제 2 장전기자동차 763 제 2 장 전기자동차 1. 개황 전기자동차 ( 이후전기차 ) 는 전기공급원으로부터충전받은전기에너지를동력원으로사용하는자동차 로서 1990년대초인류의생존을위협하는자동차배출가스와석유에너지문제해결을위한대안으로전세계적인개발붐이일어났었다. 그러나 2003년최초의상용고성능전기차인 GM EV1 의생산중단과하이브리드자동차의활성화로침체기에접어들었다. 그러나 2007년 프로젝트베터플레이스 의등장과미국정부의지원으로다시금전기차에대해관심이집중되었고, 2010년말닛산 LEAF의시판에이어 2012년말테슬라 Model S와같은고성능전기차의출시가이어지면서제2 의전성기를맞이하고있다. 2. 현황 가. 국내현황 (1) 보급현황 1990년대초세계적인전기차개발붐에맞춰국내에서도완성차업체및연구소들을중심으로고성능전기차개발을목표로개조차및컨셉트카의개발이활발하였으나실제실용화로이어진차량은전무하였다. 그러나 2009년 10월정부에서 2013년그린카 4대강국진입을위한정책으로전기차산업활성화방안을발표하면서점차전기차실용화를위한길이열리게되었다. 그후전기차개발은크게저속전기차와고속전기차의두가지방향으로진행되었으며, 저속전기차의경우몇몇중소개발사의출시차량들이저안전성과고비용으로인해판매가 [ 표 1] 연도별국내전기차보급현황 구분 2011년 2012년 2013년 2014년 합계 공공 303 414 202 225 1,144 민간 35 339 578 948 1,900 소계 338 753 780 1,173 3,044 [ 자료 ] 2015.2.5 환경부보도자료 [ 표 2] 연도별국내충전시설보급현황 구분 2010 2011년 2012년 2013년 2014년 합계 완속 321 640 833 1,170 2,964 급속 33 85 59 60 237 소계 354 725 892 1,230 3,201 [ 자료 ] 2015.2.5 환경부보도자료
764 제7편 전기관련 사업 [표 3] 2015년도 전기자동차 보급대상 차종 현황(중소형) 제작사 기아 르노삼성 한국GM BMW 기아 닛산 파워프라자 RAY (경형) SM3 SPARK (소형) i3 SOUL LEAF 라보 PEACE (경형) 승차인원 4인 승용 5인 승용 4인 승용 4인 승용 5인 승용 5인 승용 2인 화물 최고속도 차량명 130km/h 135km/h 145km/h 150km/h 145km/h 140km/h 95km/h 상온 91km 135km 135km 132km 148km 132km 67.5km 저온 69.3km 83.5km 83km 75.5km 123.7km 85.5km 71.9km 완속 6시간 6 8시간 6 8시간 6 8시간 4 5시간 5시간 8시간 급속 25분 30분 20분 30분 25분 40분 - 전력 AC AC 커플러 5핀(AC), 차데모(DC) 7핀 5핀 콤보 5핀 콤보 5핀(AC), 차데모(DC) 5핀(AC), 차데모(DC) - 배터리 (실사용) 16.4kWh (14kWh) 26.6kWh (22kWh) 21.4kWh (19.4kWh) 21.3kWh (18.8kWh) 27kWh (24.3kWh) 24kWh (19.2kWh) 17.8kWh (16kWh) 배터리 보증기간 6년 12만km 5년 10만km 8년 16만km 8년 10만km 10년 16만km 5년 10만km 7년 15만km 공차무게 1,185kg 1,580kg 1,280kg 1,300kg 1,508kg 1,530kg 840kg 3,595 4,750 3,720 3,999 4,140 4,445 3,495 주행거리 충전시간 길이 제원 너비 1,595 1,810 1,630 1,775 1,800 1,770 1,400 높이 1,710 1,460 1,520 1,578 1,600 1,550 1,800 전기차 가격 3,500만 원 4,338만 원 3,990만 원 5,750만 원 6,900만 원 4,250만 원 5,400만 원 3,790만 원 (예상) 국내출시 2012.3 2013.10 2013.10 2014.4 2014.5 2015.1 2015.3(예상) [자료] 2015.2.5 환경부 보도자료 [표 4] 2015년도 전기차 보급대상차종 현황(대형) 제작사 한국화이바 올레브 피엠그로우 저조하였고, 업체들의 연이은 부도로 현재는 거의 남아있 지 않은 상태이다. 반면, 고속전기차의 경우 환경부에서 2011년 레이 전기 차량명 차 보급사업을 시작한 이후 2014년까지 공공부문 1,144대 E-Primus (초저상버스) 올레브 (저상전기버스) BEGINS (배터리교환식버스) 승차인원 49인승 48인승 49인승 고, 또한 전기차 충전시설도 2014년까지 완속 2,964대, 최고속도 100km/h 85km/h 80km/h 급속 237대로 총 3,201대가 보급(표 2 참조)되어 충전시설 1회충전 주행거리 69.8km 75.5km 인증전 배터리 (실사용) 85.8kWh (43kWh) 98.2kWh (78.56kWh) 102kWh (81.6kWh) 차량가격 5억 원 6.5억 원 3.5억 원(예상) 국내출시 2011.11 2014.3 2015년 상반기(예상) [자료] 2015.2.5 환경부 보도자료 와 민간부문 1,900대로 총 3,044대가 보급(표 1 참조)되었 대 전기차의 비율이 1.05:1이 되고 있다. 환경부에서는 2015년 전기차 3,000대를 보급할 계획이 며, 보급대상은 레이, SM3, 스파크, i3, 쏘울, 리프 등 6종(표 3 참조)이다. 이후 보급 차종을 전기택시, 전기버스(표 4 참조), 전기화물차 등으로 넓힐 계획이다. 또한 2015년
제2장 전기자동차 전기차용 공공 급속충전시설 100개를 더 설치하여 서울에 ① 전기차 보급공고(지자체) 서 부산까지 운행이 가능하도록 할 예정이다. ② 신청서 접수(자동차 제조사별 대리점) 2015년 1월 1일부터 시행된 고시에 따라 정부에서는 765 ③ 공개 추첨(지차체) 및 개별 통지 공공기관이 전기차 시장창출에 앞장서기 위하여 매년 구입 ④ 충전기 설치(지차체, 제작사) 되는 업무용 승용차의 25%를 전기차로 도입하도록 의무화 ⑤ 차량 인도 및 차량대금 지불 하였다. 산업통상자원부에서는 조달청과 협력하여 공공기 ⑥ 차량등록(세금 감경) 관을 대상으로 임대를 포함한 전기차 공동구매 수요를 받아 310대(준중형 113대)를 제출하였고, 경쟁입찰을 통 전기차에 대한 구매 보조금은 차량 1대당 정부의 정액 해 르노삼성의 준중형 SM3 RE 전기차 모델에 대해 민간보 보조금 1,500만 원, 지자체 보조금 300~700만 원을 지원하고 급 가격대비 8.8% 저렴한 3,820만 원에 낙찰받았음을 2015 최대 420만 원의 세금감경과 충전시설 설치비 600만 원(스 년 5월 20일 발표하였다. 탠드형, 벽걸이형 7kW급)을 지원하고 있다. 또한 전기버 스에 대해서는 2014년과 동일하게 1억 원을 지원하고 충전 (2) 지원 정책 시설 설치가 어려운 공동주택 등에는 1기 100만 원인 이동 기존 정부의 전기차 정책에서는 산업통상자원부, 환경 식 충전기(3kW급)가 지원된다. 부, 국토교통부가 각각 기술개발, 보급 및 인프라, 안전 인증 등 각자의 분야에 대한 지원방안을 마련하였었다. (3) 관련 인프라 현황 그러나 2014년 7월 발표된 기후변화 위기대응을 위한 전기차는 대용량 배터리에 전기를 공급해야 하므로 전 에너지 신산업 창출방안 을 위한 실천방안으로 3개 관련 기부하가 상대적으로 작은 심야시간에 5~6시간 동안 완속 부처가 공동으로 2014년 12월에 발표한 전기자동차 보급 으로 충전하는 것을 기본으로 하고 있다. 그리고 주행 중 확대 및 시장 활성화 계획 에 따라 전기차 20만대 보급을 완전방전에 대한 우려를 최대한 줄이기 위하여 20분 이내 위한 종합적인 지원방안을 마련하고 있다. 에 80% 정도까지 배터리를 충전시킬 수 있는 급속충전장 이를 위해 기존 차량에 비하여 2배 이상 비싼 전기차에 치의 설치도 필요하다. 대한 차량 구매 보조금과 충전기 설치 비용을 지속적으로 그러나 국내 대부분의 주택은 아파트 등 공동주택이므 지원하고 있는데, 현재 전기차 구매 및 지원 신청 절차는 로 충전기 지원사업의 요건인 관리사무소 및 아파트자치회 다음과 같이 이루어지고 있다. 등에 충전기 전용주차장 이용을 확인할 수 있는 충전기 <그림 1> 이동형 충전기 사용체계 개념도
766 제 7 편전기관련사업 설치장소확인서 를받는다는것은매우어려운일이므로공개추첨에선정이되었다고하더라도포기하는일이종종발생하고있는실정이다. 이와같은공동주택의충전문제를해소하기위해정부에서는 이동형충전기 사용제도도입을추진하고있으며 2015년시범운행을거쳐 2016년부터보급을추진할계획이다. 이것은충전기설치없이케이블형태의계량기가내재된충전기를차량에휴대하며공동주택이나건물등에기설치된콘센트를활용하여충전한후전기요금은건물주가아닌전기차소유자가부담하는방식이다. 충전기사용에대한확인은일반콘센트위에부착된 RFID 태그를이용하며사용자인증및전기요금정산을할수있도록되어있다 ( 그림 1 참조 ). 이를위해서울시에서는 2015 년 5월 13일 충전용 RFID 태그 를 KT, 파워큐브와함께연내 1만개, 2018 년까지 10만개까지확대한다는계획을밝혔다. 또한급속충전방식의경우일반적으로미국 (5핀콤보), 유럽 (7핀콤보), 일본 ( 차데모 ) 과같이국가별로통일되는표준이있는반면, 국내에서는보급대상차종의충전방식이모두달라 ( 표 3 참조 ) 이 3가지충전방식을모두수용하는방식으로표준이제정되었고, 2014년하반기부터설치되는공공급속충전기는복합멀티형으로 DC차데모, AC3상, [ 표 5] 교류충전 (AC) 커플러 관련표준 AC 5 핀 AC 7 핀 KS R IEC 62196-2 [ 자료 ] 2015.5.14 산업통상자원부보도자료 [ 표 6] 직류및콤보충전커플러 관련표준 5 핀콤보 7 핀콤보차데모 (DC 전용 ) KS R IEC 62196-3 [ 자료 ] 2015.5.14 산업통상자원부보도자료 DC콤보등을모두지원하는방식으로설치될예정이다. 공공급속충전시설은접근성이용이한공영주차장, 고속도로, 관공서등주요지점을대상으로지속적으로구축할계획이며, 현재 177기에서 2015 년 100 기설치를목표로 2020년까지 1,400기로확충할계획이다. 특히, 2014 년 8월도심지중심 6곳의고속도로휴게소 ( 경부-안성, 서해안-화성, 경춘-가평 ) 상하행선에듀얼형 (DC차데모 +AC3상 ) 충전기 2기씩을설치하였으며 2017년 100기, 2020년 200기까지확대할계획이다. (4) 연관사업현황산업통상자원부는 2015년 7월 23일보도자료를통해한국전기차충전서비스 ( 주 ) 에서앞으로 4년동안 200억원을투자하여제주도를중심으로충전기 3,660기를구축하며민간차원에서의유료충전서비스를실시한다고발표하였다. 한국전기차충전서비스 ( 주 ) 는한전, KT, 현대, 비긴스, SG조합의지분투자로설립된법인으로서, 환경부의공공충전요금과고객의운행패턴을감안한정액제와종량제등다양한요금제를통해서비스를제공할예정이다. 또한산업통상자원부는고가의배터리로인한차량가격상승을줄이기위하여연료비절감액일부를배터리임차비용으로지불하고나머지절감액은택시, 버스, 렌터카업체에서가져가는 배터리임대시범사업 을제주도를대상으로 2017년까지전기버스 119대, 전기택시, 렌터카 1,000대보급을목표로민간참여를유도하고있다. 이와같이기존에는주로기술개발에초점이맞춰졌던것에비해최근에는보다실제적인유료충전인프라구축이나배터리임대등보급활성화를위한정책들이많이개발되고있다. 나. 해외동향 몇년전까지만하더라도전세계의전기차는 NEV 등저속전기차가주를이루었으나각국정부의전기차보급활성화정책과세계적인공감대형성으로완성차업체들의
제2장 전기자동차 고속전기차 출시가 이어지고 있다. 767 서 가장 인기를 끌고 있는 차량은 2012년 3월에 출시된 르노 Twizy(그림 3 참조)로, 2015년 5월까지 전 세계 누적 (1) NEV(Neighborhood Electric Vehicle) 15,000대가 판매되었다. 현재 미국 및 유럽 등지에서 사용되고 있는 NEV는 그러나 이와 같은 수치는 닛산 LEAF가 2010년 이후 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration) 2015년 4월까지 누적판매량 170,000대를 달성한 것에 비 의 FMVSS 500 규정에 따라 주행속도 32~40km/h, 무게 하면 매우 적은 수치로서 저속전기차 시장에 대한 한계를 1,134kg 이하로 정의된 단거리용 1~6인승 4륜 저속 전기차 보여주고 있는 것이라 사료된다. 이다. 일반적으로 골프카트보다 크지만 소형 승용차보다 오히려 현재 저속전기차의 가장 큰 시장은 중국으로 는 작으며 픽업이나 소방용 트럭, 앰뷸런스 등으로 개조도 안전과 환경문제에도 불구하고 2013년까지 총 200,0000대 가능하다. 안전을 위하여 전조등, 제동등, 방향등, 후면등, 가 판매되었고 대부분이 납축전지가 사용되었다. 그러나 주차브레이크, 시트벨트 등의 장착이 의무화되어 있고, 이와 같은 차량들은 실제 중국에서 추진하고 있는 신에너 자전거 전용도로를 이용할 수 있다. 충전은 가정에서 표준 지차에는 포함되지 않아 지원을 받지 못하고 있다. 110V 소켓으로 쉽게 충전할 수 있으며 전국에 분포되어 있는 충전소를 이용할 수도 있다. (2) 각국의 전기차 지원정책 Pike Research에 따르면, 2011년에 전 세계적으로 478,771 과거 전기차의 실용화에 가장 큰 걸림돌은 짧은 주행거 대의 NEV가 사용되었으며 그해에 미국에서 14,737대, 프 리, 긴 충전시간, 안전성 등이었지만 요즘은 높은 구입가가 랑스에서 2,231대가 판매되었다고 발표하였다. 또한 2014 가장 큰 문제가 되고 있으며, 이를 해소하기 위하여 각국에 년 5월 미국 NEV 선도 주자인 GEM(그림 2 참조)은 1998년 서는 다양한 지원정책(표 7 참조)을 실시하고 있다. 이후 50,000대의 누적판매량을 발표하였다. 현재 NEV로 미국은 2011년 오바마 대통령의 전기차 지원정책 발표 이후 생산, 인프라, 구매 등 다양한 분야의 지원정책을 [표 7] 각국의 전기차 지원정책 <그림 2> GEM e2 NEV 국가 지원 내용 프랑스 13년된 디젤차 폐차 후 전기차 구매 시 500 3,700유로 폐차 지원금 및 6,300유로 전기차 구매지원금 지원 독일 2030년 6월 30일까지 전기차 무료 주차, 주차료 할인, 특 별 진입권, 버스전용차선, 별도 차량표지판 도입 영국 2017년까지 전기차 구매 시 5,000파운드 지원, 무료 충전 및 주차 지원, 등록비 면제 네덜란드 일본 <그림 3> 르노 Twizy 전기차 구입 시 환경세 면제 전기차와 대응하는 내연기관차와의 가격차의 1/2(상한치 1백만 엔) 지원 중국 보조금 6만 위안(1,113만 원) 지원 미국 배터리 용량에 따라 최대 7,500달러 지원 스웨덴 50gCO2/km 이하의 배기가스 배출차량에 대해 4,500유 로 지원 스페인 과세 전 차량구입가의 25%까지 인센티브 제공(상한치 6,000유로) [자료] KOTRA 자료 15-001, Global EV Outlook
768 제 7 편전기관련사업 펼치고있다. 특히, 전기차용배터리생산능력을 2015년 50만대를목표로하고있으며, 전기차구매시배터리용량에따라 2,500~7,500달러까지차등지원하고기존자동차의구동시스템을전기구동장치로변환시대당 4,000달러의보조금지원을통해전기차비중을높이기위한정책에집중하고있다. 이를통해 2014 년한해에만 12만대의전기차가판매되었고 2015 년에는전기차총등록대수가 100만대를넘어설것으로기대하고있다. 중국은탄소배출이 0에가까운차량을신에너지차 (NEV : New Energy Vehicle) 라명명하고전기차, 플러그인하이브리드차, 연료전지차 3종에대한세금감면과보조금지원, 규제예외등의혜택을부여하고있다. 이를통해 2014 년도에 7만여대의전기차가판매되었고 2020년까지 500만대를보급하겠다는목표를발표하였다. 노르웨이는현재등록된전체자동차의 1.3%, 연간판매되는신차의 13% 에달할정도로전기차의비중이클뿐만아니라정부의정책지원도가장활발한국가이다. 정부에서는 2018년까지 5만대의전기차를공급하겠다는목표를잡고전기차구입시차량가의 25% 에달하는부가세를면제하고버스전용차선이용, 공영주차장무료이용, 도로이용료면제, 무상충전, 페리무료탑승등다양한혜택을제공하고있다. 일본은 NEDO 주관으로차세대배터리개발및전기차용충전인프라구축 보급을지원하고있으며, 2020년까지 50만대의전기차보급을목표로대당최대 139만엔의구매보조금을지급하고있다. 프랑스는 보너스-멜러스 제도의세제혜택에따라전기차구매자에게는 6,300 유로의보조금을제공하고, 특히디젤차를전기차로바꾸는소비자에게는추가로최대 3,700 유로를폐차지원금으로제공하며친환경차량구매를유도하고있다. 2011년 12월부터파리시에서는전기차공동이용서비스인 Autolib를시행하고있으며, 2015년 3월기준 3,000대의블루카, 900개소의충전소, 70,000명이상의회원으로운영되고있으며런던에서도곧시작될예정이다. 독일은 2020 년까지전기차 100 만대보급을목표로실증 사업과배터리생산에약 5억유로의자금을투입하였으며, 2014년 7월현재 24,000대의전기차와 4,800대의충전소가보급되어있다. (3) 실용화된고성능전기차 2009년 7월미쯔비시는리튬이온전지를이용하여 7시간충전에시속 130km/h 주행이가능한 i-miev를일본내리스로판매하면서소형전기차시장을열었으며, 2014 년 7월현재전세계적으로 32,000대이상이판매되었다. 또한 2010 년 12월닛산은 LEAF의미국판매를시작함으로써고성능전기차시대를열었다. 시속 140km/h, 일충전주행거리 160km, 5인승중형전기차로서, 2015년 1월까지전세계적으로총 150,000대가판매되어현재세계 1위의전기차판매량을보이고있다. 테슬라모터스에서 2012년 12월출시한전기차모델 S ( 그림 4 참조 ) 는최고속도 212km/h, 제로백 4.6초, 일충전주행거리 480km(85kWh 퍼포먼스모델기준 ) 의고성능임에도 8만달러라는가격과미국전역에분포된 120kW의전용급속충전소를무료로사용할수있다는점, 17" 터치스크린을이용한 HMI 등다양한특성으로전세계적인이슈가되고있어출시이후 2015년상반기까지전세계 30여개국에서 75,000대이상판매되었다. 이외에도 Audi A3 e-tron, VW e-up!, Smart Electric Drive, Renault Zoe, Citroen C-Zero, Think City, Honda Fit EV 등매년새로운차종들이쏟아지고있어바야흐로확실한제2의전기차붐이다가왔음을실감할수있다. < 그림 4> Tesla Model S
제 2 장전기자동차 769 3. 전망 전기자동차는내연기관자동차에비해아직차량성능자체의경쟁력은높지않은상태이지만, 전기차의가격경쟁력을약화시키는고가의배터리에대한연구개발이전세계적으로꾸준히이루어지고있고각국정부의다양한지원책과구매자들의인식이점차향상되고있어판매는증가추세에있다. 2013년을기점으로하여각완성차업체에서다양한전 기차들이계속출시되고있고, 특히테슬라와같이전통적인완성차업체는아니지만경쟁력있는제조사가등장하고있으며, 스마트그리드, 무선충전, 배터리교체등과같은다양한인프라기술들이적용되고있어비록전기차판매대수가수년내에획기적으로증가하지는않는다고하더라도꾸준히확대될것으로전망되고있다. 한창수자동차부품연구원책임연구원