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by 김민형 CFA Sep 12. 2024

V2G 이해와 활용 (1편)-입문

156번째 글 [모빌리티편] (24년 21번째 글)

전기차는 앞으로 어떻게 활용되어야 하는가?

전기차는 큰 전자제품으로 생각을 한다며, 그 활용성은 아주 다양하고, 넓을 것으로 생각됩니다. 전기차를 이동이 아닌 다른 목적으로 사용될 수 있음에 전기차의 미래가 있다고 생각합니다. 그러한 생각으로 전기차를 바라보는 시선 중에 "전기 저장장치"로써의 역할을 많이 언급되면서 ESS(=Energy Storage System)로 활용하는 방법으로 V2G를 많이 언급합니다. V2G에 대한 다양한 정의와 역할에 대해서 이야기하는 시간을 가져 보고자 합니다.

V2G 이해와 활용은 총 4편에 걸쳐서 이야기해 보고자 합니다.

1편) 입문

2편) 신재생 에너지 이해하기

3편) 전력시장의 이해

4편) 해외 V2G 활용 시범 사례

1. V2G 용어 이해

전기차 캐즘(?)으로 다소 주춤하기는 하나, 에너지 정책의 전환 그리고 다양한 에너지 자원에 대한 고려로 V2G (Vehicle-to-grid)에 대한 관심과 발전이 점점 구체화되고 있지 않은가 합니다. 하지만 V2G에 대한 용어는 사용하는 곳에 따라 다소 다릅니다. 먼저 V2G에 대해 여러 기관에서 이야기하는 개념을 알아보고자 합니다.

1) 나무위키
전기자동차를 전력망과 연결해 배터리의 남은 전력을 이용하는 기술이다. 즉, 전기차를 에너지 저장 장치로 활용해, 주행 중 남은 전력을 건물에 공급하거나 판매한다.

2) 올가이드24
V2G는 ‘Vehicle To Grid’로서 Vehicle은 자동차, Grid는 전력망입니다. 즉, 전기자동차의 배터리 전력을 전력망으로 재송전하는 기술로 스마트 그리드의 애플리케이션 중 하나로 한마디로 전기자동차와 전력망을 연결하여 사용자가 직접 잉여 전력을 판매해 수익을 얻는 기술입니다.

3) 전기신문
V2G(Vehicle-to-Grid)는 전기차를 에너지저장장치(ESS)로 활용하고 전력망과 전기차 사이에 양방향 에너지 전송을 가능하게 하는 기술이다.

4) 그리니엄
V2G는 Vehicle to Grid의 약자로, Car-to-Grid라고도 불리는데요. 일조량이 풍부하거나 바람이 많이 부는 등, 재생에너지의 전기 공급량이 많을 때에는 전기차 배터리에 생산된 전기를 저장하고, 전기가 많이 필요한 피크 타임에는 저장했던 전기를 다시 전력망으로 공급하는 개념입니다. 우버 등 공유차량이 유휴 자동차를 사용해 교통 문제를 해소한다면, V2G는 유휴 자동차 배터리를 사용해 전력망 문제를 해소함에 기여할 수 있습니다.

5. 전력거래소
전기차 배터리를 전력망에 연결하여 양방향으로 전력을 주고받는 기술

이렇게 동일한 용어에 대한 각 개념이 조금씩 차이가 나는 것은 V2G의 사용 방법이나, 활용처에 따라 이를 바라보는 관점이 다르기 때문이지 아닐까 합니다.

개인적으로 생각하는 V2G는 다음과 같습니다.
전기자동차의 배터리와 다양한 장소 간의 양방향 통신 및 에너지를 전송하는 기술을 활용하여, 전기를 다양한 목적에 따라 사용, 거래를 가능하게 하는 기술 혹은 서비스입니다. 그렇기에 V2G는 V2X(Vehicle to everything)로 표현이 가능하며, 전기 자동차의 연결 대상(장소)에 따라, V2L, V2H, V2B, V2G 등 다양하며, 최근에는 V2V, V2E(ESS)로 확장되기도 합니다.

2. 상황에 따른 V2G 역할 이해

섹션 1. 에서 V2G 정의에 대해서 살펴보았다면 섹션 2. 에서는 V2G의 역할에 대해서 알아보고자 합니다.

그전에 살펴봐야 할 것으로 먼저 전기발전 에너지원에 대해서 이해를 하고 이중 신재생에너지의 발전 방향성에 대해 이해가 필요합니다.

전기발전 에너지원은 크게 6 가지 정도 됩니다. e-나라지표에 표시하고 있는 에너지원별 발전량 현황에서 에너지원은 원자력, 양수, 석탄, 유류, 가스, 신재생로 구분하고 있습니다.

이 중 신재생 에너지의 비중은 22년 8.9%로 13년 2.8%와 비교하여 지속 그 비중이 늘어나고 있습니다. 이러한 비중의 증가는 탄소중립, 환경문제를 해결하기 위한 방향으로 앞으로 지속적으로 늘어 날것으로 전망됩니다.

뿐만 아니라 경제적으로도 재생에너지(풍력, 태양광)의 균등화 발전원가가 지속적 하락이 재생 에너지의 증가됨을 뒷받침합니다.

물론 보고서에 따라 균등화 발전원가가 다소 차이가 있지만, 대체적으로 다른 에너지자원과 비교하여 경쟁력을 가지거나 향후 가질 것으로 보고 됩니다.

아래 표와 같이 국제재생에너지기구에서 조사한 내용에 따르면 태양광의 경우 경우에 따라, 화석연료 비용 유사한 수준으로 발전비용을 낮추는 경우도 있을 것으로 보고 있습니다.

** 균등화 발전 원가 : 전력을 생산하는 과정에 있어서 준비단계부터 생산 이후의 단계까지 모든 비용을 감안해 책정한 단위 전력량당 발전 비용으로 발전 시설을 건설하고, 운영 및 유지하며, 폐기물을 처리하고, 노후화된 시설을 철거하는 데까지 들어가는 모든 비용을 고려해요. 추정 발전원가라는 표현으로도 쓰입니다

이렇게 늘어나는 신재생에너지 방향성에서 V2G는 신재생에너지로 야기되는 다양한 발전 변동성을 완화하는 역할로 활용될 것으로 생각됩니다. 재생에너지는 수요전력에 따라 재생에너지 출력 제한하거나, 혹은 제한된 시간에만 출력을 할 수 있다는 단점이 있습니다. 이를 해소하거나, 변동성 완화를 하기 위해 V2G는 잉여 전력을 저장하여 재생에너지 공급 과잉에 따른 출력 제한 문제를 개선할 수 있습니다.

또한 이렇게 저장된 전력에 대해 부하 평준화, 주파수 조정, 예비력 공급 등의 편익 제공하는 것으로 활용이 가능합니다. 뿐만 아니라, 에너지 사용량이 특정 시간에 집중되지 않고, 고르게 분산되면서 전기차 사용자에게 더 저렴하고 안정적인 전기 공급이 가능해집니다. 즉 V2G 기술을 활용하면, 전기차의 배터리를 활용하여 전기를 저장할 수 있고, 저장된 전기를 필요한 시기와 장소에 공급 가능하게 합니다.