한국 ITS 학회논문지 제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 ) pp.81~91 2020 년아파트의전기자동차수요예측분석연구 Demand Forecasts Analysis of Electric Vehicles for Apartment in 2020 변완희 * 이기홍 ** 이상혁 *** 기호영 **** (Wanhee Byun) (Kihong Lee) (Sanghyuk Lee) (Hoyoung Kee) 요 약 최근기후변화에따른위기감으로인해세계각국은화석연료의자동차를전기자동차로대체하기위한노력을기울이고있다. 정부는 2020 년까지소형차의 10% 이상을전기자동차보급목표로설정하였고 주택건설기준등에관한규정 을개정하여전기자동차충전설비를공동주택의부대설비에포함시키는등충전인프라구축에도노력하고있다. 공동주택에서전기자동차의충전인프라및주차공간등의확보는전기자동차보급에있어핵심이되지만, 이들에대한합리적용량산정등에필요한전기자동차의수요예측연구는미미한상태이다. 이를위해본연구는수도권의공동주택거주자 ( 분양과임대구분 ) 를대상으로, 통계자료의시계열분석과선호도결과를이용하여전기자동차수요를예측하였다. 그결과 2020 년공동주택거주자의전기자동차비율은임대아파트의경우 6~21%, 분양아파트는 21~39% 수준이며, 이들의사용을지원할최대전력량은 1,000 가구 1 일기준으로임대아파트 4,200kwh, 분양아파트 7,800kwh 로예측되었다. Abstract The world has been replacing fast fossil fuels vehicles with electric vehicles(evs) to cope with climate change. The government set a goal which EVs will be substitute at least 10% of the domestic small vehicles with EVs until 2020, and will try to build electric charging infrastructures in apartments with the revision the law of 'the housing construction standards'. In apartments the EVs charging infrastructure and parking space is, essential to accomplish the goal. But the studies on EVs demand are few. In this study, we predicted that the demand for EVs using time-series analysis of statistical data, survey results for apartments residents in the metropolitan area. As a result, the ratio of the EVs appeared to be 6~21% for the total vehicles in a rental apartments for the years 2020, 21~39% in apartments for sales. For the EVs, the maximum power required for 1,000 households in rental apartment is predicted to be about 4200 kwh on a daily basis, while the maximum power in the apartment for sales is predicted to be 7800kwh. Key words : Electric Vehicle, Electric Charging Infrastructures, EVs demand 본논문은토지주택연구원의 스마트그리드에대응한공동주택에너지공급설비모델개발 (2012) 에의해수행된결과를바탕으로작성한것임 * 주저자 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 ** 공저자 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 *** 공저자 : 한밭대학교도시공학과 **** 공저자및교신저자 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 논문접수일 : 2011 년 1 월 31 일 논문심사일 : 2012 년 3 월 23 일 게재확정일 : 2012 년 6 월 1 일
Ⅰ. 서론 최근기후변화에따른위기감으로인해세계는온실가스를감축하기위한노력을강화하고있다. 그중수송분야에서는온실가스를줄이는방안으로내연기관의자동차를전기자동차 ( 이하, 전기차 ) 로대체하고자하는노력을기울이고있다. 2009년 10 월지식경제부는전기자동차산업활성화방안에서 2011년전기자동차양산체제구축, 2020년국내소형차의 10% 를전기차로보급하겠다는목표를설정한바있다. 또국토해양부는 2010년 3월 30일저속전기자동차의도로주행을위한자동차관리법개정안을발표하였으며, 주택건설기준등에관한규정의일부개정 (2011년 12월 28일 ) 을통해공동주택단지에전기차충전시설을추가하기도하였다. 한편우리나라의주택은 1960년이후고도성장과정을거치면서공동주택중심으로발전한결과, 최근전체주택건설실적에서공동주택의비중이 91% 까지이루어지고실정이다 [1]. 따라서공동주택에전기차충전인프라의구축은전기차보급을위해서우선적으로수행되어야한다. 그러나공동주택에있어전기차의수요예측에대한연구가부족하여전기차충전인프라의용량산정이나소요주차공간산정등에어려움이있다. 따라서본연구는미래의전기차시대를대비하기위해 2020년의전기차수요를설문을통하여예측하였고, 개략적인최대공급전력량을계산해보았다. 설문은공동주택거주자를대상으로하였고, 전기차보급계획선도도시로선정된서울특별시와함께수도권지역인경기도와인천광역시를대상으로시행하였으며, 임대아파트와분양아파트를각각나누어조사 분석하였다. 분석목표년도는기존자료나연구결과와비교하기위해 2020년도설정하였다. Ⅱ. 전기차현황및기존연구고찰 1. 전기차의개요 전기차는모터를사용해전기에너지로구동하는 차로서통상배터리로모터를구동한다. 넓은의미로는모터를사용하는하이브리드자동차, 플러그인하이브리드자동차등이전기자동차의범주에포함되며, 좁은의미로전기자동차는외부의전력을사용해충전한배터리로모터를구동하는배터리전기자동차를의미한다. 전기차는 1873년가솔린자동차보다먼저제작되었으나배터리의무거운중량, 충전에걸리는시간등의문제때문에실용화되지못하다가최근기술발전을통해실용화를목전에두고있다. 전기차의충전시간은기술발전에따라다소차이가존재하나급속충전일경우 10분 ~30분, 완속충전은 4~8시간정도이며, 1회충전에 140km~160km가주행가능하다 [2]. 또한전기차는특히운행비용이화석연료엔진차량에비해저렴한데, 한국전력의전기차충전요금에의하면급속충전은고압최대부하시의요금을적용할때, 여름철은 145.4원 /kwh, 봄 / 가을철은 60.6원 /kwh, 겨울철은 123.3원 /kwh이된다. 따라서가령 160km 주행에필요한전력을 20kwh로가정할때, 최대 2,908원수준이다. 또완속충전은저압경부하요금을적용할때여름철은 51.2원 /kwh, 봄 / 가을철은 51.2원 /kwh, 겨울철은 71.7원 /kwh으로동일한가정에서최대 1,434원에불과하다. 외국에서는그동안일본기업에의해독점되었던하이브리드자동차시장이 2007년말을기점으로미국기업의진입이두드러지고있으나, 핵심요소기술대부분을일본기업에의존하고있어서양적성장과는달리기술적진전은부진한상황으로전게되고있다. 또한각국의자동차제조사는플러그인차량 (PHEV) 양산과일반판매를시작하였다. 2009 년에는중국의 BYD, 미국의 Fisker Automotive, 2010년에는일본의 Toyota와미국의 GM이양산하기시작하였다. 국내에서는 2010년 3월30일저속전기차의도로주행을허용함으로써국내에서개발된저속전기차가도로를주행하기시작하였으며, 같은해 9월 9일에는국산1호고속전기차인 ' 블루온 (Blue-On)' 이공개된이후, < 표 1> 의국내전기차개발현황에서볼수있듯이다양한형태의전기차가개발되고있다 82 한국 ITS 학회논문지제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 )
차종고속전기차저속전기차전기버스제작사현대차르노삼성 CT&T AD 모터스지앤디윈텍현대차현대화이바 차량명 ( 차종 ) 블루온 ( 경승용 ) SM3 ( 소형 ) < 표 1> 국내전기차개발현황 <Table 1> Domestic Electric Vehicle e-zone ( 경승용 ) CHANGE ( 경승용 ) I-PLUS ( 경승용 ) Elec-City ( 초저상버스 ) E-Primus ( 초저상버스 ) 승차인원 4인 5인 2인 2v 4인 51인 49인 최고속도 130km/h 140km/h 60km/h 60km/h 60km/h 100km/h 100km/h [3]. 또한, 2012년부터기아의 레이 EV' 2,500대와르노삼성의 SM3 ZE' 500대등이정부와공공기관에보급될예정이며, 2013년부터는일반소비자들에게단계적판매가가능할것으로예상된다. 2. 전기차수요및보급계획 1) 전기차보급전망 미국보스턴컨설팅그룹은 < 표 2> 에나타나있듯이 2020년에전기차와 PHEV(Plug-in Hybrid Vehicle) 등전기를주동력으로하는자동차의전세계판매대수가 300만대에달할것으로전망하고있다. 프로스트앤설리반 (Frost & Sullivan) 컨설팅은 < 표 3> 에서보이는것처럼 2020년전기차는보수적으론 4%, 낙관적으로는 12% 가판매될것이라고예측하고있다. < 표 2> 보스턴컨설팅그룹의 2020 년연료별승용차판매비중전망 <Table 2> Sales Forecast of Electric Vehicle in 2020 by Boston Consulting Group ( 단위 : 만대 ) 연료별구분 서유럽 북미 일본 중국 합계 EV 60 40 20 30 150 PHEV 50 60 10 30 150 CNG 80 20 0 30 130 HEV 290 540 70 200 1,100 디젤 550 120 20 90 780 가솔린 670 1,290 340 840 3,140 합계 1,700 2,070 460 1,220 5,450 자료 : The Boston Consulting Group, 2009. 주1) : 전기주동력차 (Range Extender) : HEV와유사하나 모터와엔진의역할이바뀐형태로 PHEV가이 러한분류에포함됨 < 표 3> 프로스트앤설리반의전기차시장전망 <Table 3> Analysis of the Global Electric Vehicles Market(2009) by Frost & Sullivan ( 단위 : 1,000 대 ) 전망기준 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 20201) 낙관적 5 17 94 273 574 863 1,389 2,163 12% 표준 5 8 38 110 251 462 779 1,212 7% 보수적 5 8 26 73 169 273 395 521 4% 자료 : Frost & Sullivan, Analysis of the Global Electric Vehicles Market, 2009. 주 1) : 2020 년은전체승용차판매에서전기차가차지하는비중임. < 표 4> 정부가제시한전기차보급계획 <Table 4> Supply Plan of Electric Vehicles(2009) in Korea 연도 2011 2013 2015 2020 누적보급대수 ( 천대 ) 0.88대 13.2대 85.7대 1,046대 또한산업연구원에의하면, 전기차수요는 2010년 0.1% 에서 2020년 5.0% 로예상하고있고, J.D. Power 는 2020년에는세계승용차시장의 7.3% 가판매될것이라고전망하였다. 정부는제10차녹색성장위원회보고대회에서관계부처 ( 지식경제부, 환경부, 국토해양부, 녹색성장위원회 ) 공동으로 세계 4강도약을위한그린카산업발전전략및과제 를발표하면서제시한전기차보급계획은 < 표 4> 와같다 [2]. 한편, 전기차보급을활성화하기위해서는다양한지원이필요하다. 따라서정부는 2011년과 2012년출시중인 EV에대해동급가솔린차량가격과의차이중 50% 를공공기관에한해지원하고있으며, 민간보급을위해서는 2012년부터세제지원, 보너스-부담금 Vol.11 No.3(2012. 6) The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 83
제도, 보조금등인센티브지원을검토중에있다. 해외의전기차지원정책사례를살펴보면 < 표 5> 과같다. 구매지원은전기차구매시의정부지원금을의미하는데적게는 3,760천원에서많게는일본이 18,600천원으로차량가격의 37% 정도를지원하고있다 [4]. < 표 5> 해외의전기차지원정책 <Table 5> Countries's Incentives for activating EV 국가 구매지원 구매지원차량가격 * 미국 7,500달러 (7,900천원) 독일 2,500유로 (3,760천원) 10,000유로스페인 (15,000천원) 프랑스 5,000유로 (7,520천원) 일본 139만엔 (18,600천원) 영국 5,000파운드 (8,500천원) 벨기에 4,540유로 (6,800천원) 중국 6만위안 (9,802천원) 32,780 달러 (34,600 천원 ) 지원비율 23% - - 35,950유로 (54,000천원) 35,990유로 (54,000천원) 3,760,000엔 (50,000천엔) 30,990파운드 (52,900천엔) 36,990유로 (54,000천원) 세금정책 관련업계자금융자구매후 5년간운행세면제 28% 등록세감세 14% 등록세감세 37% 취득세면제 16% 등록세감세 13% - - - - * 차량가격은일본의전기차 Nissan Leaf 를기준으로각국의세금공제및보조등을제외한순수판매가임 3. 기존연구고찰 전기자동차의수요예측과관련하여충분히신뢰할만한방법은아직소개되어있지않다. 전기차의수요예측과관련해서는선택기반다세대확산모형인 Bass 모형을이용하여수요를예측한연구가있다. 새로운제품의수요예측은 1969년 Frank M.Bass에의해제시된 Bass 모형이널리사용되어왔다. 이모형은다양한형태의파생모형을통해신제품의도입예측에사용되어왔다. 그러나이런모형들은과거의판매량자료를이용해야하기때문에전기자동차와같이시장이형성되어있지않은경우에는하이브리드와같은유사시장데이터를사용할수밖에없는한계가있다. 이연구는설문조사를통해전기자동차의선호를조사하고이들개별자료를 로지스틱모형에적용하여선택률을도출한후이결과를다시 Bass 모형에적용하여선택기반다세대확산모형파라미터를산정하고있다. 그리고신규차량보급률을 2004년부터 2008년까지의평균보급율인 7.6% 로적용하였고하이브리드자동차판매량데이터를수요예측에활용하고있다 [5]. 또다른연구로아파트 564세대를대상으로전력사용량및차량이용현황자료를계절별, 요일별, 시간대별패턴을분석하여적정충전시간을조사하고, 아파트보유차량을기준으로전기자동차보급이원활할경우와아주원활한경우를가정하여공동주택의전기자동차보급량을예측산출하였다. 이연구는전기자동차시장을도입기 (2010~2015년) 와보급확대기 (2016~2020년) 를구분하여충전시설의증가율을 3가지로구분하여제시하고있는데, 보급확대기인 2020년에는아파트 564세대에대해완속충전기는 77대로전력용량은현수전설비용량의 50% 정도증가될것으로예측하였다. 특히보급확산이아주원활할경우에는 2020년에완속 132대, 급속 1대로서전력용량은현재수전설비용량의 90% 정도증가할것으로예측하였다.[6] III. 2020 년전기차수요예측 본장에서는 2020년공동주택의전기차수요를예측한다. 전기차수요예측에는 2020년의자동차보유대수, 가구수예측결과와기존문헌과최근시행한전기차선호조사결과를활용하였다. 1. 전기차수요예측방법론전기차수요는 < 그림 1> 에제시한방법과절차를통해예측하였다. 2020년자동차보유대수는지자체통계자료 [7] 의연도별자동차보유대수와연도별아파트가구수자료를시계열분석기법 (Time Series Analysis) 을사용하였으며, 또가구당전기차보유대수는기존문헌과공동주택거주자를대상으로한전기차선호조사결과로부터 2020년전기차구매비율을구하였다. 84 한국 ITS 학회논문지제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 )
< 그림 1> 2020 년의가구당전기차보유대수예측절차 <Fig 1> Process for EVs per Household in 2020 분석대상은전기차보급계획선도도시로선정된서울특별시를포함한수도권지역의공동주택을대상으로하였으며, 임대아파트와분양아파트의전기차보유대수를각각예측하였다. 를예측한후, 여기에가구당보유대수를곱하여산정한다. < 표 6> 은 2005년 ~2010년까지의수도권가구현황과 2020년까지의예측결과를제시하고있다. 예측결과는수도권아파트의과거 5년간자료를이용하여시계열분석을통해구하였다. 그결과 2020년의분양아파트는 4,680,728가구, 임대아파트는 911,810가구로예측되었다. 또본논문에서는향후의분양아파트와임대아파트에대한자동차보유비율이가구수에만영향을받는다고가정하여 2010년현재의가구당보유대수 ( 분양아파트 : 1.07대 / 가구, 임대아파트 : 0.57대 / 가구 ) 를동일하게적용하여계산하였다. 그결과 2020년수도권분양아파트와임대아파트의총자동차보유대수는 5,528,111대로예측되었고, 분양아파트는 5,008,379대, 임대아파트는 519,732대로예측되었다. 2. 2020 년가구당자동차보유대수예측 2020 년가구당자동차보유대수는 2020 년가구수 3. 전기차교체및신규구입비율 본논문에서는전기차의구매비율을구하기위 < 표 6> 수도권의연도별아파트자동차보유대수예측 <Table 6> Forecast for the Number of Households and Vehicle Ownership of Apartments in Metropolitan 년도 총가구수 분양아파트 임대아파트 총아파트가구수 분양아파트자동차수 임대아파트자동차수 총아파트자동차수 2005 6,749,206 3,029,965 230,383 3,260,348 3,242,062 131,319 3,373,381 2006 6,905,800 3,030,354 367,217 3,397,571 3,242,479 209,313 3,451,792 2007 7,079,130 3,107,673 392,587 3,500,260 3,325,210 223,774 3,548,984 2008 7,991,646 3,269,374 406,439 3,675,813 3,498,230 231,670 3,729,900 2009 8,170,937 3,475,500 481,044 3,956,544 3,718,785 274,195 3,992,980 2010 8,317,173 3,506,071 496,489 4,002,560 3,751,496 282,999 4,034,495 2011 8,790,425 3,606,057 559,051 4,165,108 3,858,481 318,659 4,177,139 2012 9,207,507 3,749,457 579,564 4,329,021 4,011,919 330,351 4,342,271 2013 9,577,916 3,869,861 624,382 4,494,243 4,140,752 355,898 4,496,650 2014 9,827,364 3,976,706 671,145 4,647,851 4,255,075 382,552 4,637,627 2015 10,230,030 4,108,330 709,136 4,817,466 4,395,913 404,208 4,800,121 2016 10,629,621 4,219,360 752,216 4,971,576 4,514,716 428,764 4,943,480 2017 10,961,777 4,347,382 788,648 5,136,030 4,651,699 449,529 5,101,228 2018 11,305,283 4,458,772 832,106 5,290,878 4,770,886 474,301 5,245,187 2019 11,665,966 4,568,950 870,784 5,439,734 4,888,776 496,347 5,385,123 2020 12,045,099 4,680,728 911,810 5,592,538 5,008,379 519,732 5,528,111 Vol.11 No.3(2012. 6) The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 85
하여 스마트그리드에대응한공동주택에너지공급설비모델개발연구 의설문조사결과를활용하였다. 이연구에서는중요한두가지결과를제시하고있는데, 첫째는 2020년공동주택의신규및교체차량비율이며, 두번째는가격대별전기차구매의향이다. 본논문에서얻고자하는 2020년의전기차구매비율은첫번째결과와두번째결과의곱으로부터얻을수있다. 두번째결과인가격대별전기차구매의향에대해실제가능한것은첫번째결과인신규및교체차량에한하기때문이다. 이설문조사는공동주택거주자를대상으로하였으며, 응답자는분양아파트와임대아파트거주자각 200명이며, 설문조사의일반사항은 < 표 7> 과같다. < 표 8> 는향후 10년까지의차량교체및추가구입계획을보여주고있다. 거주형태별로보면, 분양 아파트는 81.5%(163명 ), 임대아파트는 71.5%(143명 ) 가향후 10년내에차량교체혹은신규구입계획이있음을보여주고있다. 한편, < 표 9> 는가격대별전기차구매의향결과인데, 5천만원일때의전기차구매의향은 21.5% 이고, 4천만원일경우에는 35.25%, 3천만원일경우에는 73.0%, 그리고 2천만원일경우에는 92.25% 였다. 이것은전기차의가격이낮아질수록구매의향은높아지고있음을의미한다. 이번에는가격대별전기차구매의향을분양아파트와임대아파트각각에대해살펴보았다. < 표 11> 과 < 그림 3> 에서알수있듯이분양아파트가임대아파트보다는동일가격에대해구매비율이높게나타났다. 특히 2천만원에서분양아파트는최대 96%, 임대아파트는최대 88.5% 가구매의향을나타냈다. < 표 7> 설문조사일반사항 <Table 7> General Information in Survey 거주지 성별 거주형태 구분빈도백분율 (%) 서울특별시 99 24.8 경기도 272 68.0 인천광역시 29 7.3 합계 400 100 남성 177 44.3 여성 223 55.8 합계 400 100 분양아파트 200 50 임대아파트 200 50 합계 400 100 < 표 8> 향후 10 년간보유차량교체및신규구입계획 <Table 8> Plan for Vehicle Purchases and Replacements of households for 10 years < 표 9> 가격대별전기차구매비율 <Table 9> Purchase rate of EV in Various Prices 가격 빈도 (400) 응답비율 구매비율 5천만원 86 21.50% 21.50% 4 천만원 55 13.75% 35.25% 3 천만원 151 37.75% 73.00% 2 천만원 77 19.25% 92.25% 전체응답 369 92.25% - 구매비율 100% 80% 60% 40% 20% 21.5% 35.3% 73.0% 92.3% 구분 전체분양아파트임대아파트 빈도비율빈도비율빈도비율 0% 5천만원 4천만원 3천만원 2천만원전기차구매비용 계획있음 306 5.25% 163 81.5% 143 71.5% 계획없음 94 5.75% 37 15.5% 57 23.5% < 그림 2> 가격대별전기차구매비율 <Fig 2> Purchase rate of EV in Various Prices 계 400 7.50% 200 100% 200 100% 86 한국 ITS 학회논문지제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 )
< 표 10> 거주형태별가격대별전기차구매의향 <Table 10> Purchase intention rate of EV in Various Prices & Residences 가격 분양아파트 임대아파트 5천만원 29.00% 14.00% 4천만원 45.00% 25.50% 3천만원 84.50% 61.50% 2천만원 96.00% 88.50% 구매비율 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 분양임대 5 천만원 4 천만원 3 천만원 2 천만원전기차구매비용 < 그림 3> 거주형태별가격대별전기차구매의향 <Fig 3> Purchase intention rate of EV in Various Prices & Residences = 공동주택유형 i에서의 2020년까지총자동차구매비율 = 공동주택유형 i에서의 2020년까지총전기차구매의향 < 표 11> 은 ( 식 1) 에의해산정된향후 2020년까지의가능한전기차구매비율을보여주고있다. 이표에의하면분양아파트에서의전기차구매는전체자동차의총 23.6%, 임대아파트는총 10.0% 로나타났다. < 표 11> 공동주택유형별가능한 10 년간의전기차구매비율 <Table 11> Purchase intention rate of EV in Residence Types 구분 분양아파트 (200명) 임대아파트 (200명) 보유자동차교체나신규 163명 (81.5%) 143명 /200 (71.5%) 구입계획 전기차구매의향 29.0% 14.0% 가능한전기차구매의향 23.6% 10.0% 본논문에서는 5천만원일때의전기차구매의향 ( 비율 ) 을적용하였다. 현재전세계의전기차가격이 5천만원수준인데다, 가격수준이향후 10년이내 (2020년) 충분히낮아진다고볼수없기때문이다. 게다가아직은전기차에대한인지도가낮기때문에보수적인입장을견지하는것이바람직할것이라고판단했다. 이연구에서전기차의구매는향후 10년간의차량교체비율과신규구매비율내에서만이루어질수있다. 따라서전기차의실제구매비율은다음과같이결정된다고할수있다. ( 식 1) 여기서, = 공동주택유형 i에서의 2020년까지총전기차구매비율 = 공동주택유형 i에서의 2020년까지총자동차교체비율 4. 2020 년전기차보유대수예측 자동차중전기차비율은기존문헌에서발표되었던예측치와본논문에서제시한구매의향비율을적용하였다. 먼저기존문헌을통해발표된결과를보면다음과같다. < 표 12> 기존문헌에서제시한 2020 년의전기차판매예측 <Table 12> Sales Forecast of EV in Existing literatures 낙관적 비관적 Frost & Sullivan 7% 4% 산업연구원 5% JD. Power 7.3% 정부 29%( 보급계획 ) 여기서, 프로스트엔설리번 (Frost & Sullivan) 컨설팅그룹의 7%, 4%, 산업연구원의 5%, J.D. Power 의 7.3% 는 2020년의전체자동차판매중전기차 Vol.11 No.3(2012. 6) The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 87
판매비율을의미한다. 그런데본연구에서말하는 2020년수요는 2020년의전기차점유비율을의미하므로이들 2020년판매비율은 2011년을시작으로 2020년까지선형증가한값이라고가정하여, 산술평균값을 10년동안동일적용한판매비율의합을사용하는것이타당하다고판단하였다. < 표 13> 은판매비율의산술평균값을 2020년까지합산한값을보여주고있다. 그리고본논문에서예측한비율도제시하였다. 가령, 산업연구원의 5% 에대해산술평균 2.5% 를 2011년부터 2020년까지매년적용한값의합은 25% 가된다. < 표 13> 기존문헌에서제시한 2020 년까지의전기차총판매비율 <Table 13> Total Sales Amount of EV by 2020 in Existing literatures 구분낙관적비관적 Frost & Sullivan 35% 20% 산업연구원 25% J.D. Power 36.5% 정부 29% < 표 14> 와 < 표 15> 는분양아파트와임대아파트각각에대하여자동차보유대수와전기차구매비율에근거한가구당전기차보유대수를보여주고있다. < 표 16> 에나타나있듯이, 분양아파트의경우가구당전기차보유대수는최소 0.21대에서최대 0.39대로나타났고, 임대아파트는최소 0.06대에서최대 0.21대로분양아파트에비하여조금낮게나타났다. 또한이값들은다른기관에서제시한값과비교하고있는데, 이에대해서도유의미한결과를도출했다고판단된다. < 표 15> 2020 년임대아파트가구당전기차보유대수예측결과 <Table 15> Forecast of EV per household in Rental Apartments in 2020 자동차가구수대수 ( 천가구 ) ( 천대 ) 자동차보유대수 ( 대 / 가구 ) 전기차구매비율 전기차 전기차대수 ( 천대 ) 가구당전기차보유대수 ( 대 / 가구 ) 0.35 181.9 0.20 0.20 103.9 0.11 비고 ( 전기차비율근거 ) Frost & Sullivan 본논문 23.6 10.0% < 표 14> 2020 년분양아파트가구당전기차보유대수예측결과 <Table 14> Forecast of EV per household in Sales Apartments in 2020 911.8 519.7 0.57 0.25 129.9 0.14 0.365 189.7 0.21 산업연구원 J.D. Power 0.29 150.7 0.17 정부 가구수 ( 천가구 ) 분양아파트자동차예측 자동차대수 ( 천대 ) 자동차보유대수 ( 대 / 가구 ) 전기차구매비율 전기차 전기차대수 ( 천대 ) 가구당전기차 보유대수 ( 대 / 가구 ) 비고 ( 전기차비율근거 ) 0.10 52.0 0.06 설문조사 < 표 16> 2020 년가구당전기차보유대수예측결과 <Table 16> EV per household in 2020 4,680.7 5,008.4 1.07 0.35 1,752.9 0.37 Frost & 0.20 1,001.7 0.21 Sullivan 0.25 1,253.0 0.27 산업연구원 0.365 1,828.1 0.39 J.D. Power 0.29 1,452.4 0.31 정부 0.236 1,182.0 0.25 설문조사 가구당전기차보유대수 ( 대 / 가구 ) 구분 최소 최대 분양아파트 0.21 0.39 임대아파트 0.06 0.21 88 한국 ITS 학회논문지제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 )
IV. 전기차수요에따른공급전력량산정 1. 기초자료 공동주택에대한전기차수요예측의목적은합리적인전기공급용량을산정하여전기차의충전인프라를확보하기위함이다. 따라서 III장에서구한 가구당전기차보유대수 는공동주택에있어전기차충전시설설치를위해필요한중요한기초자료가된다. 이외에도 1일평균자동차주행거리, 1회평균충전전력량, 1회충전시가능한주행거리등의지표가함께필요하다. 일반적으로적용할수있는지표가없어기존문헌을통해타당하다고판단되는값과그로부터추정이가능한값들을 < 표 17> 에제시하였다. < 표 17> 순시전력량산정을위한기초자료 <Table 17> Basis Data for calculating Electricity Supply Capacity 구분내용비고 (a) 1 일평균주행거리 (b) 1 회평균충전량 46.2km 20kwh 2010 년교통안전공단주행실태조사 국내전기차배터리용량개략평균치 140km~160km 중 (c) 1회충전시가능한주행거리 160km 기술발전을고려하여 160km 적용 (d) 1회충전시평균운전가능일 (e) 전기차 1대의한달충전량 3.5 일 (d)=(c)/(a) 171.4kwh 2. 최대공급전력량산정 (e)=(b)*30 일 /(d) * 한달은 30 일로가정 최대공급전력량은 < 표 16> 의가구당전기차보유대수최대치를기준으로제시하였고, 한달동안전기차가사용하는전력량과 1일최대전력량을구하였다. 이때 1일최대전력량은전기차가같은날모두충전을한다는가정하에산정하였다. 한편, 주차면에대해서도 1일최대전력량산정과동일한방법으로산정하였으며, 최대공급전력량과최대소요주차면산정결과를 < 표 18> 에제시하였다. 이결과를보면, 월 300kwh를한가구의전력량이라가정할때, 1000가구기준으로매월임대아파트는 140가구, 분양아파트는 260가구에해당하는전력량이추가로소요된다고할수있다. 그러나, 여기서제시한 1일최대전력량은모든전기차가 3일에한번동시에충전하는것을가정하고있고, 휴대폰충전을생각한다면전기차가완전방전이후에재충전을하기보다는매일충전을할가능성이높다. 이럴경우전력설비에직접적으로영향이미치는순시전력량은이보다훨씬높은값을보일것으로예상된다. < 표 18> 2020 년공동주택 1000 가구기준 1 일최대전력량및주차면수 <Table 18> Maximum Electric Power in a day & Parking Lots in 2020 which Apartments 1,000 households require 최대 1000가구가구당기준구분전기차전기차보유대수보유대수임대아파트분양아파트 한달전력량 1 일최대전력량 최대주차면 0.21 대 210 대 36,000kwh 4,200kwh 210 면 0.39 대 390 대 66,857kwh 7,800kwh 390 면 V. 결론 전기차는 IT와전력이결합된새로운수송시스템으로, ITS의많은목표와서비스가이로부터수정되고새롭게정립될것이다. 따라서미래의전기차수요를예측하는것은 ITS 분야에있어서도의미가적지않다고생각한다. 본연구는수도권을대상으로 2020년전기차수요를예측하였고, 이에필요한공동주택의전력량을산정하였다. 2020년의전기차수요예측결과를보면분양아파트는가구당최소 0.21대, 최대 0.39 대의전기차를보유할것으로예측되었고, 임대아 Vol.11 No.3(2012. 6) The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 89
파트는최소 0.06대, 최대 0.21대로나타나향후전기차수요는적지않을것으로분석되었다. 또한 2020년분양아파트의최대전력량은 1000가구기준 1일최대 7,800kwh, 임대아파트는최대 4,200kwh로예측되었다. 따라서분양과임대아파트는동일한충전인프라계획은적절치않으며, 수요에맞도록규모가결정되어야할것이다. 한편본연구에서구한전력량을전력설비에직접적으로영향이미치는순시전력량으로재계산할경우이보다훨씬높은값을보일것으로예상되므로이를고려한충전인프라계획이요구된다. 본연구에서제시한전기차수요예측결과는충전시설의충분한구축, 전기차의대량생산체계등외부환경이완비되었다는가정을전제로하고있지만, 향후연구에서는전기차의대량생산체제에따른가격인하조건, 배터리성능의발전에따른 1 회충전시가능한주행거리, 전기차수요증가및배터리성능발전에따른충전기부하등이고려되어야할것으로생각된다. 참고문헌 [1] 고세범, 안건혁, 우리나라주택유형비율의변화특성에관한연구, 대한건축학회논문집 vol. 26, no. 8, pp.45-54, 2010. 8. [2] 지식경제부, 전기자동차충전인프라구축방안, 2010. 9 [3] 장성규, 공동주택의전기자동차충전인프라구축을위한새로운설계방안에관한연구, 숭실대학교박사학위논문, 2010. [4] ( 사 ) 한국전기자동차산업협회, EV 산업동향및향후전망, 2011. 7. [5] 채아롬, 김원규, 김성현, 김병종, 선택기반다세대확산모형을이용한전기자동차수요예측방법론개발, 한국 ITS학회논문지, 제10권제5호통권37호 pp.113-123, 2011 [6] 장성규, 허재선, 조성민, 신희상, 김재철, 공동주택의전기자동차보급예측에의한충전설비계획에관한연구, 한국조명전기설비학회논문지 vol. 25, no. 10, pp.114-122, 2010. 10. [7] 지자체통계자료 : http://stat.gg.go.kr( 경기도 ), http:// www.land.go.kr/status0201.do ( 경기도공동주택현황 ), http://stat.seoul.go.kr( 서울시 ), (http://stat. seoul.go.kr/seoul _System3.jsp?stc_cd =216)( 서울시공동주택현황 ), http://stat.kosis.kr( 인천광역시 ), http://stat.mltm.go.kr/portal/cate/ statview.do ( 인천광역시공동주택현황 ) 90 한국 ITS 학회논문지제 11 권, 제 3 호 (2012 년 6 월 )
저자소개 변완희 (Wanhee Byun) 2006 년 ~ 현재 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 2003 년 ~ 2006 년 : 한국 IBM 유비쿼터스컴퓨팅연구소실장 2001 년 ~ 2004 년 : 교토대학도시사회공학과교통전공 이기홍 (Kihong Lee) 1992 년 ~ 현재 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 2009 년 ~ 현재 : IEC TC 81, MT 8 국제위원 (Member) 2011 년 ~ 현재 : IEC TC 37/SC 37A/WG 3 & 4 국제위원 (Member) 2001 년 : 충남대대학원전기공학과졸업 ( 박사 ) 이상혁 (Sanghyuk Lee) 2011 년 6 월 ~ 현재 : 한밭대학교 U-City 연구클러스터책임연구원 2010 년 12 월 ~ 2011 년 4 월 : Illinois Institute of Technology, Visiting Researcher 2007 년 1 월 ~ 2010 년 12 월 : Illinois Institute of Technology, Research Assistant 기호영 (Hoyoung Kee) 1994 년 ~ 현재 : 한국토지주택공사토지주택연구원수석연구원 2007 년 : Florida State Univ. 객원연구원 1999 년 : 전남대학교전산학과수료 ( 박사 ) Vol.11 No.3(2012. 6) The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 91