지경부보도자료 전기차필요할때시간단위로이용하세요! ( ) 등정부발표내용을중심으로정리하였다. 16) 그린카발전로드맵의주요내용은 세계 4 강도약을위한그린카산업발전전략및과제 (2010 년 12 월, 범정부보도자료 ) 또는최도영 이상열 (2011) 의 pp.40~43 참조. 34

63 의목표이며, 이를달성하기위한기술개발및보급지원책을수립하고, 관련시장상황과정책진행단계를모니터링하면서정책을보완해나 가고있다. < 표 2-5> 국내그린카발전로드맵주요목표 지표 현재수준 (2010) 단기 (2015) 장기 (2030) 국산화율 70% 85% 95% 기술수준 85% 90% 100% 세계시장점유율 - 6.7% 9.0% 자료 : 지식경제부 한국에너지기술평가원, 최도영 이상열 (2011) 의 < 표 2-12> 재인용 ( 단위 : 만대 ) [ 그림 2-8] 국내그린카보급목표 자료 : 지식경제부 환경부 국토해양부 녹색성장위원회보도자료, 년 9월에는관계부처합동으로 전기자동차개발및보급계획 을수립하고 2020년까지전기자동차 100만대를보급하여대기오염물질 30만톤, 온실가스 6백70만톤감축을추진하기로하였다. 2012년 2월에는환경부가한해동안전기자동차 2,500대보급을 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 35

64 목표로하는 2012년전기자동차보급계획 을발표하였다. 17) 이계획에따르면전기차보급대상을공공기관뿐만아니라, 공공부문에대한리스, 렌탈과지역단위 car sharing ( 차량공동이용 ) 등으로확대할예정이다. 환경부는전기차국고보조금을동일모델휘발유차량과의가격차액중 50%, 최대 2,000만원까지지원하고, 차량을 1대만구입해도차량소재지에충전소를전액무상으로설치하여줌으로써전기차충전기반확대를유도하고있다. 2012년에생산이예정된국산순수전기승용차는기아의 레이 EV, 르노삼성의 SM3 Z.E 등이다. 경형고속전기자동차인 레이 EV 는국내최초의전기자동차양산모델로서최고속도는 130km /h이며, 1회충전시최고 135km까지주행이가능하다고한다. 레이 EV 의판매가격은 4,500만원으로, 구매시대당 1,500만원의보조금과충전인프라구축비용 880만원이지원된다 ( 환경부보도자료, ). 이와함께개별소비세, 취득세, 교육세등최대 420만원의세제감면혜택도받을수있다 ( 지경부보도자료, ). 르노삼성의 SM3 ZE 는 2012년에공공기관을대상으로우선보급된후, 2013년부터일반소비자에게판매될예정이다. 한편환경부는일반소비자의전기자동차체험기회를확대하기위해 2012년하반기부터제주도내전기렌터카를시범운행하는등 EV 선도도시와의협력을강화하며, 다양한보급모델도입을유도할예정이다. 또한급속충전네트워크구축등공공충전인프라를강화하고, 위치정보와사용정보를웹사이트및스마트폰앱을통해제공하는 공공충전인프라정보시스템 도 5월부터시범개통하였다 ( 환경부보도자료, ). 17) 환경부보도자료 2012년전기자동차 2,500대본격보급 ( ) 참조. 36

65 지식경제부는 2012년 7월순수전기차쉐어링시범서비스에착수하였고, 10월에는전기차기술개발실증사업의일환으로수도권지역을대상으로 카쉐어링 실증사업 18) 을개시하였다. 이사업에사용되는전기차는대용량의배터리를탑재하여일정수준이상의주행거리가확보된고속전기자동차이다. 지경부는이사업에총 35억원을지원할예정이며, 11월말까지관련사업자를모집하고, 2012년내로최종사업자를선정할계획이다. 이실증사업은 16개월정도진행될예정인데, 일반소비자들이전기차를실생활에서직접이용함으로써전기차보급을활성화함은물론, 관련서비스사업자의초기시장진출을촉진하고, 향후서비스의확대가능성을모색하는데의미가있다. 사업추진과정에서사업을실시간으로관리 운영하기위한 전기차공동이용 IT운영시스템 을개발하고국내주택환경에맞는보급형충전기개발도병행한다 ( 지경부보도자료, ). 사. 종합비교및시사점 위에서살펴본것과같이, 미국, EU, 일본, 중국등세계주요국가들은전기자동차구매보조금지원, 세제혜택등의금전적인인센티브뿐만아니라주차및충전편의성제공, 차량운행관련인센티브제공등각종지원책을시행하고있거나도입할예정이다. 주요국들은자국의법 제도및경제환경에따라차이는있지만 18) 자동차를소유하는것이아니라사용하는개념으로, 자동차를빌려쓰는제도중의하나이다. 렌트카와는달리주택가근처에보관소가있으며, 주로시간단위로필요한만큼사용하고차를반납하는방식이다. 카쉐어링사업은이미프랑스, 미국등에서운영되고있으며, 프랑스는 2012 년 12 월부터파리와일부인근지역에서전기차 66 대와주차장겸정거장 33 곳을확보하여카쉐어링서비스를제공할계획이다 ( 지경부보도자료, ). 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 37

66 전기자동차기술개발과시장창출을위해적극적인행보를보이고있다. 특히, 세계최대자동차시장인미국은오바마정부출범이후, 전기자동차와배터리기술확보에적극적으로나서고있으며, 전력회사와자동차업계, 스마트그리드업체등의컨소시엄을통한시범사업을전개하여효율적인전기자동차시장을구축하기위해노력하고있다. 또한, 미래시장잠재력이가장크다고볼수있는중국도석유수입감축, 대기오염개선등을목적으로전기자동차산업육성과시장보급을위해과감한투자와정책을전개하고있다. < 표 2-6> 과같이대부분의국가들은전기자동차, 배터리, 충전설비개발을지원하고있다. 국가 미국 일본 독일 주요내용 - 전기자동차및배터리 R&D에 $24억보조금지급계획발표 (2009.8) - DOE $240억신재생에너지대출집행 년전기자동차충전소 2만곳으로증가 - 배터리개발, EV 생산설비건설, 실증사업등총 48개 Project 확정및자금지급 년까지자동용및급속충전기 200만대 년 LIB 가격, 현재보다 65% 낮춤 - NEDO 주관차세대배터리개발프로젝트시작 (2009~2015년, 총 210 억엔규모 ) - 실증실험모델사업의 EV/PHEV 타운선정 (2009년동경등 7개소 ) - 전기자동차연구개발기금조성 년까지배터리등기술개발 5억지원 프랑스 - 무공해차및관련부품생산업체에매년 2,000 만지원 (2006~2010 년 ) 중국 한국 년까지 1,000억위안 ( 약 17조원 ) 집행 계획의 7대전략사업중하나 년까지전기자동차개발에 15 조원투입 년까지배터리가격현재보다 80% 낮춤 년까지배터리수명 20 년도달 자료 : Solar&Energy(2011) < 표 2-6> 전기자동차개발지원현황및계획 38

67 한편, 대부분의국가들은전기자동차초기시장창출을위하여전기자동차구매자에게직접적인보조금을지급하고, 다양한세제혜택을부여하고있는상황이다. 또한공공주차장무료주차 ( 주차할인 ), 공공충전소무료충전등전기자동차의주차및충전에대한인센티브를제공하고, 차량운해시의편의성증대를위하여전용차로제공, 통행료면제등의혜택도부여하고있다. < 표 2-7> EV PHEV 관련정책비교 구분 판매목표 금전적인센티브 미국 2015년까지누적 1백만대 대당 $7, 년전기동력자동차 200만대 일본 보급목표 대당 139만 2020년까지 50만대 EV 보급계획 2020년까지누적 150만대, 영국 2015년까지런던에만 10만대 EV 대당 5,000 보급목표 독일 2020 년까지누적 1,000,000 대 - 프랑스 2020년까지 200만대정부보유 5만대 대당 5,000 스페인 2014 년까지 250,000 대판매대당 6, 년말까지 500,000 대생산대당 $8, 년까지 10대도시에서각중국 1,000대이상 EV 사용의무화 2012년까지중국신차판매 10% 를친환경차량으로점유 2020년까지누적 1백만대 ('15년한국소형차시장의 20%, '20년자동차시장의 20%) 자료 : Solar&Energy(2011) 대당 RMB 6,000 가격차의약 50% 수준 ( 최대 2,000만원 ) 비고 에너지부투자기금 $20억인센티브는연단위로변경가능성높음 저탄소차량에 2 억 5,000 만지원 인프라및배터리개발에 2 억 8,500 만투자 2020 년까지 15 억 초기에는마드리드, 발렌시아, 세비야중심 12개도시에서인센티브적용 - 세제, CO₂ 관련보너스, 인센티브 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 39

68 국가 < 표 2-8> 국가별전기자동차구매보조금현황및계획 구매보조금내역 미국 - 연방정부, EV 대당최고 $7,500 보조금지급 - 주정부마다별도의보조금지원 일본 년까지최대 139만엔구매보조금지급 ( 지자체별도 ) 영국 - PHEV, EV 구매보조금대당최고 5,000 지원 독일 - 신차구매시최대 2,500 지원 프랑스 - 대당최고 5,000의 EV 구매보조금지원 오스트리아 - 탄소배출량에따라최대 300 보조금지급 벨기에 - 신차구매시차량가격의 3%( 최대 850) 에서차량가격의 15% ( 최대 4,540) 지원 이탈리아 - 신차구매시최대 1,500 지원 포르투갈 - 신차구매시 1,000~1,250 지원 중국 - EV 대당최고 6만위안보조 한국 년까지공공기관구매에한정, 저속전기차 750만원, 고속전기차 1500만원지원 자료 : Solar&Energy(2011) < 표 2-9> 국가별전기자동차관련세금감면현황및계획 국가 내용 미국일본영국독일프랑스오스트리아핀란드 - 세금환급액 280~850만원 - 친환경소형차구매시취득세, 중량세면제 - 탄소배출량에따라운행세차등부과 - 신차구매후 5년간운행세면제 - 탄소배출량에따라등록세차등부과 - CO₂60g/km 미만차량에대하여 5,000 지급 - EV 등록세면제 - 탄소배출량에따라 20~650 지원예정 포르투갈 - EV 등록세의 50% 면제 - 차량등록세, 취득세및운행단계에서세제지원한국 - 탄소배출량에따라보너스지급제도마련계획 (2012) - 인센티브부여 ( 혼잡통행료, 공영주차장요금, 고속도로통행료등 ) 자료 : Solar&Energy(2011) 40

69 < 표 2-10> 국가별전기차관련기타인센티브현황 구분 미국 주차 충전편의성증대 공영주차장무료 ( 할인 ) ( 애리조나등 3 개주 ) 공공충전소무료 혼잡통행료면제 운행편의성증대 도로통행료면제 ( 할인 ) 전용차선이용 ( 캘리포니아등 7 개주 ) 영국 ( 런던 ) 독일 프랑스 오스트리아 벨기에 덴마크 그리스 ( 일부도시 ) 이탈리아 ( 할인 ) ( 할인 ) 네덜란드 ( 할인 ) 노르웨이 ( 오슬로 ) 핀란드 포르투갈 스페인 ( 일부도시 ) 스웨덴 자료 : Solar&Energy(2011) ( 스톡홀름 ) 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 41

70 이와같이다양한투자와지원정책이동원되는것을보면자동차제조업체와각국정부는확실히 EV가대규모로보급되기를원하는것으로보인다. 그러나이러한방향으로나아가는데있어서몇가지장애물이존재한다. 첫번째, EV의제한된주행거리때문에 적절한 자동차운행을위한배터리기술이아직까지대부분검증되지않았다는것이다. 같은맥락으로도볼수있지만두번째로중요한사항은인적이드문곳에서배터리방전으로운전자의발이묶이게되는것을방지할수있는 EV 충전인프라가부재하다는점이다. 이러한상황을변화시키기위한노력이이루어지고있는데, 규모가작은국가들이앞장서고있다. 르노-닛산 ( 프랑스 / 일본 ) 이힘을합쳐실리콘밸리에 Project Better Place라는신생기업을설립해덴마크와이스라엘에서 EV 시장을처음부터구축하려고한다. 덴마크와이스라엘은모두도시가서로인접해있는인구밀도가높은국가이다. Project Better Place는또한미국의캘리포니아 하와이주, 포르투갈, 호주, 캐나다와중국등다른여러국가에서비슷한사업을시행하기위해준비하고있다. 일본과독일등자동차산업의선도적인시장은물론이고세계최대의두시장인미국과중국이전기자동차기술에투자하고있다는사실이 EV개발을성공가능한것으로만드는데크게도움이될것이다. 한편미국, 일본, EU 등주요선진국들은자동차업체의친환경 고효율자동차기술개발을촉진하고국제적인규제강화에대응하기위하여자국의기업평균연비및온실가스배출기준을지속적으로강화하는추세이다. 우리나라도승용차의평균연비기준을 2015년 17.0 km /l로설정해놓고있으며, 2016년이후기준을보다강화하여일 42

71 본, EU 수준에이르도록할예정이다. 우리나라는전기자동차개발 보급을위해주요선진국들이시행하고있는대부분의제도들을채택하고있다. 따라서계획된정책들이효과적으로실행될수있느냐가관건이될것이다. 이를위해서는정부지원수준의적절성, 정책집행과정상의장애요인등에대한검증과지속적인분석이수반되어야한다 ( 최도영 이상열, 2011, p.45). 3. 세계전기자동차보급동향 세계자동차수요는연도별각국의신규차량등록대수를파악해보면알수있다. 하이브리드차량판매의주요국가인 16개국을기준으로신규차량등록대수를살펴보기로한다. 먼저승용차의경우, 16 개국의신규등록대수는 2009년기준 34,387,390대로전세계승용차신규등록대수 (48,854,436대) 의 70% 를점하고있다. 16개국의상용차신규등록대수도 11,218,876대로, 전세계상용차신규등록대수 (16,308,805대) 의 69% 를점하고있다. 승용차와상용차전체로는 2009년 45,606,266대로전세계 (65,163,241대) 의 70% 를 16 개국이점하고있다 (Solar&Energy, 2011). 미국의경우에는 2000년에 900만대에가까운승용차가신규등록되었으나, 2009년에는 550만대정도로신규등록대수가감소했다. 반면에중국의자동차신규등록대수는연평균증가율이 36.9% 에이를정도로엄청난급신장세를보이고있다. 각국가별로보면매년인구의 2.6% 내외에해당하는규모의신규승용차가등록되고있다. 상용차는인구의 0.8% 정도가매년새로등록되고있으며, 자동차전체로는매년인구의 4% 내외에해당하는신규등록차량이존재한다. 다 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 43

72 만, 미국의경우에는 1인당상용차신규등록대수가다른국가들과비교하여 4배이상높은분포를보여주고있다. 또한세계에서제일많은인구를가진중국은승용차를중심으로매년 1인당신규차량등록대수가꾸준히증가하고있다. 각국가별 1인당신규차량등록대수는중국을제외하고는대부분의경우감소세를보이고있다. 2010년까지판매된전기자동차의대부분은 HEV 차량이다. 2010년판매가시작된 GM Volt(PHEV) 가예외적이지만, 판매량은매우미미하다. 1999년출시되어판매되기시작한하이브리드차량이전체의 99% 이상을차지한다. 2000년도에 2,400대가량판매되었던하이브리드자동차는 2010년에는 94만대가량판매되었다. 이기간동안매년 44% 씩성장을하였다. 누계기준으로는 2000~2010년기간동안 370만대이상이판매되었다. 그리고 2011년상반기에는누적판매 400만대를돌파한것으로추정된다. < 표 2-11> 전기자동차판매비율 구분 세계신규차량등록대수 71,619,308 68,030,469 65,163,241 74,358,520 전기자동차판매대수 504, , , ,370 전기자동차침투율 0.7% 0.7% 1.1% 1.3% 자료 : Solar&Energy(2011) 그러나전체신규차량등록대수중전기자동차등록대수의점유율 은 2007 년 0.7%, 2008 년 0.7%, 2009 년 1.1%, 2010 년 1.3% 로아직까 지매우미미한실정이다. 44

73 회사별로보면, 전기자동차의 70% 이상은도요타에서판매한것으로나타났는데, 대표모델인 프리우스 의비중만하더라도 50% 를넘고있다. 지금까지많은전기자동차가판매되었지만하이브리드차량을소비자들에게확실하게인식시킨것은도요타 프리우스 의공로였다고할수있다. 도요타다음으로는혼다가 2위를차지하고있는데, 이들두회사의전기자동차판매량은전체의 90% 내외를점하고있다. 이두회사에이어서는 2004년부터판매를시작한포드가약 5% 내외를점하고있다. [ 그림 2-9] 업체별전기자동차판매실적 ( 단위 : 대 ) 자료 : Solar&Energy(2011) 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 45

74 그러나 2011년 8월기준으로미국시장을보면현대소나타하이브리드판매량이월 4,100대이상으로프리우스 9,500대에이어판매 2 위를점하고있는것으로보아향후다양한하이브리드차량판매가기대되고있다. 2008년까지판매된전기자동차의 70% 정도는미국시장에서판매된것이다. 그러나 2009년에는일본시장의비중이 47% 로증가하여미국의 39% 와합하면일본과미국에서판매된차량이전체의 86% 를점한다. 다음으로는 EU가 10% 내외를점하고있으며, 한국시장은 1%, 호주시장 0.6%, 중국시장 0.4% 등이다. [ 그림 2-10] 국가별전기자동차판매실적 ( 단위 : 대 ) 자료 : Solar & Energy(2011) 46

75 < 표 2-12> 전기자동차판매현황 ( 단위 : 천대 ) 구분 연평균증가율 (%) 미국 EU 호주 일본 한국 중국 합계 누계 , , , , 자료 : Solar & Energy(2011) 4. 전기자동차보급시나리오및전망사례 가. Solar & Energy 전망 (2011) 컨설팅회사인 Solar & Energy 는 2011년 11월에 EV, PHEV, HEV 를모두포함하는세계전기자동차시장분석보고서를발표하였다. 시장판도에영향을미치는요인들을식별하고, 그요인들의중요도를고려하여 2020년까지의전기자동차수요전망을실시하였다. 2000년대중반이후전기자동차수요를창출한요인중가장중요한것은온실가스감축과대기환경규제라는힘이었다. 향후에도자동차연비개선또는온실가스감축이라는규제적요소가전기자동차의수요를견인하는중요한요인이될것으로보인다. 그렇다면 강제적인규제외에전기자동차의수요가시장내에서자연스럽게증가할수는없는가? 라고질문한다면, 그해답은경제성에서찾아야할것 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 47

76 이다. 자동차가격, 유지보수비용, 전기요금, 각종세제등자동차를구매하여폐기할때까지전과정에서소요되는비용과차량성능에있어서타연료 ( 휘발유, 경유등 ) 자동차에비하여경쟁력을가져야만한다. 성능과비용외에도소비자들의효용 (utility) 에영향을주는다른요소들 ( 이용의편리성, 차량선택의다양성, 안전성등 ) 이전기자동차구매를제약하는방향으로작용한다면수요는보다제한적으로증가할수밖에없을것이다. 소비자에게선택의폭을제공하는자동차라인업 (line-up) 은내연기관차량에비하여전기자동차는매우제한적이다. 특히현재 PHEV, EV 모델은별로선택의여지가없다. HEV 경우에도 50종이상의차종이출시된것으로알려져있지만, 여전히선택의폭이좁은것이사실이다. Solar & Energy는 2015~2017년은되어야대부분의차종에 HEV이도입될것이며, PHEV나 EV의경우에는그시기가보다더늦어질것으로보고있다. 성능에있어서도 PHEV나 EV는충전이라는제한적요소를가지고있다. 가격에있어서는 HEV, PHEV, EV 모두약점이되고있지만 HEV 는동급내연기관차량대비 20% 정도비싼반면에 PHEV나 EV의경우에는최고 3배이상가격차이가발생하고있어서정부의지원없이는수요확대가불가능한형편이다. 이러한요소들이모두전기자동차수요전망의중요한변수들로작용하는데, Solar&Energy(2011) 는 < 표 2-13> 과같이각요소들에대한가중치를설정하여수요예측의기본자료로삼았다. 48

77 < 표 2-13> 수요요인별가중치 구분수준 1 수준 2 수준 3 가중치 판매자법정부정책 수요자 비용 성능 선택의폭 자료 : Solar & Energy(2011) 운행거리, 배기가스 차량가격배터리가격 - 운행비용 정부정책 충전인프라 배터리 에너지비용차이 - - 휘발유가격대전기요금 유지보수비 - 보조금 - 세금감면 - 접근성 - 5 충전시간 - 9 주행거리배터리용량 3 배터리수명 배터리및캘린더수명 1 캘린더수명 - 안전성 - 9 차량모델수 - 라인업 7 기타인센티브 년전기자동차 (EV, PHEV, HEV) 세계수요는전체차량의 19% 에이를것으로전망된다. 전세계전기자동차수요는 2010년 94 만대에서 2015년 408만대, 2020년 1,730만대규모에도달할것으로예상된다. 2010~2020년기간의연평균증가율은 33.8% 로예상된다. Solar & Energy(2011) 에따르면국가별로는 2020년기준으로일본이전체신규차량중 53% 인 230만대를전기자동차로판매할것으로예상된다. 미국이점유율약 31% 수준에 390만대수준, EU가점유율 30% 로 436만대, 한국이 40% 로 62만대, 호주가 25% 로 27만대, 중국이 12% 로 360만대를판매할것으로예측하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 49

78 구분 연평균증가율 (%) 미국 ,240 2,013 3, 일본 ,220 1,764 2, EU ,020 2,123 4, 호주 한국 중국 ,284 2,339 3, 기타 ,457 2, 합계 940 1,376 2,704 5,870 10,333 17, 자료 : Solar&Energy(2011) < 표 2-14> 국가별전세계전기자동차판매전망 ( 단위 : 천대 ) [ 그림 2-11] 국가별전기자동차판매전망 ( 단위 : 대 ) 자료 : Solar&Energy(2011) 50

79 전기자동차기술별로는 2020년기준으로하이브리드차가전체의 77%(1,325만대 ) 를차지할것으로예상되며, PHEV는 13%(225만대 ), 순수전기차는 10%(180만대 ) 정도를점유할것으로예측하였다. HEV는현재동급내연기관차량에비하여약 20% 비싸지만 5년정도운행하게되면, 내연기관차량보다도총비용이감소할것으로예상하였다. 이는석유가격이높은국가일수록, 연간주행거리가긴소비자일수록더크게나타날것이다. 다만현재의문제점은소비자들이선택할수있는차종이그리많지않다는데있다. 그러나 2015~ 2017년까지는대부분의자동차업체가자사차량의전차종또는대부분의차종을 HEV화할것으로예상되므로, 2015년이후의 HEV 판매량은더욱증가할것으로예상된다. 도요타는 2015년까지자사전차종에 HEV를선택적으로구매할수있도록할계획이라고밝힌바있으며, 현대자동차도대부분의인기차종은모두 HEV화할계획이라고한다. 따라서 HEV의경우에는일부지원 ( 세제, 보험등 ) 이없더라도내연기관차량과경쟁이가능하다고판단된다. 그러나 PHEV와 EV 경우에는사정이좀다르다. 이들은전력망으로부터의충전이필요한차량으로, 충전인프라문제가해결되어야한다. 충전인프라는특성상대도시와같은인구밀집지역을중심으로보급될수밖에없기때문에, 특히국토면적이넓은국가에서충전인프라를갖추는것은쉬운일이아니다. 따라서 PHEV와 EV의보급에는상대적으로긴시간이소요될것이다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 51

80 < 표 2-15> 기술별전세계전기자동차판매전망 ( 단위 : 천대 ) 구분 연평균증가율 (%) HEV 916 1,275 2,395 5,021 8,419 13, PHEV ,037 2, EV , 합계 917 1,339 2,644 5,825 10,308 17, 주 : < 표 2-14> 국가별판매전망과합계가일치하지않는문제가존재함. 따라서연 평균증가율에서도차이를보임. 자료 : Solar&Energy(2011) [ 그림 2-12] 기술별전기자동차판매전망 ( 단위 : 대 ) 주 : BEV 는순수전기자동차를의미, xev 는전기자동차전체를의미함. 자료 : Solar&Energy(2011) 52

81 또 EV, PHEV의가격은배터리가격이하락한다고해도여전히내연기관과 HEV에비해서는비쌀것이다. 각국정부가연비와온실가스등배기가스배출을엄격하게규제하지않으면, 시장에서이들차량이우선적으로판매되기는쉽지않을것이다. 국가의지원이있다고하더라도내연기관또는 HEV 차량보다가격이비싼상황은분명히지속될것이다. EV 경우에는이외에도주행거리에제한요소가존재한다. 물론배터리를많이탑재하면주행거리는길어지겠지만, 차량가격이상승하고, 충전시간이길어지는문제가발생한다. 따라서합당한용량의배터리를탑재한다고가정하면, 1회충전시주행거리는 1,000km를달릴수있는경쟁차종들의 1/5에도미치지못한다. 물론주행가능거리가짧다는것은자동차이용자들의일일평균주행거리가 100km이내라는점을고려하면, 큰약점이아닐수도있다. 그러나간헐적으로장거리를주행해야하는상황이발생하게되면, 순수전기자동차를보유한소비자들은대중교통수단을이용하거나, 다른승용차를빌려야하는불편함을감수해야한다. 이러한점을고려하면 EV를가족의주차량으로선택하기는쉽지않을것으로판단된다. EV를세컨드카로고려한다고하더라도, 주차량보다더비싼세컨드카를구매하려는소비자들은그리많지않을것이다. 이상에서설명한제약요인들을극복하지않으면 PHEV나 EV 수요가증가하기는쉽지않을것이다. 기본적으로전기자동차수요는각국의환경규제로부터형성된다고전제할때, 2020년까지규제목표치를훨씬상회하는 HEV 차량들이개발될것으로예상할수있으므로당분간전기자동차수요는하이브리드차가주도할것으로전망된다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 53

82 [ 그림 2-13] 우리나라기술별전기자동차판매전망 ( 단위 : 대 ) 주 : BEV(Battery Electric Vehicle) 는순수전기자동차를의미함. 자료 : Solar&Energy(2011) Solar&Energy는우리나라의전기자동차수요에대한예측치도제시하였다. 이전망에의할경우, 우리나라는 2015년에 20만대, 2020 년에약 62만대의전기자동차수요가있을것으로예상된다. Solar&Energy는우리나라의경우도역시 HEV가시장을견인할것으로전망하고있다. 54

83 < 표 2-16> 우리나라기술별전기자동차판매전망 ( 단위 : 천대 ) 구분 연평균증가율 (%) HEV PHEV EV 합계 주 : PHEV와 EV는 2013년부터판매가시작될것으로예상. 판매대수는 PHEV 254대, EV는 109대. PHEV와 EV의연평균증가율은 2013~2020년기간에대한것임. 자료 : Solar&Energy(2011) 나. HIEDGE 전망 일본의하이테크기술조사전문컨설팅업체인 HIEDGE는순수전기자동차와수소연료전지자동차가상용화되기전까지는, 플러그인하이브리드차가클린디젤차와더불어기존의하이브리드차를대체하면서그린카시장을주도해나갈것이라고주장하였다 ( 최도영 이상열, 2011, p.47). HIEDGE에따르면, 플러그인하이브리드차는 2015년까지 30만대가량이보급될전망이며, 2015년이후에는순수전기차시장이본격적으로형성될것이라고한다. 이회사는자동차업체들의다양한순수전기차모델개발과정부의적극적인보급장려로인하여세계순수전기자동차시장이 2020년에 280만대수준으로성장하고, 2050년에는판매되는신차중최대 30% 를순수전기차가점유할것으로전망하였다 ( 지식경제부 한국에너지기술평가원, 2011). 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 55

84 [ 그림 2-14] 플러그인하이브리드차보급추이및전망 ( 단위 : 대 ) 300, , , , , , , ,000 75,500 37,000 50,000 15, , 자료 : HIEDGE, 최도영 이상열 (2011) 의 p.18 [ 그림 2-4] 재인용 [ 그림 2-15] 전기자동차보급전망 ( 단위 : 천대 ) 자료 : HIEDGE, 최도영 이상열 (2011) 의 p.20 [ 그림 2-5] 재인용 56

85 다. IEA 전망 (2011) IEA는그린카에대해각국이계획하고있는연구개발및보급지원정책이차질없이이행된다는시나리오설정을통해세계전기자동차시장수요를예측하였다. 이시나리오를 블루맵시나리오 (BLUE map scenario) 라고칭하는데, 19) 각국정부가이미발표한탄소저감정책은물론향후에도적극적인온실가스감축노력을이행함으로써, 2050년의전세계 CO 2 배출량이 2005년의절반수준으로줄어드는상황을가정한다. IEA는 2015~2020년기간을순수전기차와플러그인하이브리드차가본격적으로성장하는시기로보고, 이기간동안이들차량의수요가연평균 47% 의속도로증가할것으로전망하였다. 또한각국의전기자동차육성정책이 2020년이후에도지속적으로이행된다면, 2050 년경에는순수전기차와플러그인하이브리드차가각각 5,000만대씩판매될것이라고예측하였다. 이수치는 IEA가예상하고있는 2050년세계경량자동차시장의 50% 를상회하는것이다. 반면, 전통내연기관승용차의판매비중은 10% 수준에머물전망이다. < 표 2-17> 블루맵시나리오의세계 EV 및 PHEV 판매량 ( 단위 : 백만대 ) 구분 PHEV EV 합계 자료 : IEA(2011) 19) IEA 의 2010 에너지기술전망 (Energy Technology Perspective) 의저탄소시나리오를의미한다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 57

86 [ 그림 2-16] PHEV 및 EV 연간판매량전망 (IEA 블루맵시나리오 ) ( 단위 : 백만대 ) 자료 : IEA(2011), 최도영 이상열 (2011) 의 p.49 [ 그림 2-12] 재인용 [ 그림 2-17] 경량자동차연간판매량전망 (IEA 블루맵시나리오 ) ( 단위 : 백만대 ) 자료 : IEA(2011), 최도영 이상열 (2011) 의 p.49 [ 그림 2-13] 재인용 58

87 라. Global Data 전망 (2012) GlobalData(2012) 는순수전기자동차 (EV 또는 BEV) 시장을분석대상으로삼았다. 동사는 2011년세계순수전기자동차판매량을약 4만대수준으로추정하고, EV 시장이도입기에있는것으로평가하였다. GlobalData 는향후 EV 시장은다양한요인의영향을받게될것인데, 정부의지원정책이 2012~2020년기간동안 EV 시장성장을결정하는핵심요인이라고하였다. 따라서 2012년 8월발표된 GlobalData 의순수전기차시장전망은정부지원이라는관점에서두가지시나리오를상정하였다. 첫번째시나리오는정부가 EV 공급업체들과소비자들을꾸준하게지원하는안이다. 두번째시나리오에서는 EV 공급업체들과소비자들에게정부지원이제공되지않거나최소한으로만제공된다고가정한다. EV 보급의주요원동력이되고있는금전적또는비금전적인센티브제도와자금지원프로그램이지속적으로제공된다면, 전세계 EV 시장은 2011~2020년기간동안매년 15% 씩성장하여 2020년에는 141,260대가될것으로예상된다. 두번째시나리오는 EV 제공업체들과소비자들에게주어지는정부지원이최소한의수준이거나없다고가정한다. 이시나리오에서는 EV 시장이 2011~2020년기간동안연평균 5% 로성장하여 2020년에 62,294대가될것으로전망된다. EV 보급활성화를위해서는적절한충전인프라확충과전기차에대한소비자들의인식제고가필요한데, GlobalData는정부의충전인프라개발지원과금전 비금전적인센티브제도의도입이소비자들로하여금 EV를선택하게하는가장중요한요인이라고주장하였다. 제 2 장세계전기자동차보급현황및전망 59

88 [ 그림 2-18] 순수전기자동차 (EV) 판매전망 ( 단위 : 대 ) 자료 : Global data(2012) 60

89 제 3 장국내전기자동차시장전망 1. 전망개요및시나리오설정 전기자동차가에너지수급과온실가스배출에미치는영향을분석하기위해서는전기자동차가시장에어느정도나보급될것인지를예측하는것이선결과제이다. 우리나라의전기자동차시장규모를전망하기위해서는두단계의과정이필요하다. 첫번째는우리나라의전체승용차시장규모 ( 총등록대수 ) 와매년도의신규판매대수를예측하는것이다. 다음으로전기자동차종류별로연간신규판매점유율을알아야한다. 즉, 전기자동차가기존내연기관승용차를얼마나대체할것인가에대한전망이필요하다. 그러나전기자동차의판매점유율을예측하는것은매우어려운작업이다. 왜냐하면순수전기자동차는현재정부및공공기관을대상으로보급이시작되는단계에있어실제시장판매자료가존재하지않기때문이다. 일반소비자들은제주도스마트그리드실증단지나수도권에서시행되고있는차량공동이용 (car sharing) 등일부시범사업을통해제품의서비스를체험할수있을뿐이다. 또한하이브리드승용차에대한시장판매자료는분석하기에너무짧다. 따라서두번째단계의연구는시장데이터가존재하지않는상황에서적용가능한방법론을이용하여야한다. 그럼에도불구하고전기자동차판매점유율예측이쉽지않기때문에, 대부분의선행연구들은정부의보급목표나전문가들의판단에근거한시나리오설정을통해시장점유율전망자 제 3 장국내전기자동차시장전망 61

90 료를추정하고있다. 본연구는단순히전기차시장점유율을가정하는방식을채택하지않고, 계량경제학적인분석방법을적용하여전기자동차의종류별, 차급별판매점유율을예측하고자한다. 전기자동차, 특히배터리와모터로만구동되는순수전기차는내연기관자동차와같이엔진배기량기준으로차급이구분되지않지만, 향후다양한배터리용량을가진모델들이개발된다고볼때, 다양한차급에서기존내연기관승용차를대체할것이다. 따라서본연구에서는분석결과의신뢰성을높이기위해차급별로시장을세분하여전기자동차의판매점유율을예측한다. 이점은기존의선행연구들과차별화되는부분중의하나이다. 우선승용차시장규모전망을위해국토해양부의자동차등록통계분류에따라승용차를비사업용과사업용으로구분하여접근한다. 비사업용은자가용과관용으로구성되어있고, 사업용 ( 본연구에서는택시제외 ) 은렌트, 리스등영리를주요목적으로하는용도이다. 이렇듯승용차등록대수예측을두개의시장으로구분하여접근하는이유는각용도별승용차시장의성숙도의차이로자동차등록시계열자료의특성이다르기때문이다. 비사업용승용차시장은성숙단계에있으나, 사업용승용차시장은확장단계에있으므로다른예측방법을적용할필요가있다. 사업용승용차는 2011년기준으로비사업용승용차등록대수의 1% 에도미치지못하기때문에무시할수도있는수준이나, 전기자동차가렌터카등사업용으로도보급될예정이므로분석범위에포함하는것이합리적이다. 승용차시장에대한전망은기본적으로 KEEI-EGMS(KEEI Energy & Greenhouse Gas Modeling System) 20) 의수송부문모형을이용한 62

91 다. KEEI-EGMS는승용차등록대수를국토해양부자동차등록통계의연료별구분으로만전망하므로, 본연구는동모형을목적에맞게연료별, 기술별, 차급별로확장하여이용한다. 승용차등록대수전망은세가지시나리오로진행한다. 첫번째는기준안으로서 EV 및 PHEV 등충전을필요로하는전기자동차및관련된충전인프라가현수준에서더이상보급되지않는시나리오이다. 즉, 기준안에서는하이브리드승용차를제외한전기자동차는상용화되지않는다고가정한다. 두번째는전기자동차가곧상용화되어시장에보급되는안으로, GlobalData(2012) 의연구와유사하게정책및시장환경에따라다시두가지시나리오로구분하였다. 보급안Ⅰ은전기자동차기술발전이이루어지고, 충전인프라확충도진행되나, 세제지원등민간부문에대한정부의지원이없는경우를가정하였다. 보급안Ⅱ는민간부문에대한정부의세제지원이지속되고, 기술개발이빠르게진행되어전기자동차용배터리가격이현재수준대비 2035년에 50% 하락하는안이다. 2. 승용차등록추이 가. 비사업용승용차 전기자동차등을포함하는우리나라승용차시장에대한수요전망 을하기위해서는승용차시장규모에대한동향을파악할필요가있 다. 비사업용 ( 자가용및관용 ) 승용차등록대수는 2011 년말기준으로 20) KEEI-EGMS 는 20 년이상의장기에너지및에너지사용으로인한온실가스배출을전망하기위하여에너지경제연구원에서개발한전망시스템이다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 63

92 13,626천대를기록하였다. 배기량별보유구조를보면, 경형 (1,000cc미만 ) 이 9.0%, 소형 (1,000~1,500cc) 14.9%, 중형 (2,000cc미만 ) 51.0%, 대형 (2,000cc이상 ) 은 25.1% 를점유하고있다. 1993년이후배기량별승용차등록대수증가속도는대형이연평균 15.3% 로가장빠른것으로나타났으며, 중형도 12.1% 의빠른증가세를보였다. 중 대형승용차의빠른증가세는소득증가와큰자동차를선호하는우리나라의자동차이용문화의영향인것으로판단된다. 구분 ,000 cc미만 1,500 cc미만 2,000 cc미만 2,000 cc이상 139 (3.4) 2,786 (68.4) 889 (21.8) 262 (6.4) 661 (8.5) 3,986 (51.0) 2,488 (31.8) 678 (8.7) 780 (7.2) 3,581 (33.2) 4,258 (39.5) 2,160 (20.0) 1,225 (9.0) 2,030 (14.9) 6,952 (51.0) 3,418 (25.1) ( 단위 : 천대 ) 연평균증가율 (%) 93~00 00~05 05~11 93~ 전기 (EV) 합계 < 표 3-1> 배기량별비사업용승용차등록대수 4,076 (100.0) 7,814 (100.0) 10,778 (100.0) 13,626 (100.0) 주 : 1) 전기자동차등록대수는 1993 년 1 대, 2000 년 4 대, 2005 년 0 대, 2011 년 332 대 2) ( ) 안은점유율 (%) 경형승용차등록대수는 2000~2006년기간동안에는완만하게증가하였으나, 이후빠른상승세로전환되고있다. 이는유가의지속적인상승에따른고연비자동차선호, 세컨드카증가등이주요인인것으로보인다. 반면, 소형승용차등록대수는 2002년이후지속적으로감소하는추세를보여, 승용차보유에있어서양극화현상이나타나고 64

93 있다. 경형승용차의비중이상대적으로낮다는점을감안하면, 우리나 라승용차보유의중 대형화추세가지속되고있다고할수있다. [ 그림 3-1] 배기량별비사업용승용차등록대수추이 ( 단위 : 천대 ) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 [ 그림 3-2] 배기량별비사업용승용차보급비중 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 제 3 장국내전기자동차시장전망 65

94 [ 그림 3-3] 경형승용차등록대수추이 ( 단위 : 천대 ) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 비사업용승용차를연료별로구분해보면휘발유, 경유, LPG 승용차가 2011년말기준전체의각각 66.5%, 21.8%, 11.4% 를차지하고있다. 1993년이후의증가속도는 LPG 승용차가가장빠른것으로나타났으나, 2000년대중반이후증가세가급격히둔화되고있다. 휘발유승용차등록대수는 1993년이후연평균 4.8% 의꾸준한증가세를보이고있으며, 경유승용차는 2000년이후등록대수증가속도가가장빠르다. 66

95 < 표 3-2> 연료별비사업용승용차등록대수 ( 단위 : 천대 ) 구분 연평균증가율 (%) 93~00 00~05 05~11 93~11 휘발유 3,892 (95.5) 7,137 (91.3) 7,738 (71.8) 9,063 (66.5) 경유 172 (4.2) 396 (5.1) 1,952 (18.1) 2,969 (21.8) LPG 6 (0.2) 279 (3.6) 1,086 (10.1) 1,552 (11.4) 하이브리드 ( 휘발유 + 전기 ) (0.2) 하이브리드 (LPG+ 전기 ) (0.1) CNG/LNG (0.0) 3.1 (0.0) 기타 6.1 (0.2) 1.2 (0.0) 2.1 (0.0) 2.0 (0.0) 전기 (EV) 0.0 (0.0) 0.0 (0.0) (0.0) 합계 4,076 (100.0) 7,814 (100.0) 10,778 (100.0) 13,626 (100.0) 주 : 1) 기타자동차는등유 알코올 태양열 기타의합계 2) 08~11 년하이브리드 ( 휘발유 + 전기 ) 자동차연평균증가율은 83.1% 09~11 년하이브리드 (LPG+ 전기 ) 자동차연평균증가율은 61.6% 3) ( ) 안은점유율 (%) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 제 3 장국내전기자동차시장전망 67

96 [ 그림 3-4] 연료별비사업용승용차보급추이 ( 단위 : 천대 ) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 2011년도연료별비사업용승용차보급실적을차급별로세분해보면 21), 연료별로뚜렷한특징이나타나고있다. 휘발유승용차는타연료에비해상대적으로경 소형 (27.2%) 의비중이높은반면, 경유차는중 대형 (98.7%) 차량이대부분을차지하고있다. 이는우리나라경유승용차가일반형보다는중 대형 SUV(Sports Utility Vehicle) 차량중심으로보급되고있음을말해준다. 한편 LPG 승용차는중형 (82.5%) 승용차가압도적인비율을차지하고있다. 21) 국토해양부에서발표하는자동차등록통계는연료별자동차등록대수를배기량크기별로세분하여제공하지않는다. 본연구수행을위해연료별, 차급별로세분된최근 2 개년도의승용차등록통계를교통안전공단으로부터입수하여활용하였다. 68

97 [ 그림 3-5] 비사업용휘발유승용차차급별비중 (2011 년 ) 자료 : 교통안전공단내부자료 [ 그림 3-6] 비사업용경유승용차차급별비중 (2011 년 ) 자료 : 교통안전공단내부자료 제 3 장국내전기자동차시장전망 69

98 [ 그림 3-7] 비사업용 LPG 승용차차급별비중 (2011 년 ) 자료 : 교통안전공단내부자료 2000년대중반이후판매되기시작한하이브리드승용차는최근등록대수가가파른증가세를보이고있다. 2011년말현재 36,667대가등록되었으며, 2012년 1~8월에도판매량이전년동기대비 74.5%(2 만984대 ) 나증가한것으로보고되고있다. 휘발유와전기를에너지원으로사용하는하이브리드차의점유율이전체의 61.0% 이며, LPG와전기를사용하는하이브리드차는 39.0% 를점유하고있다. CNG 및 LNG 승용차는 2003년부터보급이시작되었으나, 2011년말기준으로총등록대수는 3,144대로미미한수준이다. 순수전기승용차는보급초기단계로, 등록대수는 2010년 61대에이어 2011년 332대를기록하였다. 70

99 [ 그림 3-8] 연료별비사업용승용차보급추이 ( 기타 ) ( 단위 : 대 ) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 나. 사업용승용차 사업용승용차등록대수는 2011 년말기준 12 만 7 천대로집계되었 다. 22) 사업용승용차는 1993~2011 년기간동안연평균 18% 의높은 증가율을기록하여시장이빠르게성장하고있다. 연료별로구분하면 1993~2011 년기간동안경유승용차가연평균 34.6% 로가장빠른증 가세를보였다. 휘발유승용차의점유율은 2005 년까지는감소하였으 나이후증가추세로돌아섰으며, 반대로경유차는 2005 년이후비중 이감소하고있다 년부터보급이시작된하이브리드 ( 휘발유엔진 ) 자동차는 2011 년기준으로 280 대가등록된것으로나타났다. 22) LPG 승용차의대부분을택시가차지하고있기때문에사업용승용차에서 LPG 차량 ( 약 38 만대 ) 을제외하였다. 택시는운행특성상수시로, 짧은시간내에충전을해야하므로 2035 년이내에전기자동차로대체될가능성은거의없을것으로판단된다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 71

100 구분 휘발유 경유 하이브리드 ( 휘발유 + 전기 ) 6 (95.2) 0.2 (2.5) 17 (87.9) 2 (12.1) 33 (69.6) 14 (30.4) CNG/LNG 기타 0.1 (0.0) 전기 - 합계 6 (100.0) < 표 3-3> 연료별사업용승용차등록대수 0.0 (0.0) (0.0) 20 (100.0) 0.0 (0.0) (0.0) 47 (100.0) 91 (71.6) 35 (27.4) 0.3 (0.0) 0.9 (0.0) (0.0) 127 (100.0) 연평균증가율 (%) 93~00 00~05 05~11 93~ 주 : 기타자동차는등유 알코올 태양열 기타의합계. ( ) 안은점유율 (%) 자료 : 국토해양통계누리 ( 국토해양부 ( 단위 : 천대 ) 3. 전체승용차시장전망 가. 방법론 23) 1) 비사업용승용차 비사업용승용차등록대수는인구를차량 1 대당인구수전망치로 나누어예측하는방식을취한다. 23) 장기에너지및온실가스전망시스템 - 수송부문 매뉴얼을기반으로재작성 72

101 (3-1) STKVHC: 전망시점의자동차등록대수 POP: 인구수 POPVHC: 대당인구수 인구전망치는 2010년인구주택총조사 가반영된통계청의인구추계전망치를활용하며, 1대당인구수전망은곰페르츠함수 (Gompertz function) 를이용한다. 본연구에서는대당인구수에영향을미치는독립변수가시간이아니라일인당소득을사용한다는점에서일반적인곰페르츠확산함수추정방식과차이가있다. 즉, 대당인구수는시간이아닌일인당소득에의해결정된다고가정한다. 자동차의보유는일인당소득수준의영향을받을수밖에없기때문에이러한접근방식이보다합리적인것으로판단된다. 곰페르츠함수는과거자동차등록대수의시계열자료와모형에서외생변수로입력되는포화시점의대당인구수를이용하여특정시점의대당인구수를추정한다. (3-2) POPVHC: 대당인구수 SATVHC: 포화시점의대당인구수 PCGDP: 일인당국내총생산 제 3 장국내전기자동차시장전망 73

102 추정계수 X 11 은초기보급률을의미하며, 곰페르츠함수의추정식은 다음과같다. ln ln ln ln ln (3-3) 본연구에서는곰페르츠함수의또다른대안으로로그선형함수를병행하여사용한다. 24) 로그선형함수는곰페르츠보급함수를변형한것으로, 대당인구수가일인당소득과소득탄력성에의해결정된다는가정과대당인구수 (POPVHC) 의하한이포화시점의대당인구수 (SATVHC) 라는점을이용한다. (3-4) 로그선형함수에서추정계수 X 14 는대당인구수의소득탄력성을 의미한다. 로그선형함수는다음과같은추정식으로변형된다. ln ln ln (3-5) 승용차등록대수에대한전망이완료되면다음단계로자동차선택 하부모듈에서신규자동차등록대수를전망하고, 연료가격을변수로 한로짓비중함수를이용하여내연기관및하이브리드로대별되는 24) 곰페르츠함수나로지스틱함수의경우대당인구수가과소추정 ( 자동차보유대수는과다추정 ) 되는경향이있기때문에이를보정할수있는방법으로활용한다. 74

103 기술별차량선택과휘발유, 경유, LPG 등의연료별차량선택을순차적으로수행하게된다. 본연구에서는 KEEI-EGMS 수송부문모형을확장하고, 연료별차량을차급별 ( 대형, 중형, 소형, 경형 ) 로세분하여전망한다. 이는전기자동차의보급에따른에너지수요및온실가스변화효과를보다정교하게측정하기위함이다. [ 그림 3-9] KEEI-EGMS 비사업용승용차모듈의구조및연산흐름 자료 : 장기에너지및온실가스전망시스템설명서 (KEEI 내부자료, 2012) 자동차보급하부모듈에서전망한비사업용승용차등록대수와폐차율, 연료가격등을이용하여자동차신규등록대수, 사용연료별 차급별신규등록대수, 사용연료별자동차총등록대수를계산한다. 소비자의자동차선택은연료가격에의한사용연료별차량선택으로 제 3 장국내전기자동차시장전망 75

104 분석을단순화하였다. 25) 연료별차량을선택한이후, 선택행위는다시차급별차량선택으로이어진다. 본연구에서는모형의단순화를위해에너지관리공단의연료별승용차내차급별판매비중 26) 자료를이용하여이동평균 (Moving Average) 방식으로전망기간동안의차급별판매비중을전망하였다. 이비중전망을이용하여연료별승용차판매대수를차급별로배분한다. 향후모형의정교화를위해서는연료별차량내에서다시차급을선택하는로짓모형을장기적으로개발할필요가있다. < 표 3-4> 연료별배기량별신규자동차판매비중 구분 휘발유승용차 경형 소형 중형 대형 합계 경유승용차 소형 중형 대형 합계 자료 : 지식경제부 에너지관리공단 (2012, 2011) 25) 실제로소비자의차량선택은차량형태및배기량뿐만아니라제조연식, 연비, 디자인, 편의장치등다양한차량속성변수와소득, 나이, 가구원수등소비자특성변수등다양한변수들의영향을받는다. 26) 에너지관리공단 (2011) 의 2006~2011 년기간의승용차연료별신규판매비중을의미한다. 76

105 자동차선택하부모듈의자동차선택과정을상세히설명하면다음과같다. 우선자동차총등록대수 (STKVHC) 에서기타에너지사용자동차를분리하여일반연료자동차등록대수 (NCFVHC) 를계산한다. 기타에너지사용자동차의보급은시나리오에의해결정한다. 27) (3-6) (3-7) NAFVHC: 대체에너지연료자동차등록대수 NCFVHC: 일반연료자동차등록대수 PAFVHC: 기타에너지연료자동차보급비율 ( 시나리오 ) 사용연료별자동차신규등록대수는일반연료자동차총신규등록대수를구한후연료가격에따른자동차선택모형을적용하여계산한다. 일반연료자동차총신규등록대수는앞에서전망한자동차등록대수와평균폐차율을이용하여산정하는데, 기존등록차량중폐차된차량대수와자동차총등록대수증가분의합으로계산된다. (3-8) NNVHC: 자동차신규등록대수 NCFVHC: 일반연료자동차등록대수 SRVHC: 폐차율 27) 사용연료가등유, 알코올, 태양열, 기타등인자동차를모두기타에너지사용자동차로분류한다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 77

106 소비자는신규자동차를구입할때두단계에걸쳐자동차를선택한다. 첫번째단계에서는일반자동차와하이브리드자동차등자동차기술을선택하고, 두번째단계에서는휘발유, 경유, LPG, LNG/CNG 등사용연료를선택한다. 이과정에서연료가격을변수로한로짓비중함수를이용하여소비자선택을모형화한다. 즉, 연료가격의변화만을이용하여신규자동차의비중을전망하는것이다. (3-9) (3-10) VTTSHR: 기술형태별시장점유율 (j = 일반자동차, 하이브리드 ) VTTSHRBY: 기준년도사용기술형태별시장점유율 FLTSHR: 사용연료별시장점유율 (i = 휘발유, 경유, LPG, LNG/CNG) FLTSHRBY: 기준년도사용연료별시장점유율 APRAT: 기준년도대비평균연료가격비율 PRATi: 기준년도대비사용연료 i의가격비율로짓비중함수를이용한연료별자동차의신규등록대수는다음과같이계산되며, 연료별자동차내에서의차급비중은앞서설명한대로과거판매비중실적치의추세를이용하여전망한다. 78

107 (3-11) NNVFLT: 사용연료별자동차신규등록대수 전망기간의비사업용자동차총등록대수는전년도사용연료별 자동차등록대수, 폐차율, 연료별자동차신규등록대수를이용하여 전망한다. (3-12) VHCFLT: 사용연료별자동차등록대수 2) 사업용승용차전망기간의비사업용승용차총등록대수전망은사업용등록대수전망방법과는달리 GDP 등을설명변수로하는 log-log 회귀모형을이용하여전망한다. (3-13) STKBVHC: 전망시점의사업용자동차등록대수 승용차등록대수에대한전망이완료된이후의과정은사업용승용차모듈과유사하다. 즉, 자동차선택하부모듈에서사업용승용차등록대수전망결과와폐차율, 연료가격등을이용하여자동차신규등록대수, 기술별 ( 전통내연기관, 하이브리드 ), 사용연료별 ( 휘발유, 경 제 3 장국내전기자동차시장전망 79

108 유, LPG, 천연가스 ), 차급별 ( 대형, 중형, 소형, 경형 ) 신규등록대수그리고연료별총등록대수를순차적으로계산한다. 기술별, 사용연료별차량선택은연료가격을변수로한로짓비중함수를이용하며연료별차량을차급별로세분하는방법도비사업용승용차등록대수전망방법과동일하다. 나. 주요전제 확장된 KEEI-EGMS 수송부문모형을통해승용차등록대수전망을하기위해서는국내총생산 (GDP), 인구등몇가지주요한변수들에대한전망전제치가필요하다. GDP는 2012~2013년의경우기획재정부전망치 28), 2013년이후는한국개발연구원 (KDI) 의잠재성장률을채택하였다. 인구는 2010년인구주택총조사 결과가반영된통계청의추계인구전망자료를이용하였다. 국제유가 ( 두바이유실질가격기준 ) 상승률은미국 DOE/EIA의기준유가시나리오를적용하였다. 29) 또한연료별차량간대체에영향을미치는휘발유, 경유, LPG의수송연료상대가격비율은전망기간중 제2차에너지세제개편 의상대가격비율 (100:85:50) 을유지하는것으로가정하였다. 이상의가정은기준안및전기차보급안에동일하게적용되며, 전망시나리오간에는전기자동차의보급률차이만존재한다. 28) 기획재정부, 2012 년하반기경제전망 ( ) 29) USDOE/EIA, Annual Energy Outlook 2012 Early Release(2012.1) 80

109 < 표 3-5> 주요전망전제 구분 인구 ( 백만명 ) GDP( 조원 ) 695 1,044 1,260 1,511 1,759 1,987 2,182 1 인당 GDP ( 백만원 ) 두바이유가 ( 실질가격, US$/B) 대당인구수 ( 명 ) 자료 : 통계청, KDI, 미국 DOE/EIA [ 그림 3-10] GDP 전제 ( 단위 : 조원 ) 제 3 장국내전기자동차시장전망 81

110 [ 그림 3-11] 인구전제 ( 단위 : 백만명 ) [ 그림 3-12] 실질국제유가 ( 두바이유 ) ( 단위 : US$/ 배럴, 05 년가격기준 ) 82

111 비사업용승용차등록대수전망은곰페르츠함수의포화시점대당인구수가정에따라변동하게된다. 본연구에서는해외자료를근거로우리나라비사업용승용차의포화시점대당인구수를 1.8명으로가정하였다. 우리나라와교통환경이다른미국을제외하면, 인구와자동차등록대수가포화시점에근접한일본과유럽의주요선진국들은 2010년기준으로대당 2인내외의승용차 ( 사업용포함 ) 보유실적을보이고있다 ( 우리나라는대당 3.62인 ). 사업용이일부포함된점을고려하면우리나라와유사한도로교통환경을가진선진국들의포화시점대당인구수는 2대미만일것으로추정된다. 따라서우리나라포화시점의대당인구수를대당 1.8인으로결정하였다. [ 그림 3-13] 주요국의승용차대당인구수 (2010년) ( 단위 : 인 / 대 ) 주 : 승용차는비사업용외영업용도포함자료 : 한국자동차산업협회홈페이지 ( 제 3 장국내전기자동차시장전망 83

112 [ 그림 3-14] 주요국자동차보유추이 ( 단위 : 백만대 ) 주 : 승용차 + 상용차합계자료 : 한국자동차산업협회홈페이지 ( 다. 승용차시장전망결과 ( 기준안 ) 본연구에서는비사업용승용차등록대수전망을위해곰페르츠함수를변형한로그선형함수를활용하였다. 대당인구수 (POPVHC) 추정결과는아래와같다. 대당인구수는일인당소득과소득탄력성에의해결정되며, 대당인구수의하한은포화시점보급률인대당 1.8이다. (3-14) 전망결과에따르면, 대당인구수는 2011 년 3.76 명에서 2035 년에는 2.52 명으로하락할것으로예상된다. 포화시점의대당인구수가 1.8 명 이므로, 통계청의전망에따라 2030 년부터인구가감소한다고해도 84

113 비사업용승용차등록대수는 2035 년이후에도몇년간은완만하게늘 어날것으로전망된다. [ 그림 3-15] 우리나라비사업용승용차대당인구수전망 ( 단위 : 인 / 대 ) [ 그림 3-16] 비사업용승용차등록대수전망 ( 단위 : 백만대 ) 제 3 장국내전기자동차시장전망 85

114 [ 그림 3-17] 연료별비사업용승용차등록대수전망 ( 단위 : 천대 ) 비사업용승용차등록대수는 2010년약 13,148천대에서연평균 1.8% 의속도로증가하여 2035년에는 20,515천대에이를것으로예상된다. 전통적인내연기관승용차는연평균 1.7% 증가하며, 하이브리드차는연평균 12.6% 의증가율을기록할것으로전망된다. 하이브리드차의증가율전망은최근몇년간의빠른증가속도 (2008~2011 년, 연평균 116% 증가 ) 에비해서는낮은수준이다. 이는하이브리드차등록통계의시계열이짧으며, 단기적인변동을반영하기어려운장기전망모형의구조적특성에따른결과인것으로판단된다. 내연기관승용차중휘발유차는연평균 1.4%, 경유차는연평균 3.0% 의증가율을보일전망이다. 86

115 < 표 3-6> 비사업용승용차등록대수전망 ( 단위 : 천대 ) 구분 승용차합계 7,814 13,148 15,647 17,751 19,177 20,058 20,515 내연기관 7,813 13,127 15,525 17,552 18,919 19,748 20,158 - 휘발유 7,137 8,810 10,119 11,219 11,940 12,353 12,523 - 경유 396 2,784 3,749 4,571 5,161 5,567 5,828 - LPG/CNG 279 1,533 1,657 1,762 1,817 1,829 1,807 하이브리드 휘발유 + 전기 LPG+ 전기 PHEV(+ 휘발유 ) EV 기타 사업용승용차등록대수는비사업용승용차보다는보급속도가빠르다. 2010년약 112천대에서연평균 6.1% 의속도로증가하여 2035 년에는 491천대가보급될것으로예상된다. 전통내연기관승용차는연평균 6.0%, 하이브리드차는상대적으로빠른연평균 16.9% 의증가세를보일전망이다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 87

116 [ 그림 3-18] 사업용승용차등록대수 ( 단위 : 백만대 ) 비사업용과사업용을합한승용차총등록대수는 2010년 1,326만대에서연평균 1.9% 증가하여 2035년에는 2,100만대에달할전망이다. 내연기관승용차는연평균 1.8% 증가하며, 하이브리드차는연평균 12.7% 의증가율을기록할것으로전망된다. 하이브리드차중에서는휘발유하이브리드차가연평균 16.1% 증가하여 LPG 하이브리드차보다빠르게늘어날전망이다. 기준안전망에서는전통내연기관휘발유차가 2035년에여전히전체승용차의 61.3% 를점유 (2010년점유율 67.0%) 할것으로전망되며, 경유차는 28.8% 를점유하여 2010년 (21.3%) 보다는비중이크게늘어날것으로예상된다. 88

117 < 표 3-7> 승용차 ( 사업 비사업용 ) 등록대수전망 ( 기준안 ) ( 단위 : 천대 ) 구분 승용차합계 7,834 13,260 15,840 18,046 19,561 20,509 21,006 내연기관 7,832 13,239 15,717 17,844 19,296 20,192 20,640 - 휘발유 7,155 8,889 10,262 11,439 12,225 12,685 12,881 - 경유 398 2,817 3,794 4,635 5,243 5,663 5,935 - LPG/CNG 279 1,533 1,661 1,770 1,829 1,844 1,824 하이브리드 휘발유 + 전기 LPG+ 전기 PHEV(+ 휘발유 ) EV 기타 [ 그림 3-19] 승용차종류별 연료별등록대수 ( 기준안 ) ( 단위 : 천대 ) 제 3 장국내전기자동차시장전망 89

118 4. 전기자동차시장보급률예측 가. 방법론및선행연구 새로운제품에대한수요예측은정부의정책입안과기업의의사결정에매우중요한요소이다. 기업은새로운제품의시장진입성공여부를수요예측을기초로하여판단할수있으며, 이에따라제품개발의방향을설정한다. 정부도새로운제품이국민의후생에미치는영향과산업구조변화를예상하여선제적으로정책을수립할수있다. 에너지고갈과지구온난화문제는우리사회에많은영향을미치고있는데, 전세계에너지소비의 20% 가량을담당하는수송부문에서도이러한문제들을해결하기위해친환경 고효율자동차개발에연구와투자를아끼지않고있다. 친환경자동차개발은크게두방향으로이루어지고있는데, 첫번째는대체에너지를사용하는자동차개발을촉진하여화석연료수요를대체하는것이고, 두번째는에너지효율을획기적으로개선하여화석연료수요를낮추는것이다. 친환경자동차중완성도가높고소비자들에게 고연비 라는장점으로다가가고있는하이브리드자동차는이미시장에진입하기시작했다. 생산부문에서신기술을적용한친환경자동차의개발도중요하지만친환경자동차에대한시장수요가얼마나될것인지를예상하는것은자동차메이커뿐만아니라국가적으로도매우중요하다. 왜냐하면이러한연구들은 온실가스감축 과 에너지효율개선 이라는정책목적을달성하기위한효과적인정책수단개발에중요한정보가되기때문이다. 경제 사회환경변화, 소비자의기호와소비유형변화등으로인해승용차수요를전망하는것은매우복잡하고어려운과정 90

119 이다. 특히미래에출시될전기자동차 (EV, PHEV) 까지고려하여수요전망을하기위해서는많은가정과정보가필요하다. 앞절에서몇가지전제와가정을통해우리나라의승용차전체시장규모 ( 연료별, 차급별 ) 를전망해보았다. 이번단계에서는기존의자동차시장에대한정보와소비자설문조사결과를기반으로차급별전기자동차의시장수요를예측하고자한다. 본항에서예측될차급별전기차시장점유율과앞절에서도출된우리나라전체승용차시장규모전망을이용하면장기적인전기자동차보급대수를전망할수있다. 새로운제품에대한수요예측을하는방법으로시계열분석법 (time-series analysis) 과횡단면분석법 (cross-sectional analysis) 이있다 (Lee and Cho, 2009). 시계열분석법은새로운제품이시간의흐름에따라시장에침투및확산되는형태를분석하는방법이고, 횡단면분석법은제품의특성변화가시장점유율에어떠한영향을미치는지를예측하여수요를전망하는방법이다. 즉, 횡단면분석법은제품의특성에대한소비자들의선호에기초하여수요를예측할수있으므로, 시장에존재하지않은새로운제품에대한수요전망이가능하다. 반면시계열분석법은특정제품이시장에서확산되는패턴을분석할수있다는장점은있지만, 제품의특성이변화하거나또다른신제품이시장에진입할경우의수요전망은불가능하다는단점이있다. 전기자동차는하이브리드자동차부터연료전지자동차까지그종류가매우다양하고상용화되지않은기술들이존재한다. 30) 따라서전기자동차시장을예측하기위해서는시계열분석법보다는횡단면분석법을이용하는것이적합하다. 이에본연구에서는횡단면분석법을 30) 정부에서정한 그린카 와동일한개념으로, 그린카의종류는최도영 이상열 (2011) 에자세히설명되어있다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 91

120 이용한다. 횡단면분석법가운데이산선택모형 (discrete choice model) 을이용하면소비자들의상품에대한선호패턴을분석할수있다. 이산선택모형이가장활발하게사용되는분야는교통분야이다. 동모형은특정지점으로이동하는다양한교통수단이있을때, 소비자들의교통수단에대한수요를전망하는것에서부터발전하였고 (Bolduc, 1999), 여가수단수요 (Roe et al., 1993), 의료행위수요 (Miguel, et al., 2000) 등다양한분야의수요예측에사용되고있다. 이산선택모형은자동차수요전망에많이사용되었는데, Beggs et al.(1981) 은순위로짓법 (ordered logit model) 을이용하여전기자동차의시장진입여부에대해서연구하였다. Hensher(1982) 도설문조사법과이산선택모형을이용하여전기자동차의수요를추정하였다. Train(1986) 은시나리오에기반하여휘발유이외의자동차들의수요를전망하였다. 단순히자동차의특성만을이용하여수요를추정하던것과는달리 Brownstone et al.(1996) 은소비자들이자동차구입에실제로고려하는요소들을추가하여분석을실시하였다. McCarthy and Tay(1998) 는자동차연비가자동차구입에미치는영향에초점을맞추어자동차시장을분석하였다. 우리나라에서도이산선택모형을이용하여수요전망을실시한연구들이있는데, 황상규 박상준 박용일 (2008) 은설문조사와이산선택모형을이용하여휘발유, 경유, 하이브리드자동차의수요가자동차정책에따라어떻게변화할것인지를예측하였다. 분석결과소비자들에게직접적으로자동차구입비를지원하는것이하이브리드자동차보급에가장효과적인것으로나타났으며, 차량운행시발생하는연료비용및기타비용 ( 주차요금할인등 ) 을줄여주는것도효과적이라 92

121 고결론지었다. 그러나대표적인친환경자동차로떠오르고있는플러그인하이브리드및순수전기자동차를분석에포함하지못해친환경자동차시장을종합적으로분석하지못했다는한계가있다. Ahn et al.(2008) 은컨조인트법을이용하여대체연료승용차의시장보급이연료별승용차의보유및이용에미치는영향을분석하였다. 서울특별시에서승용차를보유하고있는 280명을대상으로휘발유, 경유, LPG 외에 CNG, 하이브리드 ( 전기 + 휘발유 ) 차량의구매여부를조사하였다. 분석결과, 하이브리드등대체기술또는연료의자동차가어느정도시장잠재력을가진것으로나타났으나, 여전히전통적인휘발유승용차에대한소비자들의선호가가장높을것이라고예측하였다. 이연구도전기자동차가분석에서제외되어친환경자동차시장을종합적으로분석하는데는한계가있다. 본연구는기존의연구를바탕으로횡단면자료를이용하여국내전기자동차의수요를예측한다. 기존의친환경자동차연구들은전기자동차에대한수요예측이제한적이었거나, 관심지역이해외였다. 따라서본연구는연료종류에전기를포함하여우리나라의친환경자동차를종합적으로다룬다는점에서기존연구와차별된다. 또한최신설문자료를이용하여자동차시장의동향을보다정확하게반영함으로써친환경자동차수요예측의신뢰성을높일수있다. 본연구는 3단계를거쳐전기자동차의시장점유율과시장규모를전망하였다. 첫째, 최도영 이상열 (2011) 의연구에서얻어진설문조사자료와로짓모형을이용하여자동차에대한소비자효용함수를추정하였다. 위설문조사는이산선택모형을적용할수있는컨조인트분석법 (conjoint analysis) 을이용하여 2011년 8월진행되었으며, 조사결과는친환경 고효율자동차보급정책평가를위해사용된바있다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 93

122 본연구에서는전기자동차점유율예측을차급별로가능하게하고, 추정모형의신뢰성을향상하기위해자동차시장을경형 (1,000cc미만 ), 소형 (1,000~1,500cc), 중형 (2,000cc미만 ), 대형 (2,000cc이상 ) 등 4개로분리하여세부시장별로소비자효용함수를도출하였다. 둘째, 각시장별소비자효용함수에근거하여 2개의전기차보급시나리오에따라차급별 ( 경형, 소형, 중형, 대형 ) 로휘발유차, 경유차, 하이브리드, PHEV, EV의시장보급률을예측하였다. 마지막으로전체승용차의차급별시장규모에각차종별 ( 연료별, 전기차기술별 ) 수요점유율을곱하여승용차등록대수를전망하였다. 전기차보급시나리오는전술하였듯이 2개로구성되는데, 보급안Ⅰ 은전기자동차기술개발과충전인프라확충이진행되지만, 민간부문에대한정부의특별한지원이없는안이다. 보급안Ⅱ는전기차구매시제공되는정부의세제지원이지속되고, 기술개발이빠르게진행되는안이다. 그결과로전기자동차의가격이빠르게하락하고 (2035년까지배터리가격 50% 인하 ), 충전시간은 30분으로단축된다. 나. 자료설명 31) 친환경자동차에대한선호를파악하기위한설문조사가 2011 년 8 월 에인터넷으로실시되었다. 설문응답자의모집단은수도권 ( 서울특별 시, 인천광역시, 경기도 ) 에거주하는 2010 년기준자동차운전면허증 소지자로제한하였고, 표본의대표성을향상하기위해서 1,000 명의표 본을지역별, 성별, 연령별로비례할당하여추출하였다. 32) 31) 자세한내용은최도영 이상열 (2011) 참조. 32) 모집단인경찰청의운전면허소지자수는지역별, 성별로만구분되어있어연령별분포는주민등록통계의인구비율을이용하였다. 94

123 < 표 3-8> 조사개요 구분 조사대상 ( 모집단 ) 내용 수도권의 1 2 종운전면허증소지자 현재자동차운전여부와무관 표본규모총 1,000 명 ( 층화변수 : 지역 > 성 > 연령 ) 조사방법 구조화된설문지를통한온라인조사 ( 오프라인조사일부병행 ) 조사시기 2011 년 8 월 자료 : 최도영 이상열 (2011) 의 p.84 < 표 4-2> 재인용 < 표 3-9> 지역 성 연령별표본할당 구분계 20 대 30 대 40 대 50 대 ( 단위 : 명 ) 60 세이상 합계 1, 소계 서울 남성 여성 소계 인천 남성 여성 소계 경기 남성 여성 자료 : 최도영 이상열 (2011) 의 p.86 < 표 4-6> 재인용 제 3 장국내전기자동차시장전망 95

124 표본집단의주요특성에대해서간략히설명하면, 먼저자신이속해있는가구의월평균소득이 401~500만원수준이라고답한응답자들이전체의 24.0% 로가장큰비중을차지하였다. 가구의소득은이소득구간을중심으로정규분포에가까운형태를보였다. 월평균가구소득이 701만원이상이라고응답한고소득계층은전체의 14.6% 였으며, 200만원이하의저소득가구는 6.4% 였다. 응답자의 55.1% 가 4년제대학교재학 중퇴 졸업자였고, 대학원이상의학력을가진응답자는 12.7% 를차지하였다. 10년이상의운전경력을보유하고있는응답자가전체의절반을넘었으며, 전체의 3.5% 는운전면허증소지자이면서도아직운전을해본경험이없었다. 설문지는크게세부분으로구성되어있다. 첫번째는응답자의자동차소유여부와주요사용용도를파악하고, 다음번에자동차를구입할경우자동차크기등관심을갖고있는자동차속성들이무엇인지를조사하는부분이다. 또한정부가규정하고있는그린카의종류와특성에대해상세히설명함으로써응답자들이전기자동차등그린카에대해충분히인지한후설문에임할수있도록하였다. 두번째부분은자동차선택에관한질문들로구성되었다. 응답자들은설문에서제시한 3개의자동차종류중에서가장선호하는자동차를선택해야한다. 각자동차는자동차의특성을대표하는 6개의속성값들로구분된다. 6가지속성은연료종류, 연비, 주유 ( 충전 ) 시간, CO 2 배출량, 연간자동차세, 자동차구입가격이며, 각속성은네개의다른값으로차별화되어있다. 그린카의속성중에서일반내연기관승용차와가장명확하게구분되는것은사용에너지또는구동기술을의미하는동력원이다. 현재의 96

125 기술수준에서동력원은휘발유, 경유, LPG, CNG, 하이브리드, 플러그인하이브리드, 전기, 수소연료전지등으로구분할수있다. 그러나이러한동력원을모두설문에반영하게되면, 응답자들이선택해야할자동차종류가너무많아지게되어조사의신뢰성을저하시키는결과를초래하기도한다. 따라서본조사에서는내연기관을대표하는연료인휘발유및경유를기본속성에포함시켰고, 그린카동력원은 전기 (EV) 와 전기 + 휘발유 (PHEV) 로제한하였다. 그린카중하이브리드자동차 (HEV) 와 유로5 의배기가스배출기준을만족하는클린디젤자동차 (CDV) 는별도의연료종류로설정할필요가없다. 이들차량을연비속성과결합하게되면, 기존내연기관차량과구분할수있기때문이다. 즉, HEV와 CDV는연료효율이좋은휘발유및경유승용차일뿐이다. 따라서본연구의시장수요예측에포함되는차종은휘발유및경유차 ( 내연기관또는하이브리드 ), 플러그인하이브리드차, 순수전기자동차이며, 내연기관가스자동차 (LPG/LNG/CNG) 와기타자동차 ( 알코올, 태양광등 ) 는자료의한계로제외되어있다. 즉, 차종별시장수요는가스및기타자동차를제외한총수요 ( 판매량 ) 에서의점유율을의미한다. 연비속성은 7km /l, 15km /l, 25km /l, 40km /l 등네개의수준으로구분하였다. 전기자동차의경우는다른연비단위 ( km /kwh) 가사용되지만, 응답자들이자동차종류별연료효율속성을쉽게비교할수있도록전기차의연비도리터당주행거리로표시하였다. 주유 ( 충전 ) 시간은 5분, 10분, 30분, 60분으로구분하였다. 내연기관승용차의주유시간을 5분으로정하고, 전기자동차의충전시간은최대 60분으로결정 제 3 장국내전기자동차시장전망 97

126 하였다. 배터리충전시간은급속충전시 30분내외, 완속충전시에는 6시간정도가소요된다. 그러나완속충전은주로야간에이루어지기때문에, 주간의 6시간에해당할만큼의효용 (utility) 상실이이루어진다고보기는어렵다. 따라서최대충전시간을 1시간으로정하였다. ( 최도영 이상열, 2011) 의연구에의하면, 국내에서판매되고있는승용차의가격은 1,000만원부터 2억원이상까지매우넓은범위로분포되어있기때문에, 차량가격의범위를몇개의수준값으로표현하는것은거의불가능하다. 따라서대안으로자동차의상대적인가격을응답자에게제시하는방법을이용하였다. 먼저다음번에구입하려하는자동차의가격대를묻는질문을하고, 그가격대를기준으로 500만원저렴, 차이없음, 1,000만원비쌈, 2,500만원비쌈 이라는 4개의상대적인가격수준을제시하였다. 응답자들은먼저자신이차기에구입을고려하고있는자동차의가격을선택하고, 다음으로그가격에비해서상대적으로비싸거나, 저렴하거나, 동일한수준으로자동차의가격을인식하게된다. 탄소배출량의수준은 50g/ km, 100g/ km, 150g/ km, 300g/ km으로구분하였다. 우리나라의전원구성에따른전기자동차의탄소배출량을추정하여최소수준을 50g/ km으로하였고, 대형수입자동차 (3,000cc 이상 ) 의평균 CO 2 배출량을고려하여최댓값은 300g/ km으로정하였다. 연간자동차세액의속성수준은현행세제구조를반영, 최소 10만원에서최대 80만원까지의범위에서설정하였다. 98

127 < 표 3-10> 속성및속성수준 속성변수 속성변수수준 연료종류 휘발유, 경유, 전기, 전기 + 휘발유 (PHEV) 연비 ( km /l) 7, 15, 25, 40 주유 ( 충전 ) 시간 ( 분 ) 5, 10, 30, 60 자동차가격 ( 만원 ) 예상구입가격대비 +2,500, +1,000, 0, -500 탄소배출량 (g/ km ) 50, 100, 150, 300 자동차세 ( 만원 / 년 ) 10, 20, 40, 80 자료 : 최도영 이상열 (2011) 의 p.67 < 표 3-3> 재인용 6개의속성변수와각 4개의속성값을조합하면모두 4,096개 ( ) 의특성이다른자동차가존재하게된다. 이를모두고려하여설문조사를실시하는것은불가능하기때문에실험선택법을이용하여선택가능한자동차의수를 64개로단축하였다. 이중에서 2 개의자동차대안과한개의고정된대안을묶어총 32개의선택대안집합을만들고, A, B, C, D 등네개버전으로구분된설문지에 8개씩배치하였다. 이방법을사용하면, 설문조사의용이성과조사결과의신뢰성을모두확보할수있게된다. 마지막으로설문지의세번째부분에서는응답자의성별, 연령, 가족현황, 학력, 소득, 운전경력을조사하였다. 이를통해응답자의사회경제적특성이승용차수요에어떠한영향을주는지를분석할수있다. 다. 소비자효용함수설정 1) 이론적배경 컨조인트분석법 (conjoint analysis) 은어떤제품또는서비스가제 제 3 장국내전기자동차시장전망 99

128 공하는각각의속성에대해소비자가부여하는가치를추정함으로써그소비자가어떤제품을선택할것인지를예측하는기법이다 (Adamowicz et al., 1994). 즉, 소비자들이현실적인또는가상적인상품 ( 서비스 ) 을구매하여사용할때, 그상품을구성하는개별속성들로부터얻게되는각각의효용을합산함으로써상품전체의가치나효용을평가한다는것을전제로한다. 컨조인트분석법의목적은첫째, 제품속성의중요도파악및시장세분화에의한고객특성파악을통해신제품에대한아이디어를도출하는것이다. 둘째, 각세분시장별로기존제품과신제품을가상적으로투입한시뮬레이션 (simulation) 을통하여시장점유율을예측하는것이다. 따라서친환경자동차와같이신제품의수요를예측하는데에는컨조인트법을적용하는것이적합하다. 컨조인트설문은응답자에게몇가지종류의자동차를제시하고, 그중에서가장선호하는자동차를선택하도록한다. 따라서응답자들은제시된각각의자동차에대해서 예 또는 아니오 로자신의선호를명확하게표시해야한다. 컨조인트법을통해자동차에대한효용함수를추정하기위해서는개인의효용함수 (utility function) 를설정해야한다. 응답자 는자신의효용함수를정확하게알고있다고가정한다. 응답자 는소득, 성별, 상품에대한기호등자신의경제 사회적인특성에따라여러가지상품들가운데하나를선택하여소비함으로써효용을얻게된다. 이때소비자의간접효용함수는식 (3-15) 와같이표현된다. (3-15) 100

129 여기서 는응답자가자동차 를선택하였을때 가갖고있는속성수준이고, 는응답자의소득, 는응답자개별특성을의미한다. 각응답자는자신의효용수준을명확하게알고있기때문에 에대해서확정적 (deterministic) 이다. 그러나연구자는응답자의효용수준을정확히파악할수없기때문에효용함수 는관찰가능한부분인 와관찰이불가능한부분인 으로나누어질수있다. 예를들어, 응답자가다른속성으로구성된두개의자동차중에서하나를선택한다고하자. 첫번째자동차가갖고있는특정속성의수준은 0 이고두번째자동차의해당속성의수준이 1 이며, 두번째차량의가격이첫번째차량의가격보다 t만큼높다고가정하자. 이때응답자가두번째자동차를선택하는경우는 일때이다. 즉, 두번째대안의특정속성에서얻는효용의증가분이소득의감소 (t) 로부터발생되는효용감소분보다클경우이다. 이식을정리하면식 (3-16) 과같이표현된다. (3-16) 두개의자동차뿐만아니라다수의자동차들로구성된대안집합중에서하나를선택하는것도같은논리로설명할수있다. 응답자 가선택가능한상품집합, 에서특정자동차 를선택한다면 가아닌모든다른자동차 에대해서 을만족하여야한다. 이때응답자 가자동차 를선택할확률은식 (3-17) 과같다. Pr (3-17) 제 3 장국내전기자동차시장전망 101

130 위식의모든오차항 { } 이독립적이고일치적인제1 형태극한분포 (type I extreme value distribution) 를따른다고가정하면, 응답자 가자동차 를선택할확률은식 (3-18) 과같이조건부로짓 (Conditional Logit) 모형이된다 (Adamowicz et al., 1994). 이효용함수는최대우도법 (maximum likelihood method) 을이용하여추정할수있다. exp exp (3-18) 2) 모형설정 본연구에서는소비자들의자동차에대한간접효용함수를식 (3-19) 와같이가정하였다. (3-19),, 은각각자동차의연료속성을나타내는더미변수로서 은응답자가선택한자동차가 경유 를연료로사용할경우 1의값을, 그렇지않으면 0의값을갖는다. 와 도각각연료종류가 전기 + 휘발유 ( 플러그인하이브리드 ) 와 전 102

131 기 일경우 1의값을갖고, 그렇지않을경우에는 0의값을갖는다. 각더미변수의추정계수 는다른조건이동일할경우휘발유차대비경유차, 플러그인하이브리드차및전기차의효용수준을나타낸다. 는선택된자동차의연비를나타내는변수로 1리터의연료로운행할수있는주행거리 ( km ) 를나타낸다. 은선택된자동차가연료를주유 ( 충전 ) 하는데소요되는시간 ( 분 ) 을나타내는변수이며, 는이산화탄소배출량 (g/ km ), 는연간자동차세 ( 만원 ), 는자동차가격 ( 만원 ) 을의미하는변수들이다. < 표 3-11> 효용함수변수 변수 정의 diesel 선택된자동차의연료가경유이면 1, 그외 0 hybrid 선택된자동차의연료가전기 + 휘발유 (PHEV) 이면 1, 그외 0 elec 선택된자동차의연료가전기이면 1, 그외 0 econ 선택된자동차의리터당연비 ( km /l) time 선택된자동차의주유 ( 충전 ) 시간 ( 분 ) CO 2 선택된자동차의이산화탄소배출량 (CO 2-g/ km ) tax 선택된자동차의연간자동차세 ( 만원 ) price 선택된자동차의가격 ( 만원 ) male 응답자가남성이면 1, 그외 0 family 응답자가족구성원수 ( 명 ) k 응답자가족의월평균소득 ( 만원 ),, 는응답자의사회경제적특성을나타내는변 수로, 은응답자 가남성이면 1, 여성이면 0 의값을가지는더 제 3 장국내전기자동차시장전망 103

132 미변수이고, 는응답자의가족구성원수, 는응답자가족의월평균소득수준을나타낸다. 응답자의사회경제적특성이친환경자동차선택에어떠한영향을주는지분석하기위해서는각각의변수를자동차연료속성변수와교차하여, 교호항 (interaction terms) 을생성함으로써그효과를분석할수있다. 본연구의대상은친환경자동차시장중승용차부문이므로, 승용차가아닌상용차에관심이있는응답자에대한조사결과는분석에서제외하였다. 응답자 1,000명중에서 18명이이에해당한다. 수요전망의정확성을향상하기위해서자동차시장을자동차크기에따라 4개시장으로구분하였다. 자동차시장을경형, 소형, 중형, 대형으로나누고, 응답자가다음번에자동차를구입할경우어떤크기의자동차를구입할의사가있는지조사하였다. 중형차를구입하겠다는응답자가 496명으로 50% 에이르고있고소형이 248명, 대형이 143명으로그뒤를따른다. 경차를구입하겠다는응답자는 95명으로차급별로볼때경차에대한구입의사가가장낮았다. < 표 3-12> 승용차구입의사분포 구분종류응답자수 경차 95 승용차 소형 248 중형 496 대형 143 상용차 - 18 합계 1,

133 982 명의응답자중에서남성 (male) 이 600 명이고, 가족구성원 (family) 은평균 3.59 명, 월평균가구소득 (k) 은 329 만원으로나타났다. < 표 3-13> 응답자특성 변수 평균 표준편차 male family k 라. 추정결과 1) 경차시장경차를구입하고자하는 95명의효용함수추정결과자동차연료종류의변수에서는통계적유의성을찾을수없었다. 그러나연비와주유시간, 탄소배출, 자동차세, 자동차가격에대해서는모두유의한추정결과를얻을수있었다. 연비가높을수록, 주유시간이짧을수록, 탄소배출이적을수록, 자동차세와자동차가격이낮을수록효용수준이높아지는것을알수있다. 성별은경유와하이브리드자동차선택에영향을주고있는데, 남성이여성에비해경유차와하이브리드차를보다선호하고있음을알수있다. 반면, 가족구성원수와소득수준은유의한영향을미치지못하고있다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 105

134 < 표 3-14> 경차시장효용함수추정 변수계수표준오차 z P>z diesel hybrid elec econ time CO tax price diesel male hybrid male elec male diesel family hybrid family elec family diesel k hybrid k elec k Number of obs. = 2280 LR χ 2 (17) = Log likelihood = Pseudo R 2 = ) 소형차시장 소형차를구입할의사가있는응답자 248 명의자동차선택결과를 이용하여효용함수를추정한결과, 경차시장의결과와큰차이를보이 106

135 지않았다. 연비와충전시간, 이산화탄소배출, 자동차세, 자동차가격은모두유의한결과를보였다. 그러나자동차연료특성변수들은유의하지못한결과를나타냈다. 경유자동차의경우에는남성과여성간의선호차이가통계적으로유의한것으로나타났다. < 표 3-15> 소형차시장효용함수추정 변수 계수 표준오차 z P>z diesel hybrid elec econ time CO tax price diesel male hybrid male elec male diesel family hybrid family elec family diesel k hybrid k elec k Number of obs. =5952 LR χ 2 (17) = Log likelihood = Pseudo R 2 = 제 3 장국내전기자동차시장전망 107

136 3) 중형차시장 중형차시장에서도연비로부터가격변수에이르기까지응답자들의효용에유의한영향을미친다. 경유차에대한선호는다른시장과마찬가지로유의한차이를보이고있다. 전기자동차의경우소득수준이높아질수록선호가높아지는것을알수있다. < 표 3-16> 중형차시장효용함수추정 변수 계수 표준오차 z P>z diesel hybrid elec econ time CO tax price diesel male hybrid male elec male diesel family hybrid family elec family diesel k hybrid k elec k Number of obs. = LR χ 2 (17) = Log likelihood = Pseudo R 2 =

137 4) 대형차시장대형차에대한효용함수추정결과도다른자동차시장의경우와비슷한양상을보인다. 의변수가 1% 수준에서유의하기때문에남성이여성에비해서전기자동차를더선호한다고말할수있다. < 표 3-17> 대형차시장효용함수추정 변수 계수 표준오차 z P>z diesel hybrid elec econ time CO tax price diesel male hybrid male elec male diesel family hybrid family elec family diesel k hybrid k elec k Number of obs. = 3432 LR χ 2 (17) = Prob > χ 2 = 0 Log likelihood = Pseudo χ 2 = 제 3 장국내전기자동차시장전망 109

138 5) 추정결과비교각자동차시장별로추정된계수를비교해보면, 연비에대해서는모두 1% 수준에서통계적으로유의한양의계수를보이고있다. 이는연비가소비자들의자동차선택에중요한영향을준다는것을의미한다. 중형차시장에서연비에대한계수가가장크고, 경차시장에서는가장낮다. 이결과는경차가기본적으로연비가높기때문에, 경차시장내에서는응답자들의연비에대한민감성이떨어지는것으로해석할수있다. [ 그림 3-20] 연비계수추정결과비교 주유시간에대해서는모든시장에서 1% 수준에서유의한음의값을가진다. 특히주유시간은소형자동차시장에서소비자들에게큰영향을주고있음을알수있다. 빠른충전이이루어지지않을경우소형차시장에서는전기차에대한수요의감소가클것으로예상된다. 110

139 [ 그림 3-21] 주유시간계수추정결과비교 이산화탄소배출에대한추정계수도모두 1% 수준에서통계적으로 유의한음의계수였다. 소형시장에서계수의절댓값이가장크고, 중 형에서절댓값이가장작았다. [ 그림 3-22] 이산화탄소계수추정결과비교 제 3 장국내전기자동차시장전망 111

140 자동차세의계수들도모두음수로서, 1% 유의수준에서통계적으로의미가있었다. 중형과대형시장에비해서경형과소형차시장에서계수의절댓값이상대적으로크다. 즉자동차세에대해서는경차와소형차시장의응답자들이더욱민감하게반응하는것으로해석할수있다. 경 소형차를구매하고자하는소비자들은상대적으로저소득층이므로비용에대해민감할것이다. [ 그림 3-23] 자동차세계수추정결과비교 자동차가격에대한추정계수들도자동차세의계수들과유사한형태를보이고있다. 모두 1% 유의수준에서통계적으로유의한음의값이고, 경차와소형차시장의계수들의절댓값이중형과대형차시장의계수들의절댓값보다크다. 역시상대적으로저소득계층이차량가격에민감함을알수있다. 112

141 [ 그림 3-24] 자동차가격계수추정결과비교 자동차연료에관련된변수들의계수들은대부분 10% 유의수준에서유의하지않은데, 그원인은변수들이응답자들의사회경제적특성들과상호작용 (interaction) 하고있을가능성이크기때문이다. 이러한문제점을확인하기위해응답자들의사회경제적특성을제외하고효용함수를추정하였다. 그결과경유, 플러그인하이브리드, 전기차모두 1% 수준에서유의한양의계수가추정되었다. 즉, 소비자들이전통적인휘발유차보다경유차와플러그인하이브리드차, 전기차를더선호하고있음을알수있다. 응답자의성별은경유자동차선택에유의한영향을미치고있는데, 남성이여성보다경유차를선호하는경향이있다고말할수있다. 플러그인하이브리드와전기자동차에대해서는성별의차이가유의하지않지만, 대형자동차시장에서는전기차에대한남성의선호가여성보다유의하게크다. 가족구성원의수는자동차연료선택에유의한영향을미치지못하는것으로나타났다. 중형차시장에서가구의소득이증가할수록전기자동차에대한선호가유의하게높아졌다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 113

142 마. 시장점유율전망 1) 전망방법및시나리오개요 각자동차시장별로추정된효용함수를이용하여친환경자동차에 대한수요를전망할수있다. 횡단면자료를이용한수요전망이기때 문에설문조사의응답자가대표성을가지고있다는기본전제하에수 요예측이가능하다. 식 (3-20) 과추정된효용함수를이용하면자동차시장에서자동차 종류에따른시장수요를예측할수있다 (Lee and Cho, 2009). (3-20) 여기서 은응답자수이고, 는선택가능한자동차집합으로각응답자가구입을고려할수있는자동차들이다. 각종류별승용차시장수요를예측하기위해서는각자동차시장에서소비자들이선택의대상으로고려할수있는자동차들에대한특성이확보되어야한다. 기존의연구들을통해향후친환경자동차의기술개발및가격수준에대한시나리오를이용하여자동차특성들을결정하였다. 본연구에서는두개의시나리오를이용하여친환경자동차수요를예측하였다. 친환경차보급시나리오Ⅰ은현재상용화단계인친환경자동차의기술수준에대한진전과친환경자동차에대한정부지원이없는상황을가정하였다. 보급시나리오Ⅱ는빠른기술진보와친환경자동차구매에대한정부지원이이루어지는상황을가정하였다. 114

143 우선각시나리오에서차급별자동차시장별로가장인기있는휘발유차량을대표차종으로선정하였다. 경형차시장에서는기아 모닝 을, 소형차시장에서는현대 아반떼 를, 중형차시장에서는현대 소나타 를, 대형차시장에서는현대 그랜저 를대표차종으로선택하였다. 대표차종의속성에기초해서경유 ( 클린디젤 ) 자동차, 하이브리드자동차, 플러그인하이브리드자동차, 전기자동차의속성을각시나리오별로결정하였다. 2) 친환경차보급시나리오Ⅰ 친환경차보급시나리오Ⅰ은하이브리드차와클린디젤차를제외한플러그인하이브리드차, 전기차에대한기술개발에진전이없고, 정부의전기차지원정책이없는것을가정하여친환경자동차들의속성을결정하였다. 각자동차시장별로친환경자동차에대한기술수준의차이는거의없는것으로간주하고, 휘발유자동차대비클린디젤자동차, 하이브리드자동차, 플러그인하이브리드자동차, 전기자동차의속성을가정하였다. 클린디젤자동차의기술수준은휘발유자동차에비해서연비는 30% 높고, 가격은 20% 상승, CO 2 배출은 15% 감축되는것으로가정하였다. 현행자동차세제는배기량을기준으로세금을부과하기때문에자동차세는휘발유자동차와동일한것으로가정하였고, 주유시간도휘발유자동차와같은 5분으로가정하였다. 하이브리드자동차의경우휘발유자동차대비연비는 50% 상승, 가격은 30% 상승, CO 2 배출량은 40% 저감으로가정하였다. 자동차세를통해하이브리드자동차에대한특별한지원이없기때문에세 제 3 장국내전기자동차시장전망 115

144 금은동일한것으로가정하였고, 별도의차량충전이필요없기때문에주유시간도 5분으로가정하였다. 플러그인하이브리드자동차의속성은휘발유자동차에비해가격과연비는 100% 증가, CO 2 는 50% 감소되는것으로가정하였다. 배터리충전은급속충전시 30분, 완속 ( 緩速 ) 충전시 6시간정도소요되는것으로알려져있으나, 실제충전은야간에주차상태에서이루어지는것이일반적이다. 따라서운전자들이충전에대해느끼는불편함은 6시간에해당할만큼크지는않을것이므로, 최도영 이상열 (2011, p.64) 에따라충전시간은 60분으로결정되었다. 보급시나리오 Ⅰ에서플러그인하이브리드자동차에대한별도의자동차세지원이없기때문에자동차세는휘발유승용차와동일한것으로가정하였다. 마지막으로전기로만운행되는순수전기자동차경우, 연비는타기술의자동차들보다훨씬높은것으로알려져있다. 따라서전기차의연비는휘발유자동차보다 150% 높은수준으로가정하였고, 탄소배출량도 60% 저감되는것으로설정하였다. 순수전기차의연료효율은 WTW (well-to-wheel) 33) 을기준으로해야하기때문에온실가스배출이 제로 가될수는없다. 충전시간도플러그인하이브리드차와동일한 60분으로가정하였다. 그러나대용량의배터리가필요하기때문에가격은가장높은수준에서형성될것이다. 순수전기차의가격은휘발유자동차보다 250% 높은수준으로설정하였다. 33) 1 차에너지원이투입되어전기에너지를생산하고, 전기를통해구동에너지로변환되는과정을의미한다. 즉, 전기차구동자체로는온실가스배출이없으나, 자동차용전기를생산하기위한 1 차에너지투입을기준으로하면, 신재생에너지와원자력만으로전기가생산되지않는한전기차도온실가스를배출하게된다. 116

145 < 표 3-18> 친환경차보급시나리오 Ⅰ 자동차속성기준 CDV HEV PHEV EV 연비 30% 50% 100% 150% 주유시간 휘발유차와휘발유차와동일동일 60분 60분 CO 2 배출 휘발유자동차 15% 40% 50% 60% 자동차세 휘발유차와동일 휘발유차와동일 휘발유차와동일 휘발유차와동일 자동차가격 20% 30% 100% 150% 각자동차시장별로 4개의자동차속성이결정되면, 추정된소비자들의효용함수를이용하여각응답자가 4개의차량중에서하나를선택할확률을계산하고, 차량에대한모든응답자들의선택확률들의평균치를계산하는방법으로차종별선택확률을도출하였다. 가 ) 경차시장 경차시장의대표휘발유차종인기아 모닝 은배기량이 998cc, 공인연비는 19km/l, 탄소배출량은 120g/km이다. 옵션에따라서차량가격이 830만원부터 1300만원까지다양하게형성된다. 본연구에서는제세공과금을모두고려하여차량가격을 1,200만원으로결정하였다. 국내자동차세부과기준에따라자동차세는연간 10만원이다. 기준에따라경유, 하이브리드, 플러그인하이브리드, 전기차량의연비는각각 24.7km/l, 28.5km/l, 38km/l, 47.5km/l로가정하였다. 탄소배출량은휘발유자동차보다낮은수준으로, 순수전기자동차의경우 제 3 장국내전기자동차시장전망 117

146 48g/km 으로가정하였다. 자동차세는모두 10 만원으로고정되었으며, 자동차가격은전기자동차가가장높은수준인 4,200 만원이다. < 표 3-19> 경차시장자동차속성 ( 보급시나리오 Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 1,200 1,440 1,560 3,600 4,200 경차시장의 5개차종에대하여응답자 95명의선택확률을계산하여합산하면몇명이각자동차를선택할지를예상할수있다. 95명중에서휘발유차량을선택하는사람이 21.6명, 경유자동차를선택하는응답자는 32.7명, 하이브리드자동차의경우는 24.2명, 플러그인하이브리드자동차는 8.9명, 전기자동차 7.4명이다. 기준시나리오조건하에서경유자동차에대한수요가가장높아질것으로예상되며, 하이브리드와휘발유자동차가그뒤를이을것으로예상된다. 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차의선택확률은각각 9.4% 와 7.8% 로, 현재수준보다는개선되나다른차종에비해서는높지않을것으로전망된다. 118

147 < 표 3-20> 경차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 나 ) 소형차시장 국내소형차시장의대표휘발유차모델은현대 아반떼 이다. 다양한옵션의자동차중에서 GDI 1.6 Premier 를기준휘발유자동차로설정하였다. 배기량은 1,591cc이고, 연비는 16.5km/l, 탄소배출량은 142g/km이다. 연간자동차세는 27만원정도이고, 가격대는 1,340만원부터 1,990만원까지로형성되나, 분석에서는기준가격을 1,800만원으로가정하였다. 경유, 하이브리드, 플러그인하이브리드, 순수전기차의연비는각각 21.45km/l, 24.75km/l, 33.0km/l, 41.25km/l로결정되었다. 순수전기자동차의경우탄소배출량은 56.8g/km로가장낮았고, 예상가격은 4,500만원으로가장높았다. < 표 3-21> 소형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 1,800 2,160 2,340 3,600 4,500 제 3 장국내전기자동차시장전망 119

148 소형차시장의 5개차종에대하여 248명의응답자들의선택확률을합산한결과, 각차량을선택하는소비자는휘발유차가 56.0명, 경유자동차는 73.6명, 하이브리드자동차 61.2명, 플러그인하이브리드자동차 31.2명, 순수전기자동차는 25.8명이다. 경유와하이브리드, 휘발유차량이각각 20% 이상의시장수요를가져갈것으로예상되고, 플러그인하이브리드자동차의경우 12.6%, 순수전기자동차는 10.4% 의시장수요를차지할것으로보인다. 경차시장에비해플러그인하이브리드자동차수요는 3.2%p, 전기자동차의수요는 2.6%p 높다. < 표 3-22> 소형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 다 ) 중형차시장국내중형차시장은현대 소나타 를중심으로형성되어있다. 소나타의다양한옵션중에서도가장일반적인 GDI 2.0 Luxury 를기준휘발유차모델로설정하여경유와하이브리드, 플러그인하이브리드, 순수전기차의특성을가정하였다. 소나타의배기량은 1,999cc이며, 공인연비는 14.0km/l, 탄소배출량은 180g/km이다. 1,999cc급차량에대한연간자동차세는 52만원수준이고, 차량의가격대는 2,210~ 2,900만원으로형성되어있어, 기준가격을 2,700만원으로설정하였다. 경유자동차의연비는 18.2km/l, 탄소배출량은 153g/km, 자동차가격은 3,240만원으로가정하였다. 실제소나타와유사한크기의경유 120

149 자동차모델인 i40 의연비 18.0km/l, 탄소배출량 149g/km, 자동차가격 3,100만원과큰차이가없다. 하이브리드자동차는연비가 21.0km/l, 탄소배출량 108g/km, 차량가격 3,510만원으로가정하였다. 실제비교대상인소나타하이브리드는연비 21.0km/l, 탄소배출 111g/km, 가격은 3,000만원수준으로, 연비와탄소배출량은유사하나가격은조금높게책정되었다. 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차의연비는각각 28.0km/l, 35km/l로, 자동차가격은각각 5,400만원, 6,750만원으로결정하였다. < 표 3-23> 중형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 2,700 3,240 3,510 5,400 6, 명의응답자들이중형차를구입할것이라는의사를밝혔고, 추정된효용함수에따라 5개의차종을선택할확률을응답자별로도출하였다. 496명의선택확률을합산한결과, 휘발유차량을선택한사람은 113.6명, 경유자동차는 153.4명, 하이브리드자동차는 118.8명, 플러그인하이브리드자동차는 63.1명, 순수전기자동차는 46.9명이었다. 경유자동차의시장수요가 30% 를넘어설것으로전망되고, 하이브리드자동차가 24%, 휘발유자동차가 23% 를차지할것으로예상된다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 121

150 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차는각각 12.7% 와 9.4% 의시장수요를차지할것으로전망되었다. 플러그인하이브리드자동차수요는소형차시장의수요와큰차이가없으나, 전기자동차의수요는조금낮게전망되었다. < 표 3-24> 중형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 라 ) 대형차시장오래전부터국내대형차시장에서가장많이팔리는승용차는 그랜저 였으며, 많은대형자동차들이그랜저와비교되기때문에 그랜저 3.0 Prime 을기준휘발유차모델로설정하였다. 이모델은배기량이 2,999cc, 공인연비는 11.6km/l, 탄소배출량은 202g/km이다. 연간자동차세는약 80만원이고자동차가격은 3,200만원부터 4,400만원까지범위가넓지만, 그랜저 3.0 Prime 급은약 3,800만원에구매할수있는것으로알려져있다. 그랜저를기준으로친환경자동차들의특성이결정되었는데, 클린디젤자동차의연비는 15.0km/l이고, 순수전기자동차의연비는 29.0km/l 수준이다. 플러그인하이브리드자동차와전기자동차의탄소배출량은각각 101g/km와 80.8g/km로결정되었고, 가격은각각 7,600만원과 9,500만원으로설정되었다. 122

151 < 표 3-25> 대형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 3,800 4,560 4,940 7,600 9, 명의응답자가대형자동차를구입할것이라고밝혔고, 추정된효용함수를이용하여 5종류의차량에대한응답자들의구입확률을도출하였다. 161명중에서 43.8명이휘발유자동차를, 42.7명이경유자동차를, 44.6명이하이브리드차를구입할것으로예상되며, 플러그인하이브리드자동차와순수전기차를선택하는응답자는각각 17.8 명과 12.0명으로전망된다. 하이브리드자동차의구입확률이 27.7% 로가장높고, 휘발유차와클린디젤차가그뒤를따른다. 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차에대한구입확률은각각 11.0% 와 7.4% 로전망된다. < 표 3-26> 대형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅰ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 제 3 장국내전기자동차시장전망 123

152 3) 친환경차보급시나리오Ⅱ 친환경자동차보급시나리오Ⅱ는친환경자동차보급을위해정부의정책이지속적으로이행되고, 순수전기자동차에대한기술개발이빠르게이루어지는경우를가정한다. 현재정부는친환경자동차보급지원정책을운용하고있으나, 2012년 12월 31일까지 ( 하이브리드차 ) 또는 2014년 12월 31까지 ( 순수전기자동차 ) 로한시적이다. 그러나본시나리오에서는친환경자동차보급지원정책이지속된다고가정한다. 친환경자동차보급지원정책은하이브리드차와순수전기자동차에적용되고있다. 하이브리드자동차는개별소비세가 100만원까지, 교육세는 30만원까지감면되며, 취득세도 140만원까지감면된다. 자동차구입과함께의무적으로매입해야하는도시철도채권이나지역개발채권도면제해주고있다. 하이브리드차보급지원정책 개별소비세감면 - 개별소비세 100 만원 ( 최대 ), 교육세 30 만원 ( 최대 ) - 기간 : 까지 취득세감면 - 취득세 140 만원 ( 최대 ) - 기간 : 까지 < 표 3-27> 하이브리드자동차보급지원정책 도시철도채권매입액 200 만원면제 - 기간 : 까지 지역개발채권매입액 150 만원면제 - 기간 : 월부터소급적용 자료 : 한국자동차산업협회홈페이지 ( 관련법규 조세특례제한법제 109 조 ( 월시행 ) 지방세특례제한법제 66 조 ( 월시행 ) 도시철도법시행령별표 2 ( 비고란제 2 호카목, 월시행 ) 시 도별조례 ( 일발표 ) 124

153 순수전기자동차보급지원정책은하이브리드자동차보다개별소비 세를더많이할인해준다는것과 2014 년까지적용된다는점에서차 이가있다. < 표 3-28> 전기자동차보급지원정책 전기자동차보급지원정책 개별소비세감면 - 개별소비세 200 만원 ( 최대 ), 교육세 60 만원 ( 최대 ) - 기간 : ~ (3 년간 ) 취득세감면 - 취득세 140 만원 ( 최대 ) - 기간 : ~ (3 년간 ) 도시철도채권매입액 200 만원면제 - 기간 : ~ (3 년간 ) 관련법규 조세특례제한법제 109 조 지방세특례제한법제 66 조 도시철도법시행령별표 2 ( 비고란제 2 호타목 ) 자료 : 한국자동차산업협회홈페이지 ( 개별소비세와취득세감면액은자동차구입비용을감면액만큼줄일수있다. 반면도시철도채권매입액면제나지역개발채권매입액면제는비용을면제액만큼줄여주지않는다. 자동차시장에서는채권구입과동시에시장에서채권을할인하여판매하기때문에채권구입액전부가자동차구입비용으로고려되지않는다. 따라서채권매입액면제효과는채권할인율에의해달라진다. 친환경자동차기술개발에서가장심혈을기울이는부품은배터리이다. 순수전기자동차의경우차량비용의절반수준을배터리가격이차지하기때문에배터리기술개발속도와가격이어떻게변하느냐에따라전기자동차와하이브리드차량의가격이변동된다. 일반휘발유자동차와배터리를사용하는하이브리드자동차의가격차이도대부 제 3 장국내전기자동차시장전망 125

154 분배터리가격에서발생한다고한다. 현대소나타와기아 K5의휘발유자동차와하이브리드차량을비교했을때, 하이브리드차량이 20% 정도비싸고, 가격차이는대략 500만원정도이다. 닛산 (Nissan) 을비롯한주요자동차업체들의배터리개발목표는 2020년까지배터리가격을현재수준의 50% 까지낮추는것이다 (Solar&Energy, 2012). 그러나 IEA(2011) 는 2010~2020년사이전기자동차 (EV) 의배터리가격하락속도를연평균약 3% 내외로예상하고있다. 34) IEA의연평균배터리가격하락률을적용하게되면 2020년의배터리가격은 2010년수준의 74% 선에머물게된다. IEA가예측하고있는가격하락속도가 2020년이후에도유지된다면, 배터리가격이현수준의 50% 내외까지하락하는시점은대략 2035년이될것이다. 배터리기술개발은충전시간단축에도영향을미친다. 최첨단급속충전기술로배터리용량의 80% 까지충전하는데 25~30분정도소요된다고한다. 그러나배터리충전에대한불편함을해소하기위해서는충전시간을 10분이내로단축할필요가있다. 따라서친환경차보급시나리오Ⅱ에서는배터리의가격이 50% 낮아지는것과충전시간이 30분으로줄어드는것을가정하였다. 그리고그시점은 2035년으로가정한다. 일반자동차와하이브리드또는전기자동차와의가격차이가배터리가격에서나는것으로가정하고, 배터리의가격을 50% 할인하여새로이자동차가격을계산하였다. 또한개별소비세와취득세할인을추가하였고, 공채할인율 20% 를적용하여공채매입면제조건을자동차가격에반영하였다. 34) IEA 는배터리비용이 2010 년 500~600 달러 /kwh 에서 2020 년에 400 달러 /kwh 로하락할것으로전망하였다. 126

155 가 ) 경차시장 기준휘발유차량모델을 모닝 으로했을때, 하이브리드자동차와의가격차이가 360만원에서 180만원으로줄어들어, 차량가격은 1,380만원으로결정된다. 개별소비세 69만원, 취득세 96.6만원을공제했을때소비자가지불하는금액은 1,214만원이된다. 경차는공채매입의의무가없기때문에공채할인은별도로고려하지않는다. 플러그인하이브리드자동차도가격차이가 1,200만원으로줄어들어차량가격은 2,400만원으로결정된다. 또한개별소비세와취득세를합쳐 288만원의혜택이주어지기때문에, 소비가가격은 2,140만원이된다. 마찬가지로순수전기자동차의최종소비자가격은 2,425만원이된다. < 표 3-29> 경차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 1,200 1,440 1,214 2,140 2,425 동시나리오 Ⅱ 에의하면순수전기자동차와경유 ( 클린디젤 ) 자동차 의점유율이상승할것으로전망된다. 전기자동차 (21.9%) 는짧아진 충전시간과가격경쟁력향상으로인해시장수요가상당히높아질 제 3 장국내전기자동차시장전망 127

156 것으로예상되며, 경유자동차 (21.8%) 는상대적으로낮은가격과높은연비를강점으로하여시장수요를유지할것으로전망된다. 뒤를이어플러그인하이브리드자동차 (21.0%) 와하이브리드자동차 (20.9%) 에대한상당한수요가있을것이며, 휘발유자동차에대한수요는 15% 미만으로낮아질것으로예상된다. < 표 3-30> 경차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 나 ) 소형차시장현대 아반떼 휘발유자동차를기준차량으로하여소형차시장을분석하였다. 소형승용차부터는소비자들이채권을구입해야한다. 도시철도채권또는지역개발공채를구입해야하는데, 본연구에서는도시철도채권을기준으로하였다. 1,000cc이상 1,600cc이하의승용차를구입할때는자동차가격의 9% 에상당하는채권을매입해야한다. 그러나이채권은시장에서할인하여판매할수있기때문에, 채권구입면제혜택은채권가격의 20% 만큼비용을상쇄하는효과와같다. 개별소비세와취득세, 채권할인을모두고려하였을때, 하이브리드차량가격은 1,784만원, 플러그인하이브리드차량가격은 2,376만원, 순수전기자동차의가격은 2,796만원정도로예상된다. 128

157 < 표 3-31> 소형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 1,800 2,160 1,784 2,376 2,796 친환경차보급시나리오Ⅱ의상황에서는순수전기자동차의약진이예상된다. 소형자동차시장에서순수전기자동차의시장점유율은 28.5% 에이르고, 플러그인하이브리드자동차가 24.0% 로그뒤를이을것으로전망된다. 반면휘발유자동차의수요는가장낮아져 12% 정도에머물것으로예상된다. < 표 3-32> 소형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 다 ) 중형차시장현대 소나타 를기준휘발유모델로설정하여시나리오Ⅱ를적용하였다. 중형차시장에서는차량금액의 12% 에해당하는채권을구입해야한다. 개별소비세와취득세, 도시철도채권할인을고려한하이브리 제 3 장국내전기자동차시장전망 129

158 드자동차의가격은 2,790 만원으로낮아졌으며, 플러그인하이브리드 자동차가격은 3,613 만원, 순수전기자동차가격은 4,300 만원에이 른다. < 표 3-33> 중형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 2,700 3,240 2,790 3,613 4,300 시나리오Ⅱ에서전기자동차와플러그인하이브리드자동차의시장점유율은각각 24.1% 와 23.4% 에이르고, 하이브리드자동차가그뒤를이어 20.4% 의시장수요를차지할것으로예상된다. 경유자동차의경우 18.5%, 휘발유자동차는 13.6% 의시장수요를확보할것으로전망된다. < 표 3-34> 중형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 라 ) 대형차시장 대형차인현대 그랜저 를기준모델로시나리오 Ⅱ 를적용할때에는 130

159 차량가격의 20% 를채권으로구입해야한다. 차량가격을계산해보면하이브리드자동차는개별소비세와취득세, 채권할인을모두고려한가격이 4,025만원, 플러그인하이브리드자동차가 5,223만원, 순수전기자동차는 6,190만원으로예상된다. < 표 3-35> 대형차시장자동차속성 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 연비 (km/l) 충전시간 (min) CO 2(g/km) 자동차세 ( 만원 ) 자동차가격 ( 만원 ) 3,800 4,560 4,025 5,223 6,190 대형차시장에서는휘발유와경유자동차의점유율이 18% 정도에머물것으로예상되며, 하이브리드자동차의시장수요가 25.1% 로가장높을것으로전망된다. 플러그인하이브리드차와순수전기자동차의시장수요는각각 20.5%, 18.9% 로하이브리드승용차보다는낮으나, 휘발유및경유승용차보다는약간높게형성될것으로예상된다. < 표 3-36> 대형차시장자동차선택확률 ( 보급시나리오Ⅱ) 구분 휘발유차 CDV HEV PHEV EV 합계 확률합 확률평균 제 3 장국내전기자동차시장전망 131

160 5. 차종별승용차시장전망 가. 시나리오별시장전망및비교 1) 기준안우리나라차종별승용차시장기준안전망과친환경차보급시나리오전망간의차이를쉽게비교하기위하여제3절 ( 전체승용차시장전망 ) 에서도출된기준안결과를 < 표 3-37> 에서간략히요약하였다. < 표 3-37> 승용차총등록대수전망 ( 기준안 ) ( 단위 : 천대 ) 구분 승용차합계 7,834 13,260 15,840 18,046 19,561 20,509 21,006 내연기관 7,832 13,239 15,717 17,844 19,296 20,192 20,640 - 휘발유 7,155 8,889 10,262 11,439 12,225 12,685 12,881 - 경유 398 2,817 3,794 4,635 5,243 5,663 5,935 - LPG/CNG 279 1,533 1,661 1,770 1,829 1,844 1,824 하이브리드 휘발유 + 전기 LPG+ 전기 PHEV(+ 휘발유 ) EV 기타 KEEI-EGMS 모형의확장된수송부문모듈을이용하여전망한우 리나라승용차총등록대수는 2010 년 1,326 만대에서연평균 1.9% 의 속도로증가하여 2035 년에 2,100 만대에달할것으로예상된다. 내연 132

161 기관승용차는연평균 1.8% 증가하는데머물것이며, 하이브리드차는연평균 12.7% 의증가율을기록할전망이다. 전통적인내연기관휘발유승용차가 2035년에도여전히전체승용차의 61.3% 를점유할것으로보여, 2010년 (67.0%) 대비점유율하락폭이그리크지않을것으로예상된다. 반면경유 ( 클린디젤 ) 차는 2035년에전체시장의 28.8% 를점유하여 2010년 (21.3%) 보다비중이확대될전망이다. [ 그림 3-25] 승용차차종별등록대수 ( 기준안 ) ( 단위 : 천대 ) 1) 친환경차보급시나리오 Ⅰ 배기량크기로구분된 4 개의자동차시장에서차종별수요비율 35) 을비교해보았다. 친환경차보급시나리오 Ⅰ 에가정된기술수준과가 35) 각차급을구매하려는설문조사응답자들의차종별선택확률의평균치를의미한다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 133

162 격을이용하여자동차시장을예측해보면경유 ( 클린디젤 ) 자동차의수요가점차확대될것으로예상된다. 경유차는대형자동차시장을제외한나머지시장에서가장수요점유율이높을것으로전망되었다. 경유자동차가대형차시장에서수요가낮아지는이유는진동 소음등 승차감 때문인것으로판단된다. 대형자동차구매자들은편안한승차감을중요시하는경향이강하기때문에, 휘발유차와하이브리드자동차보다승차감이떨어질수있는경유자동차에대한선호가낮아지는것으로보인다. 하이브리드자동차도 25% 수준의시장수요를확보할것으로예상되었으며, 특히대형차시장에서수요가가장높을것으로나타났다. 이는대형자동차시장에서경유자동차에대한수요가하이브리드차로옮겨갔기때문일것이다. 휘발유자동차도 22% 정도의수요를확보할것이며, 대형차시장에서는점유율이 27% 로높아진다. 플러그인하이브리드자동차는 10% 정도의수요를확보할것으로나타났는데, 충전에대한부담으로수요확대가더이상어렵기때문일것이다. 순수전기자동차도약 8% 대의수요확보에머물것으로보이는데, 긴충전시간및높은가격에대한부담으로수요가상대적으로낮다. 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차의수요를시장별로비교하면경차와대형차시장에서수요가낮아지는경향이있다. 경차는이미연비가높기때문에친환경차의장점이크게부각되지않는다는점이원인인것으로분석된다. 대형차의경우는주요소비자가안전성과편안함을추구하는고소득계층중심이므로자동차의친환경성에대한관심이상대적으로낮기때문일것이다. 134

163 [ 그림 3-26] 자동차시장별수요비율 ( 보급시나리오 Ⅰ) ( 단위 : %) 기준안에서예측된우리나라의총등록대수및차종별 차급별신 규승용차등록대수에보급시나리오 Ⅰ 에서전망한차종별 차급별 시장수요비율을적용하면, 새로운세부차종별신규등록대수와총 등록대수를도출할수있다. 36) 컨조인트법을이용한시나리오 Ⅰ 의신 규시장 ( 등록대수 ) 점유율전망시점을 2035 년으로간주하였다. 37) 그 이유는시나리오 Ⅱ 에서배터리가격이현수준의 50% 로하락하는시 점을 2035 년으로가정하였기때문이다. 이렇게되면, 기술개발속도 및정책의변화로인한효과를연도별로비교할수있다 년의경차시장규모는 11 만 1 천대로예상되며, 그중에서휘발 36) 전술하였듯이내연기관가스자동차 (LPG/LNG/CNG) 와기타자동차 ( 알코올, 태양광등 ) 는시장점유율예측대상에서제외되어있다. 따라서시나리오분석시, 가스자동차와기타자동차판매대수는외생변수로간주, 기준안의판매대수와동일한것으로가정하였다. 즉, 본연구의차급별 차종별시장점유율은가스및기타자동차를제외한총량에서의비중을의미한다. 37) 2011~2035 년사이의연도별승용차신규등록대수전망을위해서 2011 년의시장점유율이 2035 년예측수준에이르기까지선형으로변화한다고가정하였다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 135

164 유자동차가 2만 5천대, 경유차는 3만 8천대, 하이브리드자동차 2 만 8천대, 플러그인하이브리드자동차 1만대, 순수전기자동차는약 9천대를차지할것으로전망된다. 소형승용차시장규모는 28만 9천대수준이며, 그중경유자동차의수요가 8만 6천대로가장높고, 순수전기자동차의수요는 3만대로가장낮다. 전체시장을연료별 기술별로살펴보면, 총 114만 3천대 ( 가스 기타차량제외 ) 중에서휘발유차에대한수요가 26만 8천대로, 전체시장의 23.4% 를차지할것으로전망된다. 경유자동차와하이브리드자동차는각각 34만 6천대, 28만 4천대의수요가있을것으로예상된다. 플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차의시장수요는각각 12.1% 와 9.3% 의수준에머물것으로나타났다. < 표 3-38> 2035 년승용차신규등록대수 ( 보급시나리오 Ⅰ) ( 단위 : 천대 ) 구분휘발유경유 HEV PHEV EV 합계 합계 ,143 경형 소형 중형 대형 주 : 합계에는가스 (LPG/LNG/CNG) 자동차및기타 ( 알코올등 ) 자동차대수가제외되어있음. 이들차량 (9 만 6 천대 ) 을합할경우총신규등록대수는 123 만 9 천대임. 아래표에시나리오 Ⅰ 의연도별총등록대수를연료 기술별로정 리하였다. 각연도별총등록대수는기준안과동일하며, 신규차량종류 별판매량변동에따라연료 기술별구성비율에서차이가발생한다. 136

165 < 표 3-39> 승용차총등록대수전망 ( 보급시나리오Ⅰ) ( 단위 : 천대 ) 구분 승용차합계 7,834 13,260 15,840 18,046 19,561 20,509 21,006 내연기관 7,832 13,239 15,497 16,933 17,407 17,124 16,283 - 휘발유 7,155 8,889 10,099 10,664 10,516 9,834 8,775 - 경유 398 2,817 3,744 4,515 5,059 5,419 5,635 - LPG/CNG 279 1,533 1,654 1,753 1,833 1,871 1,874 하이브리드 ,234 1,900 2,617 - 휘발유 + 전기 ,016 1,584 2,204 - LPG+ 전기 PHEV(+ 휘발유 ) ,227 EV 기타 [ 그림 3-27] 승용차차종별등록대수 ( 보급시나리오Ⅰ) ( 단위 : 천대 ) 제 3 장국내전기자동차시장전망 137

166 2) 친환경차보급시나리오Ⅱ 친환경차보급시나리오Ⅱ에서는순수전기자동차와플러그인하이브리드자동차의수요증가가두드러지게나타나는것을확인할수있다. 소형차와중형차시장에서는순수전기자동차가가장높은수요를확보할것으로예상된다. 그이유는가격대비 EV의높은연비가부각되어대형차를선호하는고소득층보다는비교적비용에민감할수밖에없는저 중간소득계층의수요가집중되기때문일것이다. 경차시장에서는경유자동차가지속적으로높은수요를확보할것으로전망된다. 경차시장에서는경유자동차가상대적으로저렴하고, 전기자동차에비해뒤지지않는연비를가지기때문에, 경유차량에대한인기가지속될것으로예상된다. 대형자동차시장에서는하이브리드자동차의수요가가장높을것으로전망된다. 이는차량의안정성과편의성을추구하는대형차소비계층은순수전기자동차와플러그인하이브리드자동차의가격하락을장점으로인식할것이나, 여전히 30분이걸리는충전시간에부담을느끼기때문인것으로판단된다. 따라서충전이필요없는하이브리드자동차에대한선호가높아진다고해석할수있다. 138

167 [ 그림 3-28] 자동차시장별수요비율 ( 보급시나리오 Ⅱ) ( 단위 : %) 기준안의총등록대수및차종별 차급별신규승용차등록대수에보급시나리오Ⅱ에서전망한차종별 차급별시장수요비율을적용하여세부차종별신규등록대수와총등록대수를도출하였다. 시나리오Ⅱ에서는휘발유승용차가 2035년에 15만 9천대정도판매되어가장수요가낮을것으로예상되었다 ( 판매점유율 13.9%). 대신순수전기자동차의수요가급증하여 2035년에 27만 7천대의수요가발생할것으로예상되었는데, 이는 2035년전체자동차내수규모 ( 가스 기타차량제외 ) 의 24.3% 에해당한다. 다음으로플러그인하이브리드자동차 (22.9%) 와하이브리드자동차 (21.0%), 경유자동차 (18.0%) 가뒤를이을것으로전망된다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 139

168 < 표 3-40> 2035 년승용차신규등록대수 ( 보급시나리오 Ⅱ) ( 단위 : 천대 ) 구분휘발유경유 HEV PHEV EV 소계 합계 ,143 경형 소형 중형 대형 주 : 합계에는가스 (LPG/LNG/CNG) 자동차및기타 ( 알코올등 ) 자동차대수가제외되어있음. 이들차량 (9 만 6 천대 ) 을합할경우총신규등록대수는 123 만 9 천대임. 친환경차보급시나리오Ⅰ과 Ⅱ를비교해보면친환경자동차정책과기술개발로인해 2035년순수전기자동차와플러그인하이브리드자동차의수요가각각 9.3% 에서 24.3% 로, 12.1% 에서 22.9% 로크게증가할것으로예상된다. 그러나휘발유와경유, 하이브리드자동차의수요점유율은감소할것으로예상된다. 경유자동차시장수요가 30.3% 에서 18.0% 로가장많이줄어들것으로전망된다. 이는전기자동차 (HEV, PHEV, EV) 보급정책으로인해경유자동차의장점으로부각되는상대적으로낮은가격과높은연비가더이상소비자에게큰매력을주지못하기때문인것으로해석된다. 휘발유승용차의수요도 23.4% 에서 13.9% 로 9.5%p나하락할것으로예상된다. 140

169 [ 그림 3-29] 시나리오별승용차신규수요비율변화 (2035 년 ) ( 단위 : %) 시나리오Ⅱ의총등록대수를보면, 전통적인내연기관승용차의보유비율은 2010년에절대적인수준 (99.8%) 을차지하였으나, 2035년에는 67.0% 로하락할것으로예상된다. 순수전기자동차는 2035년에 11.7%, 플러그인하이브리드자동차는 11.0%, 하이브리드차는 10.6% 로엇비슷한보급률을기록할전망이다. 경유승용차는클린디젤차의친환경성과연비에대한매력으로인해보유비율이 2010년 21.2% 에서 2035년 20.9% 로변화하여큰차이는없을것으로예상된다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 141

170 < 표 3-41> 승용차총등록대수전망 ( 보급시나리오Ⅱ) ( 단위 : 천대 ) 구분 승용차합계 7,834 13,260 15,840 18,046 19,561 20,509 21,006 내연기관 7,832 13,239 15,387 16,473 16,473 15,616 14,143 - 휘발유 7,155 8,889 10,052 10,470 10,105 9,162 7,817 - 경유 398 2,817 3,684 4,264 4,526 4,547 4,391 - LPG/CNG 279 1,533 1,651 1,739 1,842 1,907 1,935 하이브리드 ,068 1,630 2,231 - 휘발유 + 전기 ,359 1,881 - LPG+ 전기 PHEV(+ 휘발유 ) ,005 1,627 2,310 EV ,068 1,728 2,453 기타 [ 그림 3-30] 승용차차종별등록대수 ( 보급시나리오Ⅱ) ( 단위 : 천대 ) 142

171 나. 시사점 소비자들의응답에기초하여자동차수요를전망한결과, 친환경차보급시나리오Ⅱ에서플러그인하이브리드자동차와순수전기자동차의약진이예상된다. 친환경차보급시나리오Ⅰ에서는클린디젤자동차에대한시장점유율이높은데, 이는높은연비대비상대적으로낮은가격이소비자들의구매를유인하였기때문이다. 그러나친환경차보급시나리오Ⅱ에서는경유자동차의장점이희석되어, 오히려플러그인하이브리드자동차나순수전기자동차의수요가증가할전망이다. 하이브리드자동차는예상대로승용차시장이내연기관차량에서 PHEV, EV 등전기차로옮겨가는과정에서발생하는과도기적수요를담당할것으로보인다. 시나리오Ⅰ에서는하이브리드자동차가경유자동차에비해낮은수요를형성하지만플러그인하이브리드차또는전기자동차보다는높은수요를가진다. 그러나기술개발의진행과환경친화적정책으로인해플러그인하이브리드차와전기자동차의경쟁력이강화된다면, 하이브리드자동차에대한수요는상대적으로낮아질것으로전망된다. 휘발유자동차의경우시나리오Ⅱ에서가장수요가낮아질것으로예상된다. 향후배터리등전기자동차의기술개발이진전될수록휘발유자동차의가격과연비로는더이상수요를창출하기힘든구조가될것이확실시된다. 전기자동차에대한수요는기술개발속도뿐만아니라정부의정책에의해조절될수있기때문에, 정부의수송부문온실가스및에너지수요감축의지가향후전기자동차의수요를결정하는데매우중요한요인이될것이다. 제 3 장국내전기자동차시장전망 143

172

173 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 1. 주요선행연구 가. 해외연구 1) Wu et al.(2012) 중국정부는미래의 지속가능한교통구현 을위한핵심과제로 자동차의전기화 (electrification) 를선정하고적극적으로관련정책을 추진하고있다. 그일환으로하이브리드차 (HEV), 플러그인하이브리 드차 (PHEV) 및순수전기자동차 (EV) 에대한시범사업이중국내수 십개의대도시에서광범위하게시행되고있다 (Wu et al., 2012). 이논문은중국에서상대적으로경제발전이빠른 징진지 (Jing-Jin-Ji), 양쯔강삼각주 (Yangtze-River-Delta), 주강삼각주 (Pearl- River-Delta) 등세지역을선정하고, 전기자동차의보급이각지역의 화석에너지수요와 CO 2 배출에미치는영향을평가하였다. 38) 이연구 에서는이들지역의소형승용차시장성장패턴을살펴보고, 곰페르츠 함수를이용하여 2010~2030 년기간동안의 HEV, PHEV 및 EV 보급 38) HEV, PHEV, EV 및전통적인내연기관자동차의 WTW(Well-to-Wheel) 기준에너지소비량과 CO 2 배출량을계산하기위하여 GREET 1.8d 모델을사용하였다. 이모델은 1995 년이래아르곤국립연구소 (Argonne National Laboratory: ANL) 가개발한 GREET 시리즈모델이며, 파라미터에대한가정을통해다양한자동차연료 기술과관련된에너지사용및온실가스배출량변화효과를쉽게분석할수있도록해준다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 145

174 률에대한 4개의시나리오를설정하였다. 시나리오1은보수적인안으로 HEV, PHEV 및 EV의보급은시장원리에맡겨진다. 반면시나리오 2~4는전기자동차보급에대해보다낙관적인상황을상정하였다. 특징적인것은각시나리오마다시장을주도하는차종을달리했다는것이다. 시나리오2는 PHEV보다 HEV 가선호되는안이고, 시나리오3은 PHEV가시장을주도하는안이며, 시나리오4는 EV 시장이빠르게성장하는상황을가정하였다. 또한산업계에서주요배터리기술장애요인들을신속하게극복하고, 충전인프라가광범위하게보급되는상황을상정하였다. Wu et al.(2012) 은 PHEV 및 EV의활성화는석유사용량을현저히줄이는데도움이될수있지만, 연구대상지역에서석유수요감소로인한혜택을보려면많은시간이필요함을지적하였다. 또한 CO 2 배출량저감은화석에너지 ( 석유등 ) 를줄이는것보다훨씬더힘들다는점을강조하였다. 특히, 석탄의발전원구성비중이압도적으로높은징진지지역의경우승용차용전력수요를충족하기위해서는석탄수요가증가하기때문에온실가스를줄이는것은어려운일이라고하였다. 즉, 석탄발전의비중이높은지역에서 WTW(Well to Wheel) 기준, 즉에너지생산 ( 공급 ) 에서소비까지의전단계에서배출되는 CO 2 를줄이려면, PHEV나 EV보다는 HEV가보다나은대안이될수있음을지적하였다. 39) 반면, 에너지구성이훨씬친환경적인 39) 전원구성은 PHEV 와 EV 의 CO 2 배출량과 WTW 기준에너지사용량에영향을주는핵심변수이다. 징진지지역은중국북북그리드 (Northern China Grid) 에속하는데, 이지역은압도적으로석탄화력발전소가많은곳으로, 현재석탄이총발전량의 95% 를차지한다. 반면주강삼각주지역 (Southern China Grid) 은발전원구성이비교적환경친화적이다. 석탄발전비중은 60% 수준이고수력, 천연가스및원자력이각각 29%, 3% 및 5% 를차지하고있다. 146

175 주강삼각주지역에서는 EV 보급장려로 CO 2 배출량을크게줄일수있음을보였다. 본논문이제공하는시사점은지역 ( 전력망 ) 별전원구성의차이에따라전기자동차보급의에너지및환경영향이크게달라진다는점이다. 즉, 향후중국이 신에너지자동차계획 을수립 추진하는데있어서지역간의에너지수급환경차이를고려해야한다는것이다. 또한, 중국이 자동차전기화 를성공시키기위해서는보다많은정책수단 40) 을결합하여추진해야함을지적하였다. 2) Yabe et al.(2012) Yabe et al.(2012) 은일본의경우승용차부문의이산화탄소배출을줄이기위해서는높은배터리비용에도불구하고전기차 (EV) 와플러그인하이브리드차 (PHEV) 의대량도입이필요함을주장하였다. 41) 이논문은리튬이온배터리에대한학습곡선 (learning curve), 각차량의 1일주행거리분포, 차량충전을위한최적전력발전계획모형 (optimal power generation planning model) 을이용해미래에 EV 및 PHEV가시장에침투하는속도와전기자동차의보급확산이 CO 2 감축에미치는영향을예측하였다. Yabe et al. (2012) 은 2010부터 2050 년까지를분석기간으로설정하고, 전력공급부문과승용차부문을통 40) 석탄발전소에대한탄소포집및저장 (Carbon Capture & Storage: CCS) 기술적용, 전력생산및자동차의효율개선, 친환경발전및신재생바이오연료확대등이있다. 41) 일본의총 CO 2 배출량은 2009 년에약 1.14 조kg이었는데, 이중발전부문이총배출량의 31%, 산업부문이 28%, 그리고수송부문이 19% 를차지했다. 일본에서 CO 2 를대폭감축하기위해서는승용차의 CO 2 배출을줄이는것이필수적이다. 개인용승용차는수송부문배출의 50%, 총배출량의 10% 를차지한다 (Yabe et al., 2012). 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 147

176 합하여최적화하는모형을구성하여 EV와 PHEV의확산속도를평가하였다. 이연구의기본가정하에서최적계산 (optimum calculation) 을수행한결과, 2050년에도 EV 및 PHEV의점유율은 25% 수준에머물것으로전망되었다. 승용차소비자의경제적관점을고려하면, EV 및 PHEV의신규시장점유율증가속도는상당히느릴것으로평가된것이다. 그러나배터리의초기가격과가격하락률은전기자동차의점유율에커다란영향을미친다. 그러므로배터리가격하락을통해 CO 2 감축을도모하기위해서는정부의장기적인인센티브정책 ( 보조금등재정지원 ) 과혁신적인기술개발이필요하다고강조하였다. 본연구에서도출된주요결과들을정리하면다음과같다. 첫째, 비록 PHEV 및 EV의대규모도입이 CO 2 배출을크게줄일수있는잠재력이있지만, 차량소유자의경제적관점과리튬이온배터리의학습곡선을고려하면전기자동차의시장침투속도는그렇게빠르지않을것이다. 둘째, 장기적인정부보조금과기술혁신이없다면 2030년에신규차량 2대중 1대를친환경차량으로보급한다는일본정부의목표는달성되기어려울것이다. 셋째, 비록후쿠시마원자력발전소사태를고려하여일본의 CO 2 저감정책이다시수립될수도있지만, 에너지효율이높은 PHEV와 EV의도입은총 CO 2 배출량을지속적으로줄일수있는효과적이고합리적인정책수단이다. 3) Egbue and Long(2012) 이연구의목적은소비자의전기자동차선택을가로막는잠재적인 사회 기술적장벽 (barriers) 을찾아내고, 소비자들이전기차구매를 148

177 결정하는데영향을주는요인들을도출하는것이다. 연구자들은전기자동차가가까운미래에승용차부문의화석연료소비및온실가스배출을줄일수있는매력적인기술임을강조한다. 그러나전기자동차를광범위하게보급하기위해서는극복해야할다양한장애물이있음을지적하였다. 이들은신뢰성이입증되지않은새로운기술 ( 제품 ) 에대한소비자들의거부경향이전기자동차를보급하는데있어서가장큰장애물이라고하였다. 연구를위해인터넷기반의설문조사 (survey) 를실시하였고, 총 500 개의표본자료중 481개를분석에활용하였다. 설문조사설계의방향은우선전기자동차에대한소비자들의지식 (knowledge), 관심 (interests), 인식 (perceptions), 태도 (attitudes), 지속가능성 (sustainability) 을평가하고, 잠재적인전기자동차소유자들을특성에따라그룹화하여전기차보급에대한장애요인들을쉽게도출할수있도록하는것이다. 두번째는교육수준, 성별, 경력, 소득을포함한특정사회 경제적특성들과전기자동차에대한인식및태도사이의상관관계를고찰하는것이다. 표본집단간의인식및태도차이를분석하기위하여 Greenwood and Nikulin(1996), Janes(2001) 에서사용한카이스퀘어 (chi-square) 검정방법을이용하였다. 분석결과, 전기차에대한소비자들의태도 지식 인식은응답자의성별, 나이, 교육수준에따라다르다는것을보여준다. 또한, 중요한발견은지속가능성과환경적편익이전기자동차를선택하게하는요인이기는하지만, 전기차의비용및성능요인보다는우선순위에서뒤진다는것이다. 또한, 저자들은전기차에대해제기되는여러가지의구심에도불구하고, 소비자들은전기차에대해상당히높은관심 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 149

178 을가지고있다고결론지었다. 본연구에서입증된증거들은전기차가직면하고있는배터리기술, 배터리비용, 충전인프라를포함하는장애요인들을해소해야만한다는점을강조한다. 그러나이러한조건들이충족된다고하더라도소비자의 수용성 이전기자동차의상업적성공 ( 또는실패 ) 에대한핵심열쇠라고지적하였다. 만약소비자들이전기자동차기술을신뢰하지못한다면, 전기차구매에대한사실상의보조금인세액공제제도 (tax credit) 와같은인센티브가전기자동차시장을확산하는데거의효과가없을수도있다고하였다. 따라서전기자동차의시장점유율을제고할수있는확실한정책수단들이시행되어야함을강조하였다. 이러한정책수단들로전기자동차에대한교육, 전기자동차기술에대한투자확대, 관련인프라확충, 배터리스왑프로그램도입, 전기배터리에대한확실한보증, 세액공제증액등을제시하였다. 대중의여론은대중매체와사회적네트워크를통해영향을받기때문에, 정책결정자들은에너지안보증진, 생태발자국지수 (ecological footprint) 42) 등전기자동차가제공할수있는비금전적편익에대해국민들이공감할수있도록이러한수단들을활용할필요가있다고제안하였다. 4) IEA(2011) 국제에너지기구 (International Energy Agency: IEA) 는세계에너지 42) 1996 년캐나다경제학자들이개발한개념으로, 인간이삶을영위하는데필요한자원의생산및폐기에드는비용, 즉인간이소비하는에너지, 식량, 주택, 도로등을만들기위해자원을생산하고폐기물을처리하는데드는비용을토지면적으로환산한것이다. 그면적이넓을수록환경문제가심각함을의미한다. 150

179 연소로부터발생하는 CO 2 배출을 2050년까지현수준의 50% 를감축하는목표를수립하고, 목표달성에필요한주요기술들에대한장기로드맵을개발하고있다. IEA가 2011년 6월발표한 EV 및 PHEV(Electric and Plug-in Hybrid Vehicle) 로드맵 은현재수천대수준에머물고있는전기자동차의생산이 2050년에 1억만대이상으로확대되는시나리오를상정하고, 그효과를분석하였다. IEA(2011) 는향후 10년이전기자동차및플러그인하이브리드자동차의 성패 를좌우하는중요한시기로보고있다. IEA는전기자동차의생산 보급및관련인프라확충을체계적으로추진하기위해서는각국정부, 자동차산업계, 전력사업자및관련이해당사자들간의협력이필수적임을지적하였다. IEA 기술로드맵의비전은 EV 및 PHEV를광범위하게보급하여, 이들차량이 2050년기준으로전세계경량자동차 (Light Duty Vehicle: LDV) 생산의 50% 이상을차지하는것이다. IEA는보고서를통해전기자동차보급의에너지및온실가스감축효과를분석하고, 비전달성을위한전략적목표를설정하였으며, 목표달성을위한실천사항들을제시하였다. 전기차보급효과분석을위한 EV의평균주행거리는 150km(90마일 ), PHEV의순수전기주행거리는 40km(25마일 ) 로가정하였고, 연비는 EV 및 PHEV 모두 0.2 kwh/km로설정하였다. 전기자동차가격의핵심요소인배터리비용은 EV용배터리가현재 kwh당 500~600 달러에서 2020년에는 400달러로하락하고, PHEV의경우는 kwh당 750달러에서 2020년에 450달러로하락할것으로예상하였다. IEA는 EV 및 PHEV의보급으로 2030년한해에만세계적으로약 5 억톤의 CO 2 를감축할수있을것으로전망하였으며, 2050년에는약 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 151

180 5억대의 EV 보급 (CO 2 10억톤감축 ), 약 8억대의 PHEV 보급 (CO 2 15억톤감축 ) 으로연간 25억톤의 CO 2 를줄일수있을것으로보고하였다. 43) IEA는이러한의욕적인비전을달성하기위한몇가지실천사항들을제시하였다. 첫번째는전기동력자동차 (electric drive vehicle) 의판매목표를설정하는것이다. 산업계와정부에게는 2050년까지전세계경량자동차 (LDV) 판매시장에서 EV와 PHEV의비율이최소한 50% 는되도록협력할것을주문하였다. IEA는비전달성을위한세계 EV 및 PHEV 판매대수가 2020년에적어도연 500만대에도달해야목표달성이가능할것으로판단하고있다. 두번째는전기자동차의시장도입을지원하기위한체계적인전략개발이다. 내연기관 (Internal Combustion Engine: ICE) 자동차대비전기자동차 (EV, PHEV) 가비용경쟁력을갖도록하고, 적절한충전인프라확충이중요하다고보았다. 소비자의욕구및자동차운행행태에대한산업계의이해증진과자동차특징을감안한일관된성능지표개발 44) 도중요한요소임을적시하였다. 세번째는에너지저장기술에대한 RD&D(Research, Development and Demonstration) 장려이다. 즉, 배터리비용절감을위한연구개발및실증사업이필요하다는것이다. 네번째실천사항은충전인프라개발및확충이다. EV 및 PHEV 충전에사용할전기공급의안정성이보장되어야하며, 소비자들이편리하게충전소에접근할수있어야 43) 연간전기자동차한대당 2 톤의 CO 2( Well-to-Wheel 기준, 생산에서소비까지의전단계의배출량을의미 ) 를줄일수있을것으로보고있다. 44) 자동차성능 ( 예, 주행거리 ), 기술적특징 ( 예, 배터리요건 ), 에너지사용, 배출량, 안전기준등에대한적절한지표개발을의미한다. 152

181 한다. 이를위해서는특정대수의 EV 및 PHEV가일일전기수요, 발전량및발전용량에미칠영향을파악해야함을지적하였다. 또한 V2G (vehicle-to-grid) 인터페이스표준화는필요하지만, 혁신이발휘될수있도록지나친규제는자제해야한다고권고하였다. 5) Zhang et al.(2011) 이논문은중국난징 (Nanjing) 지역을대상으로전기자동차에대한소비자의인식 (awareness) 을분석하고, 소비자가전기차를선택하는데영향을미치는요인들이무엇인지를연구하였다. 난징에위치한여러운전교습소의수강생 299명을대상으로설문조사를실시한후, 세개의이항로지스틱 (binary logistic) 회귀모형을사용하여소비자의전기차에대한수용성 (acceptance), 전기차구매시기, 구매가격에영향을미치는요인들을분석하였다. 주요연구결과는다음의세가지로요약할수있다. 첫째, 소비자의전기자동차선택여부는가족내운전면허소지자수, 가족내보유자동차수, 정부정책및연료가격등에의해유의미한영향을받는다. 둘째, 전기차구매시기는응답자의학력수준, 연간소득, 가족내보유자동차수, 정부정책, 동료들의의견및세제혜택에의해의미있는영향을받는다. 마지막으로전기차구매가격에대한수용성은연령, 학력수준, 가족구성원수, 가족내자동차수, 동료들의의견, 유지 보수비용, 차량안전성등에영향을받는다. 저자들은본연구가난징지역에대한연구이므로, 연구결과를중국전지역에공통적으로적용하는것은유효하지않을수있다고밝히고있다. 따라서동연구방법을다른지역들에적용하거나, 다른 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 153

182 소비자그룹을분석에포함하도록표본집단을확대하는등중국을 대상으로한보다심층적인연구가지속되어야함을강조하였다. 6) CE Delft(2010) CE Delft(2010) 의연구는도로교통의전기화 (electrification) 가 EU 의전력생산에미치는잠재적영향을분석하고, 전기자동차가유럽 신재생에너지발전시장의성장을이끌수있는정책옵션을개발하는 것을목적으로하였다. 45) 본연구는지리적으로는 EU 회원국을대상 으로하였고, 온실가스배출량에만연구초점을두었으며, 2020 년까지 를중점분석기간으로하였다. 그러나전기자동차보급과관련된미 래의전력수요잠재성장률을보여주기위해, 전기자동차보급시나리 오는 2030 년까지를분석기간으로하였다. CE Delft 는 EV 및 PHEV 가전력부문에미치는영향을평가하기 위해서 2020 년을기준으로 3 가지시나리오를개발했다. 3 가지시나리 오중일부는매우야심찬내용을담고있기는하지만 46), 향후 10 년 동안 EV 및 PHEV 보급으로인한추가적인에너지수요는현재의전 력수요대비제한적으로증가할것이라고주장하였다. 시나리오 1 은 EV 및 PHEV 가상대적으로완만하게보급되는 중간 수준보급시나리오 (moderate/medium uptake scenario) 이다 년 기준 EV 의승용차판매점유율은 0.4% 이며, 2020 년에 EU 지역에총 50 만대의 EV 가운행된다고가정한다. 또한 PHEV 의경우는 2020 년 기준승용차판매점유율은 1.3%, 총보급은 150 만대에이르는시나 45) 그린피스유럽지부가전기자동차의온실가스감축잠재력을최대한발휘할수있는방안을모색하기위해본연구를발주하였다. 46) EU 27 개국에최대 3,100 만대의 EV 및 PHEV 차량을보급하는안이다. 154

183 리오이다. 시나리오2는 빠른보급시나리오 (fast uptake scenario) 로, 향후 10 년내에도로교통의전기화가성공적으로진행되며, 특히 PHEV가 2020년까지신차판매에서상당한시장점유율을확보하는안이다. 2020년까지 EV는총승용차판매의 11% 를차지할것이며, EU내에약 500만대의 EV가운행된다는것이다. 2020년기준 PHEV의승용차판매점유율은 24% 에달하고, 약 1,500만대가시장에보급된다. 시나리오3은 매우빠른 EV 보급시나리오 (ultra-fast EV scenario) 이다. 즉, 향후 10년내에순수전기자동차가매우빠른속도로보급된다는것이다. EV가 2020년총승용차판매에서 40% 의점유율을확보하여, 약 2,500만대가운행된다고가정한다. PHEV의판매점유율은 2020년에 7% 에도달하여, 약 550만대가보급된다. 시나리오1, 2, 3의 2006년대비 2020년의전력수요량은각각 0.3%, 2.9%, 2.6% 증가하는데머물것으로분석되었다. 47) 즉, 향후 10년동안 EV 및 PHEV로인한추가적인에너지수요는현재수요대비제한적으로증가한다는결론이다. 물론전력수요는전기차기술의성공여부에따라 2020년이후빠르게늘어날수도있다. 또한프랑스, 독일, 영국등 3개국에대한사례조사결과, 전기자동차로인한추가전력수요는기존발전소로충족할수있는수준이라는결론을도출하였다. 추가전력수요를충족시키기위해정확하게어떤종류의에너지원으로생산된전기를사용할것인가는특정시점, 특정순간을기준으로한전력발전원의가용성, 가동유연성및한계비용에따라결정될것이다. 야간과같은기저부하시간에배터리를충전할경우에 47) 2006 년 EU 27 개국의전력소비량은약 2,814MWh 이다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 155

184 는석탄및원자력이추가수요를충족하게될가능성이높다. 사례분석대상국가들의경우는피크시간대에가스화력발전량을늘려전기차로인한추가전력수요를충족시킬가능성이가장높은것으로분석되었다. 7) Diamond(2009) 이논문은하이브리드승용차 (HEV) 보급을장려하기위해만들어진미국정부의인센티브정책의효과분석을목적으로하였다. 소비자의하이브리드차선택과다양한사회 경제및정책변수들간의상관관계를검증하기위해, 2001년부터 2006년까지의미국각주의하이브리드차량등록통계에대한횡단면-시계열 (cross-sectional and time-series) 분석을적용하였다. 분석결과, 휘발유가격과하이브리드차선택간에는강한상관관계가존재하였으나, 하이브리드차보급촉진을위한인센티브정책과하이브리드선택간의상관관계는훨씬약한것으로나타났다. 연방세액공제 48) 외에도많은주에서하이브리드차에대한다양한인센티브를제공하고있다. 2008년기준으로보면, 콜로라도주가차량모델에따라 2천 5백달러에서 6천달러까지가장높은세액공제 48) 하이브리드차를구매하는소비자에게제공하는인센티브들은동급휘발유차보다초기구입비용이높다는시장장벽을해소하기위해만들어졌다. 미국연방정부는 2005 년까지제조사와모델에상관없이일정자격을갖춘모든하이브리드차량에대해 2 천달러의소득공제 (tax deduction) 혜택을부여해주었다. 소득공제제도는에너지정책법 (Energy Policy Act) 에따라서 2006 년 1 월부터동급휘발유차량대비각차량모델의배기량과연료효율에근거한세액공제 (tax credit) 제도로강화되었다. 세액공제액은주별로수백달러에서수천달러까지다양하다. 동제도는총 6 만대의하이브리드및린번 (lean-burn; 희박연소 ) 자동차가판매된이후, 단계적으로폐지되고있다 (Diamond, 2009). 156

185 를해주었으며, 1천 5백달러이상의인센티브를제공하는일부주들이존재한다. 반면버지니아, 캘리포니아, 뉴욕, 뉴저지, 플로리다, 유타등은주내한개이상의고속도로에서하이브리드운전자에게다인승전용차로제한을면제해주고있다. 그러나회귀분석결과는소비자들이하이브리드차를선택하는데있어서금전적인센티브가통계적으로유의미한영향을갖고있지못하다는것을보여주고있다. 즉, 이러한인센티브제도가실제로하이브리드차량의보급을촉진하는데기여했는지는확실치않다는것이다. 그럼에도불구하고이연구는몇가지중요한사항을발견했다는점에서의미가있다. 첫째, 휘발유가격이하이브리드차량구매에미치는효과가매우크다는것을증명하였다. 즉, 연료비용상승시, 소비자들은자동차의연비를매우중요시한다는것이다. 두번째, 판매세또는소비세면제형태의인센티브가리베이트 (rebate) 또는세액공제보다효과가컸다. 이는판매세또는소비세면제는초기차량구매비용을줄여주는효과가있다는점에서, 어떻게보면당연한결과라할수있다. 세번째, 연구자는금전적인센티브와하이브리드차의시장점유율간에상관관계가약하다는것역시중요한정책적시사점을줄수있다고주장한다. 상관관계가낮다는것은자동차대리점이주정부의인센티브를자신들의차량가격결정구조에반영하여, 소비자에게더높은가격을부과하기때문일수있다는것이다. 만약이것이사실이라면, 금전적인센티브가하이브리드차량보급보다는자동차대리점에게보조금을지급하는수단이되었다는것을의미한다. 넷째, 소득변수와하이브리드차선택간의양 (+) 의상관관계는재정적인센티 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 157

186 브가하이브리드차를구입할가능성이더높은고소득층소비자들에게불균형적인혜택이될수있음을시사한다. 즉, 금전적인센티브는고소득계층소비자들에게보조금을제공하는결과를초래할수있다는것이다. 다시말하면, 고소득계층은인센티브가없어도어차피하이브리드차를구매하려는결정을할가능성이높고, 저소득층은인센티브제공에도불구하고차량구매가능성이높아지지않을수있다는설명이다. 이연구는하이브리드승용차선택의결정요인과정부의인센티브제도의효과에대한흥미로운분석결과를제시하는한편, 이주제에대한추가연구의필요성을강조한다. 소비자들이정부인센티브에어떻게반응하고, 친환경자동차중에서특정유형의차량을선택하게하는요인이무엇인지에대한연구는하이브리드승용차외친환경자동차 ( 플러그인하이브리드차, 클린디젤차, 전기차, 연료전지차등 ) 의시장도입을촉진하는데매우중요하다는것이다. 나. 국내연구 1) 최도영 이상열 (2011) 이연구는친환경차개발및보급이라는전세계적인흐름속에서, 우리나라의주요그린카보급정책수단에대한효과를평가하는데목적을두었다. 우리나라는 2015년까지그린카 120만대생산을통한 글로벌그린카기술 4대강국달성 을목표로하는국가의그린카발전로드맵을 2010년말발표한바있다. 이목표를달성하기위해서는기술개발 158

187 투자뿐만아니라초기시장창출을위한효과적인지원정책 49) 이뒤따라야한다. 본연구는이러한연구필요성하에서주요그린카보급정책수단인차량구입시의세제지원, 연비개선, 충전인프라확충등을주요평가대상으로삼았다. 하이브리드승용차, 순수전기자동차등에부여되는세제지원규모의적정성을분석하였으며, 정책효과측면에서주요정책수단들의우선순위를평가하였다. 본연구는구조화된설문조사표를이용하는컨조인트법 (Conjoint Method) 과소비자의간접효용함수 (Indirect Utility Function) 추정을위한확률효용모형 (Random Utility Model) 을사용하여소비자들이친환경 고효율자동차의속성 ( 연비, 차량가격, 연료종류, 온실가스배출량등 ) 에부여하는화폐가치를추정하였다. 분석결과, 자동차연료에대한소비자들의추가지불의사액 (Willingness to Pay: WTP) 은경유가 374만원, 플러그인하이브리드는 533만원, 전기는 507만원으로나타났다. 이는소비자들이다른조건이동일하다면, 휘발유에비해서경유, 플러그인하이브리드 ( 전기 + 휘발유 ) 및전기를에너지로사용하는승용차를선호한다는것을뜻한다. 또한, 소비자들은연비가높은자동차를선호하여, 자동차의연비가 1km /l 높아지면이에대한대가로 78만원정도차량가격을더지불할의사가있는것으로나타났다. 반면, 예상대로자동차속성중에서연료주유 ( 충전 ) 시간이길어질수록, 탄소배출량이늘어날수록, 연간자동차세가높아질수록자동차에대한선호는낮아지는결과를보였다. 50) 49) 정부는 2009 년부터하이브리드차구매에대해최대 310 만원의세제혜택을부여하고있으며, 전기자동차를구입하는공공기관에대해서는최대 2,000 만원의보조금을지급해왔다 년부터는전기차를구매하는민간소비자에게도최대 420 만원의세제혜택을지원한다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 159

188 이연구는자동차속성별지불의사액추정결과를이용하여기준휘발유차량모델 ( 소나타2.0) 대비친환경 고효율자동차의대표모델에대한소비자의화폐적가치를추정하였다. 또한, 친환경 고효율자동차모델별로소비자들의지불가능가격 51) 과실제차량가격을비교하여세제지원정책의적정성을평가하였다. 하이브리드차의경우지불가능가격과실제차량가격의차이는 제로 (-37만원 ) 에가까운것으로추정되어, 하이브리드차에부여하는세제지원금액은적절한수준인것으로결론지었다. 닛산리프 의경우, 최대세제지원액 (420만원 ) 을포함한소비자의지불가능가격을 6,056만원으로추정하여, 예상차량가격 (6,000만원 ) 과비슷한수준으로평가하였다. 즉, 소비자의추가지불의사액을감안하면전기차 리프 를보급하는데있어서정부의세제지원이낮은수준은아니라는주장이다. 그러나이는완속충전인프라의완비로배터리충전에장애가없다는상황을전제하였다. 이를뒤집어말하면, 충전인프라문제가해결되지않는다면, 순수전기차에대한정부의세제지원정책은효과가없다는것을뜻한다. 이연구는주요정책수단의우선순위도평가하였는데, 연비향상 과 충전시간단축 을전기자동차보급에효과적인정책수단으로결론지었다. 본연구는그린카보급이본격화되는시점에서, 우리나라에서는처음으로정부가규정한모든 그린카 종류를분석대상으로삼아, 정책수단평가를시도하였다는점에서선도적이라할수있다. 50) 예를들면, 연료주유 ( 충전 ) 시간이 1 분늘어나는데대한지불의사액은 16 만원으로추정되었다. 즉, 연료주입 ( 충전 ) 시간이 1 분길어질경우차량가격이 16 만원하락해야만소비자들의효용수준이동일하게유지된다. 51) 지불가능가격 = 기준차량가격 + 추가지불의사액 + 세제지원액 160

189 2) 전력거래소 (2009) 전력거래소 (2009) 는정부의전기자동차보급계획에따라전기자동차가장기적으로전력수급에미치는영향에대해분석하고시사점을도출하였다. 결론적으로전기자동차는연료효율및환경성이우수하여 52), 미래보급잠재력이크다고보았다. 그러나이연구는전기자동차보급에도불구하고전력소비량은약 0.03~0.8%, 최대전력수요는약 0.05~1.3% 증가하는데그쳐, 전기자동차보급이발전소추가건설등전력수급계획에영향을줄정도는아니라고주장하였다. 전기자동차보급의영향을분석하기위하여전기자동차의대당연간전력소비량은 2.3MWh, 일평균주행거리는 40km로가정하였다. 또한 3시간만에충전가능한용량 8.6KWh인배터리를사용하며, 전기자동차들의동시충전비율은 30% 로가정하였다. 세가지시나리오를설정하여분석을수행하였는데, 시나리오1은 2020년국내소형차의 10% 를전기자동차로보급하여전기자동차보급대수가 6.5만대에이르는상황을가정하였다. 분석결과, 전력수요량은 150GWh, 최대전력은 41MW 증가할것으로전망되었다. 53) 시나리오2는정부의 전기자동차산업활성화방안 에따라 2020년기준으로 100만대의전기자동차가보급되는안이다. 이때의전력수요량은 2,300GWh, 최대전력은 630MW 증가할것으로분석되었다. 시나리오3은 2020년기준 180만대의전기자동차가보급되는것을가정 52) 내연기관자동차대비전기자동차의연료효율은약 7.3%p 우수하고, 동일주행거리대비 40% 이상의 CO 2 배출감축이가능하다고하였다. 53) 전기자동차전력소비량 (GWh) = 운행전기자동차대수 2.3MWh 1,000 피크기여부하 (MW) = [2.3MWh/yr 365 일 3( 예상충전시간 )] 운행전기자동차대수 동시충전비율 ( 최대 30% 로가정 ) 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 161

190 하였고, 전력수요는 4,147GWh, 최대전력은 1,136MW 증가한다고추정하였다. 전력거래소는전력수급의안정성에문제가발생할수있는 Worst Case 도설정하였는데, 이경우전력수요량은 1.2%, 최대전력은 5.2% 까지증가할수있는것으로보았다. Worst Case 에서는대당전력소비량을연간 3.2MWh, 충전시간은 1시간, 동시충전비율을 30% 로가정하였다. 전력거래소는 Worst Case 에대비하여, 충전부하를피크시간이아닌시간대로유도하는정책이요구되며, 전기자동차시장에대한지속적인모니터링이필요함을지적하였다. 또한, 최대부하를낮추기위해서는 V2G (Vehicle-to-Grid) 에대한기술축적이필요하다고주장하였다. [ 그림 4-1] 시나리오별전기자동차보급전망 자료 : 전력거래소 (2009) 전력거래소 (2009) 의결론은전기자동차보급이활성화되더라도기 존의전력수급계획범위내에서전기자동차의신규전력수요를수용 할수있다는것이다. 즉, 제 4 차전력수급계획 에따른발전소, 송전 162

191 설비건설범위내에서전기자동차가유발하는추가수요는수용가능하다는의미이다. 그러나최근의전력수요는분석당시인 2009년이후산업용및난방용수요를중심으로급증하여 제4차전력수급계획 뿐만아니라 제5차전력수급계획 ( ) 의전력수요예측범위를크게상회하고있다. 그결과로현재의전력수급상황은매년동 하계최대부하시예비전력확보에사활을걸어야하는, 완전히다른환경으로급변하였다. 따라서현시점에서전기자동차보급이전력수급에미치는영향을재평가해볼필요가있다. 2. 분석방법및주요가정 가. 분석방법 1) 개요전기자동차보급이총에너지수요및온실가스배출에미치는영향을살펴보기위해서는국가전체의에너지수급밸런스통계를기반으로에너지수급을전망할수있는장기전망모형의운용이필요하다. 왜냐하면전기차보급의영향을단순히수송부문의수급구조변화에만한정할수없기때문이다. 수송부문에서는전기차보급이확대되면화석연료 ( 휘발유등 ) 수요는줄고, 이를대신하여전력수요가증가할것이다. 그리고 Tank to Wheel 기준으로전기자동차의연료효율이훨씬높기때문에수송부문의총에너지소비량은줄어들것이다. 그러나전기자동차 (PHEV, EV) 용전력을생산하기위해서우리나라발전부문에사용되는 1차에너지의 60% 이상이손실되는점을고려하면, 발전원이어떻게구성되느냐에따라온실가스배출에대한 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 163

192 영향이크게달라질수있다. 만약, 우리나라의발전에너지원의대부분을석탄에의존하고있다고가정하면, 전기차보급으로총에너지수요는줄일수있을지모르나, 온실가스배출은오히려늘어날수도있다. 따라서의미있는연구결과도출을위해서는국가에너지수급흐름을정확히반영하고있는, 신뢰성있는전망시스템이필요하다. 본연구에서는에너지지경제연구원에서운용하고있는장기에너지및온실가스전망시스템 (KEEI-EGMS; KEEI Energy and Greenhouse Gas Modeling System) 을이용한다. 이시스템은에너지수급밸런스통계를기반으로 20년이상의장기에너지수요및에너지사용으로인한온실가스배출을전망하기위해개발된모형으로, 본연구에활용하기에적합한시스템이다. 다만제3장에서도언급했듯이본연구에서는목적에맞도록 KEEI-EGMS의수송부문모형을보다세분화된구조로확장하였다. 보다자세히설명하면, 기존시스템에서는승용차종류를기술 연료별 ( 휘발유, 경유, LPG, 하이브리드 ( 휘발유, LPG), LNG, CNG, 기타 ) 로구분하였으나, 본연구에서는승용차분류를기술 연료 차급별로세분화하였다. 세분화모형의장점은전기자동차 (HEV, PHEV, EV) 가시장에침투하는모습과그영향을배기량별분류구조를기반으로살펴볼수있다는것이다. 54) 본장에서는제3장에서도출된 3개시나리오별 ( 기준안, 보급시나리오Ⅰ, 보급시나리오Ⅱ) 승용차등록대수전망 ( 기술 연료 차급별 ) 과확장된 KEEI-EGMS를이용하여 3개의시스템운용결과를산출하고, 전기자동차보급의영향을비교 분석하고자한다. 54) 전기자동차가처음에는경 소형내연기관차량을대체할가능성이높지만, 향후배터리기술발전으로다양한용량, 다양한모델의전기자동차가개발되면, 모든차급의시장에서수요가발생할수있다. 164

193 2) KEEI-EGMS 개요여기서는 KEEI-EGM 시스템에대해간략히소개하기로한다. 55) 이시스템은수송, 산업, 가정, 상업 공공 기타등네개의최종에너지소비부문모듈과전환부문모듈, 에너지공급부문모듈그리고전체시스템을관리하는통합관리모듈로구성되어있다. [ 그림 4-2] KEEI-EGMS 개략도 자료 : 장기에너지및온실가스전망시스템설명서 (KEEI 내부자료, 2012) 수송부문모듈은사업용및비사업용으로등록된모든수송수단의 에너지수요를전망한다. 단, 군용및레크레이션차량, 특수차량등 55) 자세한내용은에너지경제연구원 (2011) 참조 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 165

194 일부차량은분석에서제외한다. 산업부문모듈은한국표준산업분류상의농림어업, 광업, 제조업, 건설업에서사용하는에너지수요를전망한다. 단, 사업체본사건물등업무용건물의에너지수요는상업부문에포함되어전망된다. 가정부문모듈은단독및공동거주형태의주택에서소비하는에너지수요를전망하도록되어있다. 상업 공공 기타부문모듈은서비스업에해당하는업종및업무용대형건물등에서사용하는상업용에너지수요와공공서비스용에너지수요그리고수송, 산업, 가정, 상업부문에포함되지않는기타에너지수요를전망한다. [ 그림 4-3] KEEI-EGMS 구조 자료 : 장기에너지및온실가스전망시스템설명서 (KEEI 내부자료, 2012) 166

195 전환부문모듈은최종소비부문에서전망한전력, 열에너지, 도시가스수요를공급하기위해동에너지의생산에투입된연료를전망한다. 에너지공급부문모듈은최종소비부문모듈과전환부문모듈의전망결과를정리하여 1차에너지수요및최종에너지수요를산출하고총에너지수요에부합하는에너지수 출입및국내생산을전망하는모형이다. 최종소비부문의에너지수요는기본적으로활동수준 (Activity level) 에따라결정되는에너지서비스요구량과에너지서비스단위당에너지소비그리고에너지상대효율에따라결정되며, 부문및세부용도에따라다양한방법을적용하고있다. 56) 에너지서비스요구량은직접관찰하기어렵기때문에서비스요구량을관련활동수준의함수라는가정하에활동수준을대리변수로사용한다. 활동수준은부가가치, 자동차등록대수, 건물면적, 주요제품생산량 ( 기초유분, 선철, 클링커 ) 등이대표적이다. 단위에너지소비는활동 (Activity) 에따라적합한단위를설정하며, 에너지서비스요구량과단위에너지소비를곱하여에너지요구량을계산하게된다. 에너지요구량은에너지의상대효율및상대가격, 그리고기술, 정책, 환경등의변화로인한에너지대체정도를나타내는에너지효율지수를이용하여원별에너지수요로환산한다. 이하에서는본연구에직접활용되는수송부문의비사업용자동차및사업용승용차모듈과전환부문모듈을개략적으로설명한다. 수송부문모듈은비사업용자동차, 사업용승용차, 사업용화물, 항공, 기 56) KEEI-EGMS 의최종소비부문의용도별에너지수요기본전망방정식의형태는아래와같다. 최종에너지수요 에너지서비스요구량 단위에너지소비 에너지효율지수 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 167

196 타, 온실가스배출모듈등여섯개의기본연산모듈로구성되어있으며, 기술발전이나경제상황, 수송구조, 소비자선택, 정책변화에따른수송부문에너지수요의변화를예측한다. 비사업용자동차모듈은비사업용으로등록된승용차, 승합차, 화물자동차의보급대수, 연비, 주행거리변화를분석 전망하여비사업용자동차의에너지수요를예측한다. 비사업용자동차모듈은자가용보급, 소비자선택, 주행거리, 연료수요등의하부모듈로구성되어있다. 각하부모듈은다양한외부입력자료와선행하부모듈의결과를사용하여수송수단의성질, 입력자료의세분화정도, 출력자료의필요수준에따라연산및추정을수행한다. 사업용승용차모듈도비사업용자동차모듈과유사한구조로설계되어있다. 전환부문모듈은최종소비부문에서전망된전력, 열에너지, 도시가스수요를공급하기위해해당에너지를생산하는데필요한연료수요를전망하는부문이다. 57) 전환부문모듈은다시네트워크에너지모듈, 발전모듈, 열 열병합발전모듈, 가스 기타모듈, 온실가스배출모듈로세분된다. 발전모듈은발전전용설비의에너지전환투입 산출을전망하며, 열 열병합발전모듈은열전용생산설비와열병합발전설비의투입 산출을전망한다. 가스 기타모듈은최종소비부문및타전환부문에서소비되는도시가스제조를위한투입 산출과바이오디젤및기타석유제품의생산에투입되는연료를계산한다. 요약하면, 전환부문모듈은에너지수급흐름의역순으로최종부문의네트워크에너지수요를충족하는순생산 ( 공급 ) 량을우선결정하며, 이를생산하기위해필요한연료구성과연료투입량을계산한다. 57) 상세한내용은에너지경제연구원 (2010) 참조 168

197 특히, 전환부문의핵심구성요소인발전모듈은연료구성및투입량을계산하기위해설비구성을결정하는데, 발전모듈은균형조건을만족하는적정설비계획과설비별전력생산및연료투입을계산하게된다. 조건부균형모형은발전모듈의균형조건을만족하는균형해를찾기위해조건부설비계획법을반복적으로수행하는알고리즘을말한다. 3) 승용차부문에너지수요전망방법 58) 가 ) 개요본연구에사용된승용차부문의에너지수요전망방법을보다자세히설명한다. 승용차는비사업용승용차모듈과사업용승용차모듈로구성되어있다. 제3장에서소개한대로두모듈은자동차등록대수를전망하는방법에서만차이가있을뿐이후의에너지수요전망방법및과정은동일하다. 따라서비사업용승용차모듈을중심으로에너지수요전망방법을설명한다. 이모듈은 [ 그림 4-4] 와같이자동차보급, 자동차선택, 운행거리, 연료수요등의하부모듈로구성되어있으며, 각하부모듈은사용자선택및외부입력자료, 선행모듈의결과등을사용하여연산및추정을수행한다. 58) KEEI-EGMS 수송부문매뉴얼을기반으로하되, 본연구의모형구조에맞게설명을보완하였다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 169

198 [ 그림 4-4] 비사업용자동차모듈의연산흐름 자료 : 장기에너지및온실가스전망시스템설명서 (KEEI 내부자료, 2012) 비사업용자동차의연료수요를전망하는과정을요소별로분해하 면다음과같다. 승용차연료수요 차량등록대수 대당운행거리 단위에너지소비 차량등록대수는사용연료별, 차급별자동차등록대수의전망치이다. 기존의비사업용자동차모듈에서는자료의한계및모형의복잡성으로인해사용연료에따른차량구분만하였으나, 본연구를위해연료별차량을다시경형, 소형, 중형, 대형등배기량기준으로세분하였다. 또한기존모형에서는기술구분을전통적인내연기관과하이브리드로만구분하고있으나, 본연구에서는목적에맞게하이브리드자동차외다른전기동력자동차인플러그인하이브리드차와전기차를반영하였다. 170

199 KEEI-EGMS 시스템수송부문모듈은비사업용자동차등록대수를추정하는다양한방법을제공하고있으며, 연료별차량보유대수도연료가격의변화에따라반응하도록구성되어있다. 한편, 기타연료 ( 알코올, 등유, 태양광등 ) 를사용하는차량의보급은시나리오를통하여계산한다. 연료 차급별비사업용승용차등록대수를전망하는방법과그결과는제3장에자세히설명되어있다. 대당운행거리는차량그룹별연평균주행거리를나타내며 km /vehicle/year 로표시된다. 대당운행거리는소득수준, 연료가격, 연료효율, 대중교통의보급정도등의영향을받지만, 비사업용자동차모듈은소득과연료가격을이용하여대당운행거리를추정한다. 비사업용자동차의수송수요인총운행거리 (vehicle-km) 는차량등록대수와대당운행거리의곱으로계산된다. 수송부문의에너지원단위인단위에너지소비 (Unit Energy Consumption) 는연료소비당이동거리를의미하며, 연비와동일한개념이다. 단위에너지소비에영향을미치는요인은자동차의기술수준, 차량연식, 사용연료, 운전자의운전습관, 도로상태및교통상황등다양하지만, 자료제약과모형화의어려움으로인해기술과연료가격만을반영한연비개선식을사용하여단순화하였다. 나 ) 운행거리하부모듈운행거리하부모듈은비사업용승용차의사용연료별대당운행거리와총운행거리를전망하여연료수요하부모듈로결과를전송한다. 다음설명처럼대당운행거리는사용연료별로전망하며총운행거리는자동차형태와사용연료에따라계산한다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 171

200 (1) 대당운행거리 ( km /vehicle/year) 비사업용자동차연료별대당운행거리 (AVGVKT) 추정은대당운행거리의일인당소득과연료가격에대한탄성치를이용하여다음과같이추정한다. (4-1) (2) 총운행거리 (vehicle- km ) 총운행거리는대당운행거리와비사업용자동차의연료별, 차급 별보급대수의곱으로계산된다. (4-2) TOTVKT: 비사업용자동차사용연료별 차급별총운행거리 다 ) 연료수요하부모듈 비사업용자동차모듈의연료수요하부모듈은비사업용자동차의그룹별 ( 기술 연료 차급별 ) 단위에너지소비를추정하고운행거리하부모듈에서추정한자동차그룹별운행거리를이용하여비사업용자동차의그룹별연료수요와총연료수요를전망한다. (1) 단위에너지소비 비사업용자동차의단위에너지소비는연료소비 (liter) 당거리 ( km ) 로정의되며, 신규등록자동차와기존자동차단위에너지소비의가 172

201 중평균으로계산한다. 전망기간중신규등록자동차의단위에너지 소비는아래와같은단위에너지소비개선식을사용하여추정한다. (4-3) FENVHC: 신규등록자동차그룹별연비 (l/100km) IPR: Initial penetration rate = 1/(1+IPR) 가격의변화가없을경우자연적으로발생하는기본효율개선속도 FEVHCBAT: 신규등록자동차의최고연비 (Fuel efficiency of the best available technology) 전망시점의평균단위에너지소비는기존자동차단위에너지소비와신규자동차단위에너지소비의가중평균이며, 계산식은다음과같이표현된다. 기존자동차의단위에너지소비는연비하락지수를사용하여차량노후화로인한연비하락을반영한다. FEVHC: 자동차그룹별연비 (l/100 km ) FEDFC: 자동차그룹별연비하락지수 (4-4) 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 173

202 (2) 에너지수요 비사업용자동차의사용연료별연료수요는총운행거리를단위에너지소비로나누어계산한다. (4-5) EVHCFLT: 비사업용자동차사용연료별연료수요 비사업용자동차의총연료수요는자동차형태 ( 기술 ) 및사용연료 차급별에너지수요의합이다. (4-6) TEDVHC: 비사업용자동차연료수요 나. 주요가정 승용차부문의연료수요전망을위해서는전술하였듯이자동차형태 ( 기술 ) 사용연료 차급별등록대수, 대당운행거리, 단위에너지소비에대한전망치가필요하다. 승용차연료수요 차량등록대수 대당운행거리 단위에너지소비 승용차기술별, 연료별, 차급별차량등록대수는제 3 장에서시나리 174

203 오별로상세히도출과정을설명하고결과를제시하였다. 여기서는선 행연구중유일하게우리나라의전기자동차등록대수를전망한 Solar&Energy(2011) 와본연구의결과를비교 제시하였다. < 표 4-1> 우리나라기술별전기자동차판매전망비교 ( 단위 : 천대 ) 구분 HEV Solar & Energy PHEV EV 합계 HEV ,234 1,900 2,617 KEEI 보급안 Ⅰ PHEV ,227 EV 합계 ,122 2,176 3,425 4,781 HEV ,068 1,630 2,231 KEEI 보급안 Ⅱ PHEV ,005 1,627 2,310 EV ,068 1,728 2,453 합계 ,596 3,140 4,985 6,994 자료 : Solar&Energy(2011) 및본연구결과 Solar&Energy 2020년까지만전망치를제시하고있는데, 2020년의전기자동차총등록대수를 61만 5천대수준으로보고있다. 반면, 본연구의친환경차보급시나리오Ⅰ과 Ⅱ는 2020년의전기자동차등록대수를각각 110만대, 160만대정도로전망하였다. 이러한전망치의차이는다양한요인으로부터발생할수있지만, 우선 2010년등록대수 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 175

204 실적치의차이에도원인이있는것으로판단된다. 따라서 2010~2020 년사이의전기자동차보급증가속도를비교해보면, Solar&Energy 의전망이연평균 49.7%, 본연구의보급시나리오Ⅰ은연평균 51.0% 로거의같은증가율을보이고있다. 보급시나리오Ⅱ의경우에는정부의정책지원수준과기술개발의차이로보급속도 ( 연평균 56.5%) 가더빠르게나타난다. 자동차등록대수외, 또다른연료수요결정요인인대당운행거리와단위에너지소비 ( 연비 ) 에대한전망치를본절의 가 항에서설명한방법으로도출하게되면, 승용차부문의에너지수요를예측할수있다. 또한, 시나리오별로에너지원별수요변화도살펴볼수있다. 수송부문의에너지수요가결정되면 KEEI-EGMS의전환부문모듈과통합관리모듈을거쳐총에너지 (1차에너지) 수요와에너지연소로부터발생하는온실가스배출량을전망할수있다. 본연구에서는승용차대당운행거리를전망하기위해교통안전공단에서매년발표하는 자동차주행거리실태조사 의연료별대당운행거리시계열자료를활용하였다. 교통안전공단주행거리통계의연료구분은휘발유승용차, 경유승용차, LPG 승용차, 기타승용차로되어있으며, 하이브리드승용차, 플러그인하이브리드승용차, 순수전기자동차의주행거리에대한실적자료는존재하지않는다. 따라서본연구에서는이들전기자동차의주행거리를휘발유승용차의그것과동일하다고가정하였다. 전기자동차가기존내연기관차량을대체한다고하면, 주행거리가짧다는한계로인해상대적으로주행거리가긴경유차량보다는휘발유차량을대체할것이기때문이다. 또한전기자동차라고해도순수전기차를제외한 HEV나 PHEV는기존주유 176

205 인프라를이용할수있기때문에현재의휘발유승용차보다주행거리가짧을것이라고볼수없다. 또한승용차대체는수송수요대체를의미하기때문에, 동일한운행수요를유지하려면승용차기술에따라주행거리가변동하지않는다는가정은크게무리한것이아니다. 또한교통안전공단의통계는승용차주행거리를배기량 ( 차급 ) 별로제공하지않고평균치를제시하기때문에, 각연료별모든차급의주행거리도평균치와동일하다고간주한다. < 표 4-2> 연료별승용차연평균주행거리 (2010년기준 ) ( 단위 : km ) 구분 휘발유 경유 LPG 기타연료 비사업용승용차 10,401 15,469 17,523 10,272 사업용승용차 21,329 26,274 73,018 42,402 자료 : 교통안전공단 (2011) 세번째에너지수요결정요인인연료별 배기량별승용차연비실적자료는지식경제부 에너지경제연구원 (2012) 의 2011년도에너지총조사 자료와지식경제부 에너지관리공단 (2011, 2012) 의연료별 배기량별연비간상대비율을활용하여작성하였다. 또한 EV와 PHEV의연료효율은미국에너지부에서제공하는공식연비자료를이용하였다. 59) 59) MDB capital group(2008) 은승용차연비를마일당킬로와트시 (kwh/mile) 로비교하였다. 미국의평균휘발유승용차연비를 1.58kWh/mile( 약 23mpg) 로보았으며, 플러그인하이브리드는약 0.5kWh/mile, 순수전기자동차의평균전력소비는 0.27kWh/mile 수준이라고하였다. 이에따르면플러그인하이브리드차는일반적인휘발유자동차보다연비가 3 배좋고, 순수전기자동차는연비가약 5.5 배좋다는의미이다. 기술별자동차의연비는기관에따라, 자료에따라 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 177

206 < 표 4-3> 내연기관자동차연비 (2010년기준 ) 구분 경형 소형 중형 대형 휘발유승용차 경유승용차 LPG 승용차 자료 : 지식경제부 에너지경제연구원 (2012), 지식경제부 에너지관리공단 (2011) 경형 (mini) 소형 (small) 구분 Mitsubishi CODA Nissan Leaf Ford Focus i-miev Automotive 모터용량 (kw) 연비 ( km /l) < 표 4-4> 순수전기자동차 (EV) 연비 (99mpg) (112mpg) (73mpg) 연비평균 ( km /l) 주 : 1mpg(mile/gallon) = km /l 자료 : 미국에너지부의공식연비정보 ( (105mpg) 연비 ( km /l) < 표 4-5> 플러그인하이브리드 (PHEV, Chevrolet Volt) 연비 구분전기이용시고급휘발유이용시 (98mpg) (37mpg) 동력사용비율 (%) 연비평균 ( km /l) 주 : 배터리와엔진사용비율은 IEA 등타자료를참고하여 60:40 으로가정자료 : 미국에너지부의공식연비정보 ( 위의자료에따르면, 순수전기차의연비는기존휘발유차량 ( 에너 지총조사자료 ) 대비 3.5 배정도높았으며, 플러그인하이브리드차는 차이가있기때문에본연구에서는실제연비와가까운공인연비수치를제공하는미국에너지부의자료를기반으로하였다. 178

207 2.5배높은것으로나타났다. 따라서공식연비가존재하지않는중형급과대형급전기자동차 (EV, PHEV) 의연비도동급휘발유승용차대비위에제시된비율만큼높다고가정하였다. 하이브리드차량에대해서는모든차급별로휘발유차량보다연비가 50% 높다고가정하였다. 한편, 우리나라의전원구성은 2024년까지는 제5차전력수급계획 을채택하였으며, 그이후연도에대해서는 KEEI-EGMS의발전설비채택모형에따라전원구성이이루어지도록하였다. 3. 분석결과 가. 에너지수급영향 전기자동차보급이시나리오Ⅱ의상황으로전개될경우의에너지소비에미치는영향을살펴보면, 2035년최종에너지수요는기준안대비 1.4% 감소할것으로전망된다. 최종에너지수요감소분은전부수송부문에서발생하는데, 2035년에기준안대비총 8.8% 의수송용에너지수요가줄어들전망이다. 최종에너지원별로는석유가 2035년에기준안보다 4.3% 감소하는반면전력은승용차용신규수요발생으로기준안대비 1.5% 증가할것으로예상된다. 2035년에신재생에너지가기준안보다 0.7% 줄어드는이유는경유수요감소에따라경유에일부포함되어있는바이오디젤이같은비율로줄어들기때문이다. 제 4 장전기자동차보급의에너지수급및온실가스배출영향 179

208 ( 단위 : %) [ 그림 4-5] 최종및 1 차에너지절약효과 ( 단위 : %) [ 그림 4-6] 최종부문석유및전력수요변화효과 180