[V2G 이해/활용 4편] 해외 V2G 사례 및 결과

미래 에너지 시스템의 열쇠, V2G 기술의 가능성을 탐색합니다.

May 5. 2025

171번째 글 [모빌리티 편] (25년 10번째 글)

전기자동차는 에너지원을 사용할 수 있는가?

전기차가 단순히 이동수단을 넘어 에너지 인프라의 핵심 요소로 진화하고 있다는 사실을 알고 계신가요? 재생에너지의 확대와 전력망 안정화라는 과제 앞에서 V2G(Vehicle to Grid) 기술이 어떻게 문제 해결의 열쇠가 될 수 있을까요? 덴마크에서는 전기차 한 대가 연간 1,860유로의 수익을 창출했다는 사실이 있습니다. 호주에서는 폭풍으로 인한 정전 상황에서 16대의 전기차가 전력망에 전력을 공급하며 비상 상황에 대응했습니다. 영국에서는 월 170시간 이상 전기차를 전력망에 연결하면 무료로 충전할 수 있는 혁신적인 비즈니스 모델이 등장했습니다.

이 글에서는 덴마크, 호주, 영국 등 세계 각국에서 진행된 V2G 실증 사례를 통해 전기차가 어떻게 전력 시스템의 안정성과 효율성에 기여할 수 있는지, 그리고 이것이 어떤 경제적 가치를 창출할 수 있는지 살펴봅니다. 전기차 보급이 확대되는 현시점에서, V2G 기술은 에너지 전환의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.

V2G 이해와 활용은 총 4편에 걸쳐서 이야기기 하고 있습니다. 관련글은 아래 링크를 통해 확인 가능합니다.

[V2G 이해/활용 1편] V2G 입문 편

[V2G 이해/활용 2편] 신•재생 에너지 이해하기

[V2G 이해/활용 3편] 국내 전력시장의 이해

[V2G 이해/활용 4편] 해외 V2G 사례 및 결과

V2G(Vehicle to Grid)는 전기차 배터리를 전력망에 연결하여 양방향으로 전력을 주고받는 기술을 이야기합니다. 이러한 기능을 활용하여, 전력계통 안정화 및 재생에너지 활용도를 제고할 수 있습니다.

출처 : 한국중부발전

예를 들어, 부하평준하, 주파수 조정, 예비력 공급 등의 편익을 제공할 수 있으며, 이는 배터리를 활용하여 계통 안정에 필요한 필요한 설비투자 및 운영 비용을 축소가 가능합니다. 또한 재생에너지 출력제한 해소 및 변동성 완화에 도움을 줍니다. 잉여 전력을 저장하여 재생에너지 공급과잉에 따른 출력 제한 문제를 개선합에 도움을 줍니다.

전기차 보급의 확산에 따른 충전 인프라 구축이 확대됨에 따라 전 세계적으로 이러한 기술을 활용한 실증 사례가 나오고 있습니다. 아래는 주요 나라에서 진행한 V2G 실증 사례에 대한 결과를 정리한 내용입니다

주요 해외 V2G 사례

1. 덴마크 V2G 사례 (Parkers Project 2016~2019)

2. 호주 V2G 사례 - REVS (2020 ~ 2022)

3. 영국 V2G 사례 요약

- SEG 제도

- 옥토퍼스 에너지 (2018~ )

- OVO Energy (2018 ~ 2021)

V2G 이해/활용 3편]

덴마크 V2G 사례 (Parkers Project 2016~2019)

1) V2G 실증 배경

에너지 전환 정책, 전기차 보급 확대, 선행 연구 기반관점에서 V2G 과제를 실증하게 되었습니다.

덴마크는 풍력 발전이 전체 전력 발전량에서의 비율이 약 50% 이상일 정도로 재생에너지 활 용률이 높은 국가로 국가의 슬로건을 “에너지 자립 국가”를 목표로 할 정도로 풍력 발전이 사회 전반에 깊게 영향력을 가지고 있습니다. 이에 덴마크는 2020년까지 재생에너지 비중 50% 달성을 목표로 풍력 발전 확대에 집중함에 따라, 변동성 관리가 주요 과제로 대두되었습니다.

또한 2016년 이후 전기차 보급률 증가로 배터리 저장 용량을 전력망 자원으로 활용할 잠재성 주목하였으며, EDISON·Nikola 프로젝트에서 축적된 EV-그리드 상호작용 기술을 토대로 상용화 가능성 검증 필요하였습니다.

2) 실증 개요

Parker 프로젝트는 2016~2019 동안 양방향 충전(V2G) 기술을 활용한 주파수 조정(FCR) 서비스 상용화 및 대규모 확장 가능성 입증하고자 하였습니다.

실험실 테스트와, 현장 테스트로 크게 2가지 방식으로 실증이 진행되었습니다.

실험실 테스트는 덴마크공과대학(DTU)의 PowerLabDK에서 10대 이상의 전기차로 FCR 반응 속도·정확도 검증하였고, 현장 테스트는 코펜하겐 프레데릭스베르크 지역에 상용 충전기 10기 설치하고 실제 전력시장 참여 하였습니다.

3) 주요 서비스 모델

주여 참여한 서비스로는 주파수 조정 서비스(FCR)로 전력망 주파수 변동 시 2초 내 전력 공급/수요 조절하는 것이었습니다.

프레데릭스베르그 포르시닝(Frederiksberg Forsyning, FF)의 상업용 V2G 허브에서 전기 밴(eNV200)이 FCR 서비스를 성공적으로 제공했습니다. 단일 차량 기준 총 13,000시간 동안 서비스가 제공되었으며, 차량당 연평균 1,860유로의 수익을 올렸습니다.

4) 실증에 참여한 차량 및 충전기

① 차량 : Nissan LEAF·e-NV200, Mitsubishi i-MiEV·Outlander PHEV

40 kWh 배터리, CHAdeMO 충전 표준 지원

② 충전기 Enel X DC 충전기(50kW) 양방향 충전·원격 제어 가능

정확한 프로젝트에 참여한 차량 대수는 확인되지 않으나, Nuvve사가 Frederiksberg Forsyning의 상업용 V2G 허브에서 약 50대의 전기차를 활용하여 실제 주파수 조정 서비스(FCR)를 제공한 보고를 기초로 볼떄 최소 50대 이상 차량이 참여한 것으로 보입니다.

5) 주요 참여자 및 파트너 사

① 연구기관: DTU(덴마크공과대학), Insero(에너지 컨설팅)

② 기업: PSA Group, Nissan, Mitsubishi(차량 공급), Enel X(충전기), Nuvve(Aggregator 플랫폼)

③ 정부 지원: EUDP(덴마크 에너지기술개발청) 자금 투자.

6) 경제적 효익

Best 경우를 가정으로 하였을 때, 예상 이익은 2,304유로(약 원화 360만원) (차량당/연간기준)에 달했고, Worst의 경우 차량당 연간 -955유로(약 원화 90만원) (차량당/연간기준) 발생했습니다. 이는 사업적 사례가 여러 요인에 매우 민감하게 반응한다는 것을 보여줍니다. 즉 예상 수익은 FCR 가격, V2G 충전기 비용 및 효율성, 에너지 비용, 배터리 성능 저하와 같은 매개변수에 크게 의존함을 의미합니다.

7) 실증을 통한 Lesson & Learn

① 기술적 성과: 표준화 미비로 인한 차량-충전기 간 상호운용성 제한되기는 하였지만, CHAdeMO 표준 기반 V2G 시스템의 상용 가능성 확인했습니다.

② 다종 차량·충전기 호환성 확보로 확장성 입증했습니다. 즉 EV 포트폴리오(PSA, Mitsubishi, Nissan)와 DC V2G 충전기(Enel X)가 V2G를 지원하며 전력망에 고급 서비스를 제공할 준비가 되었다는 것이 검증되었습니다.

③ 코펜하겐에서 실시한 현장 테스트를 통해 FCR 제공을 통해 이 기술을 상용화할 수 있음이 입증하였습니다. 즉 프로젝트 차량과 충전 인프라는 덴마크에서 사용되는 모든 주파수 조절 서비스를 기술적으로 제공할 수 있음이 입증함을 의미합니다.

덴마크의 사례는 V2G가 기술적 타당성과 경제성을 모두 갖췄음을 입증했으나, 보급 확대를 위해서는 정책 지원·표준화·사용자 참여 유도가 필수적입니다. 또한 V2G 기술이 전기차 수, FCR 서비스 유형, OEM 브랜드, TSO 지역, 배터리 크기, 지속 시간 측면에서 확장 가능함을 보였습니다. Parker 프로젝트는 향후 글로벌 V2G 생태계 구축에 중요한 벤치마크로 자리매김했습니다.

[덴마크 V2G 사례 참고자료 ]

덴마크 재생에너지 전환정책 및 성공요인

EV 비즈니스 모델 및 사례

The Parker Project: Final Report

국내 시도군별 V2G 기술 적용 적합성 및 해외 사례 연구

호주 V2G 사례 - REVS (2020 ~ 2022)

호주의 REVS(Realising Electric Vehicle-to-grid Services) 프로젝트는 전기차와 충전기가 전력망 안정성에 어떻게 기여할 수 있는지 보여주는 호주 최초의 대규모 차량-그리드(V2G) 시범 사업입니다.

1) 프로젝트 개요

① 목표: 전기차를 전력망에 연결하여 전력 공급을 지원하고, 이는 전력망의 안정성을 높이기 위한 목적으로 진행되었습니다.

② 기간: 2020년부터 2022년까지 총 2년간 진행되었습니다.

③ 비용: 총비용은 6.26 백만 호주 달러(원화로 약 56억 )로, Australian Renewable Energy Agency (ARENA)에서 지원을 받았습니다.

④ 프로젝트의 주요 참여자는 ARENA, ACT Government, ActewAGL, evoenergy, Nissan, sgfleet and JET Charge입니다. 참여 사는 다음과 같은 역할로 실증에 참여하였습니다.

•충전기 제어 클라우드: JET Charge가 개발한 시스템으로 충전/방전 세션을 관리합니다.

•예약 시스템: SG Fleet의 시스템을 통해 차량 가용성 데이터를 제공합니다

•시장 통합 플랫폼: ActewAGL이 개발한 시스템으로 차량 가용성에 기반한 입찰을 생성합니다

2) 참여한 차량 모델 및 차량 수

① 차량 모델: 닛산 리프(Nissan LEAF)

② 차량 수: 총 51대의 전기차가 참여했으며, 이 중 50대는 ACT 정부 소유 차량이고 1대는 ActewAGL 소유 차량이었습니다.

3) 고객에게 제공한 이익

REVS 프로젝트는 전기차 소유자와 전력망 모두에게 다양한 이익을 제공했습니다

① 경제적 이익으로 FCAS(Frequency Controlled Ancillary Services) 시장 참여를 통해 전기차 소유자는 연간 약 호주 $400(AUD)(원화 36만 원)의 수익을 창출할 수 있었습니다.

※ 차량당 연간 400달러 가치는 REVS 프로젝트의 차량 가용성 데이터와 4개 FCAS 서비스에 대한 2022년 예비 FCAS 시장 가격을 기준으로 함.

추가적 호주재생에너지청(ARENA)에서 발간한 "The A–Z of V2G"에 따르면, 여러 가정하에 5,600달러(AUD) (원화 약 500만원) 편익을 가질 수 있을 것으로 보고 있습니다.

참고로 REVS시범 사업에서는 실제로 참여 차량의 V2G 충전기를 포함한 전체 용량(1MW 미만)이 시장 등록 최소 용량 요건을 충족하지 못했기 때문에 실제로 실시간 FCAS 시장(하위 규제 포함)에 입찰하여 수익을 창출하지는 않았습니다.

※ 가정
1) 전기차 영업시간외(오전 9시 ~ 오후5시) 이용 가능
2) 40khw 배터리와 7KW충전기 사용가능
3) 주행을 고려하지 않고 전력 시장에 참여합니다.
4) 시장 가격 차익거래에 사용되는 용량을 제외한 나머지는 FCAS(전력자동제어) 서비스에 사용
5) 전기차는 시장 가격에 영향을 주지 않고, 시장 가격을 정확히 예측합니다.
6) 소매, 네트워크 요금은 무시
7) 주파수 제어 시장이 아직 성숙되지 않아 용량 증가에 쉽게 변동될 수 있음.
8) 이 계산은 규제 하위(Regulation Lower), 규제 상위(Regulation Raise), 비상 하위(Contingency Lower), 비상 상위(Contingency Raise) 주파수 제어 및 에너지 거래 참여 가치를 합산한 것

기타 전력망 혼잡 관리를 통한 잠재적 추가 가치도 있습니다. 7kW 충전기를 기준으로 보면 연간 약1,400 AUD의 추가 가치를 더할 수 있는 잠재력을 시사하지만, 가치는 위치에 따라 크게 달라 집니다.

③ 전력망 안정성 기여:

2024년 2월, 멜버른의 심각한 폭풍으로 인한 정전 상황에서 16대의 ACT 정부 전기차가 전력망에 전력을 공급하여 전력 비상 상황에 대응했습니다. 이 비상 대응은 단 몇 분 동안 지속되었으며, 전력망이 안정화된 후 차량은 정상적으로 충전을 재개했습니다. 차량 가용성에 최소한의 영향만 있었습니다

발전이 중단되었을 때 EV-전력망 서비스가 전력망 재균형을 유지하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 설명

전력망 비상사태 동안 전기 자동차가 전력을 공급하는 방식

④ 장기적 이익

2030년까지 V2G 기술을 에너지 생태계에 통합하면 전기차 배터리를 활용하여 60억 달러 이상의 분산형 저장 투자를 상쇄할 수 있는 잠재력이 있습니다. 모든 사람(전기차 운전자뿐만 아니라)의 에너지 요금에 하향 압력을 가할 것으로 예상됩니다. 또한 석탄 및 가스 발전소를 더 빨리 폐쇄할 수 있게 해 줍니다. 이는 화석 연료를 태우는 대신 자동차에서 에너지 시스템의 상당한 양의 최대 수요를 충족할 수 있게 됩니다

4) 닛산의 보증 사례

닛산의 보증은 닛산에서 승인한 충전기만 사용할 수 있도록 규정하고 있습니다. 충전 및 방전 패턴을 제삼자가 관리하고 닛산이 적극적으로 참여하거나 고객에게 홍보하는 V2G 프로젝트의 경우, 닛산은 차량 또는 고객에게 부정적인 결과를 방지하기 위해 차량에 미치는 전반적인 영향을 평가하기 위한 사용 사례 시뮬레이션을 요청합니다. 이는 일반적으로 상호 이익을 위한 것으로, 프로그램 관리 담당자는 참여자의 차량에 영향을 미치거나 손상을 입히지 않도록 하기를 원하기 때문입니다.

이 승인 절차는 엄밀히 말하면 보증 요건이 아닙니다. 승인된 장치를 사용하여 V2G를 구현하고 사용량이 하루 한 사이클을 초과하지 않는 경우, 최종 사용자는 차량 보증을 받게 됩니다. 그러나 닛산이 해당 서비스 제공업체를 보증하지 않고 고객이 해당 프로그램에서 이탈하도록 유도할 수도 있습니다.

권장 사항

• 단기적으로 단방향 및 V2H 사용 사례는 더 간단한 구조로 구현하기가 더 쉽습니다.

• 보증 절차는 더 잘 문서화되어야 하며, 일반적인 지침이나 조언은 웹페이지, 사용 설명서 및 보증 책자를 통해 공개적으로 제공되어야 합니다.

• 장기적으로 닛산이 충분한 경험을 쌓은 후에는 V2G가 차량 배터리에 미치는 실제 영향을 기반으로 보증을 업데이트해야 합니다.

[호주 V2G 사례 출처]

드림(Dream) - 호주 최대 에너지 전시회 All-Energy 참관기

Realising Electric Vehicle-to-Grid Services

REVS 프로젝트 인포그래픽

ARENA - Vehicle-to-Grid Insights Report

ARENA - REVS Social Report

영국 V2G 사례 요약 (SEG 제도 및 옥토퍼스, OVO)

1. 스마트 수출 보장 (SEG - Smart Export Guarantee) 제도

스마트 수출 보장 (SEG) 제도는 영국에서 2019년부터 시행된 전력 시장 시스템입니다. 이 제도의 주요 목표는 스마트 분산 자원 시스템을 구축하고 시장 내 경쟁 체제를 도입하여 시스템 전체의 효율성과 경제성을 향상하는 것입니다

SEG 제도의 주요 특징은 다음과 같습니다:

1) 재생 에너지 매입 가격의 공개:

SEG 제도의 중요한 측면은 배전 기업들이 재생 에너지 매입 가격을 공개하도록 의무화한 것입니다. 이러한 투명성을 통해 소비자들은 다양한 회사가 수출하는 전기에 대해 얼마나 지불할 의향이 있는지 확인할 수 있습니다

2) 소비자 선택권:

이 제도는 전기 소비자가 전기 구매 가격과 판매 가격 (수출된 에너지에 대해 받게 될 요금)을 모두 비교하여 배전 회사를 선택할 수 있도록 권한을 부여합니다. V2G 고객은 자신이 수출하는 전기에 대한 요금을 보고 회사를 선택할 수 있습니다.

3) 스마트 미터링 인프라:

SEG 제도는 양방향 통신이 가능한 스마트 미터링 인프라 구축을 포함합니다. 이는 에너지가 양방향으로 흐르고 필요한 데이터 교환을 가능하게 하므로 V2G 기술에 매우 중요합니다.

4) 계약 자유화:

이 제도는 또한 판매자 (전기를 수출하는 V2G 소유자와 같은)와 발전 사업자 간의 계약 자율화를 포함합니다. 이는 에너지 수출에 참여하는 사람들에게 더 유연하고 잠재적으로 더 유리한 합의를 가능하게 합니다

5) 재생 에너지 중심:

다양한 형태의 에너지 수출에 적용될 수 있지만, 재생 에너지 매입 가격에 대한 강조는 친환경 에너지 촉진과 강력하게 연계되어 있음을 시사합니다

[출처=한국전기연구원] 출처]

영국의 파일럿 프로젝트에서 V2G 관련 인센티브 제도는 크게 3가지로 구성됩니다.

(1) OVO (주택용) : 고객이 전기차에서 전력망으로 전력 공급 시 30펜스/kWh 지급하며, 태양광을 가진 고객이 전력을 망에 공급 시 5p/kWh 제공합니다.

(2) 옥터퍼스 (주택용) : 한 달에 12일 동안, 저녁 시간 전기차 충전기에 플러그 연결 시 30파운드(약 5.5만원)/月 지급 (전기차 임대, V2G 충전기 설치)

(3) E-On (상업용) : 저녁과 주말 동안 플러그를 연결한 사업용 전기차 고객에게 1대당 1년에 180파운드(원화 약 34만원) 제공합니다.

2. 주요 V2G 사례 : 옥토퍼스 에너지 (2018 ~)

영국의 V2G(차량-전력망) 실증 사례 중 SEG(Smart Export Guarantee) 제도와 연계된 옥토퍼스 에너지(Octopus Energy)의 혁신적 모델은 전력시장과 소비자 간 상호작용의 새로운 패러다임을 제시합니다. 이는 재생에너지 통합과 전기차의 에너지 저장소 활용을 통한 그리드 안정화에 초점을 맞추고 있습니다

1) V2G 실증 배경

① SEG 제도 도입: 2020년 1월 시행된 SEG는 소규모 재생에너지 생산자가 잉여전력을 전력망에 판매할 수 있도록 보장하는 제도로, V2G 서비스의 수익 모델 기반 제공합니다.

② 전기차 보급 확대: 2024년 기준 영국 내 전기차 100만 대 보급으로 배터리 저장 용량의 그리드 활용 잠재성 대두되고 있습니다.

③ 탄소중립 목표: 2035년 영국 전력망 탄소중립 달성을 위해 전기차를 유연성 자원으로 활용 전략 수립을 하고 있습니다.

2) 프로젝트 개요

① 목표: V2G 기술을 활용한 전력망 주파수 조정 및 피크 수요 관리 시스템 상용화.

② 기간 별 프로젝트

▨ 1단계 : 2018-2022: Powerloop V2G 실증 프로젝트

• 총 135명의 가정 고객에게 다음과 같은 V2G 번들을 제공

• 가정용 V2G의 실현 가능한 모델을 개발하고 시연하는 것을 목표로 했으며, 기술적 과제, 고객 경험, 시장 가능성을 탐색

▨ 2단계 : 2021: Powerloop 확장 및 Balancing Mechanism 참여

• 전기차가 집합 단위로 Balancing Mechanism에 진입할 수 있는 가능성을 이해하기 위한 최초의 시험을 실시

• 영국의 가장 큰 유연성 시장인 Balancing Mechanism에 진입하기 위한 기반을 마련

▨ 3단계 -2024: Octopus Powerpack V2G 요금제 출시

• 영국 최초의 상용 V2G 요금제인 'Octopus Powerpack'을 출시

• 무료로 충전하려면 하루에 약 6시간 동안 차량을 전원에 연결

• 닛산 리프, 닛산 e-NV200, 미쯔비시 아웃랜더 PHEV 참여 중

3) Powerloop 주요 서비스 모델

① V2G 타입프(Octopus Power Pack)

• 월 170시간 이상 충전 시 무료 충전 보장(월 333kWh 한도).

• 크라켄(Kraken) AI 플랫폼이 실시간 전력가격 분석 후 자동 충전/방전 제어.

② 집계(Aggregation) 서비스

• 다수 전기차를 가상발전소(VPP)로 통합, National Grid ESO에 주파수 조정(FCR) 서비스 제공.

③ 태양광 연계: 사용자 태양광 발전 잉여전력을 EV 배터리에 저장, 피크시 판매 가능

④ 초기 1단계 주요 서비스 모델

옥토퍼스 에너지는 SEG도입 초기 일정 조건의 의무 계약을 통해 고객에게 무료 전기차 충전 서비스를 제공하였습니다. 예를 들어, 2일 동안 총 12시간 충전과 같은 조건을 충족하는 전기차 고객에게 무료 충전 요금제입니다. 이외 전기차, 전기차-태양광, 전기차-히트펌프, 전기차-태양광-히트펌프 등 다양한 V2G 사업 모델을 운영하며, 클라우드 기반 에너지 플랫폼을 통해 에너지 소비량 예측 및 공급을 최적화하여 수익을 창출하고자 했습니다.

[출처: 한국전기연구원]

4) Powerloop 실증에 참여한 차량 및 충전기

① 차량 : Nissan LEAF, e-NV200, / CHAdeMO·CCS 호환 V2G 지원

② 충전기 : Wallbox Quasar 양방향 충전기 7kW discharging

5) Powerloop 주요 참여자 및 파트너 사

① 에너지 기업: Octopus Energy(서비스 운영), National Grid ESO(전력망 운영)

② 자동차 제조사: Nissan, 미쓰비시

③ 충전기 업체: Wallbox

④ 정책 기관: 영국 에너지규제청(Ofgem), SEG 제도 관리

6) Powerloop 실증 기반 경제적 효익 분석

① 소비자 수익:

• 스마트 충전과 비교했을 때 최대 £180/년(원화 약 33만원) 절약

• 정액 요금제의 비관리형 충전과 비교했을 때 최대 £840/년(원화 약 155만원)을 절약

** Powerloop V2G 시범 운영에 참여한 고객이 연간 주행 거리를 10,000마일(16000 km)로 조정

• SEG를 통한 잉여전력 판매로 추가 수익 창출 - 차익 거래 약 10p/kwh (185원)

피크시간 수출(판매)16:00–19:00: 15p/kwh(277원)

오프피크 시간 수출(판매) : 5p/kwh (92원)

피크시간 수입(구입):16p/kwh(295원)

오프피크 시간수입(구입) 23:30–05:30 : 5p/kwh (92원)

② 전력망 운영 효율화:

• 100만 대 전기차 보급 시 10GW 유연성 자원 확보 가능.

• 피크 수요 관리로 발전 인프라 투자비 15% 절감 효과.

③ 비용 구조:

• 충전기 설치비(약 £1,000/기)(원화 180만원), V2G 호환 차량 프리미엄 가격.

주요 가정
* 연간 주행 거리 10,000마일(약 16,000km)을 기준으로 계산되었습니다.
** 운전자는 무료 충전 혜택을 받으려면 매달 170시간 이상 전기차를 충전해야 합니다. 또한 월 사용량 제한인 333 kWh(연간 약 19,000km)를 초과해서는 안 됩니다.

7) Powerloop 실증을 통한 Lesson & Learn

① 기술적 통찰:

• CHAdeMO 충전기의 기술적 안정성 확인, CCS 표준 확대 필요성 대두되었습니다.

• AI 기반 크라켄 플랫폼의 실시간 제어 정확도 98% 달성.

② 규제 개선 과제:

• SEG 제도의 V2G 전용 요율 체계 미비로 수익성 제한됩니다. 이에 영국의 SEG 제도는 수요자 중심 접근 방식을 통해 V2G 고객이 자신이 판매하는 전기에 대한 요금을 비교하고 회사를 선택할 수 있도록 하여 시장 경쟁을 촉진이 필요합니다.

• 소비자 보호를 위한 과도한 방전 방지 규정 필요합니다.

③ 소비자 인식:

• 무료 충전 혜택에도 불구, 배터리 수명 저하에 대한 우려가 참여 장애 요인이 됩니다.

옥토퍼스 에너지의 V2G 모델은 소비자-전력망-에너지 기업의 삼자 상생 구조를 실현했으나, 대규모 확산을 위해서는 호환 차량 보급 확대와 규제 정비가 시급합니다. 이 사례는 전기차가 단순 이동수단을 넘어 에너지 시스템의 핵심 자원으로 도약할 수 있는 가능성을 입증했습니다.

3. 주요 V2G 사례 : OVO Energy (2018 ~ 2021)

1) 실증 개요

OVO Energy의 V2G 실증 프로젝트는 2018년 4월에 시작되어 36개월(3년) 동안 진행되었으며 2021년까지 운영되었습니다. 이 프로젝트는 영국 전역의 가정에 300-400개의 V2G 충전기를 개발하고 배포하는 것을 목표로 했으며, 실제로는 330개의 V2G 장치가 영국 전역에 설치되었습니다. 이 프로젝트는 세계 최대 규모의 가정용 V2G 시범 사업으로, 실제 환경에서 V2G 기술의 영향을 종합적으로 테스트하여 전력망 부하를 줄이고 사용자의 비용을 절감할 수 있음을 증명했습니다.

2) 주요 서비스 모델

OVO Energy의 V2G 서비스 모델은 다음과 같은 핵심 요소로 구성되어 있습니다:

① 양방향 에너지 흐름: V2G 충전은 전력망에서 전기차로, 그리고 다시 전기차에서 전력망으로 에너지가 양방향으로 흐를 수 있게 합니다.

② AI 기반 최적화: Kaluza의 플랫폼에 연결된 V2G 충전기는 인공지능(AI)을 활용하여 재생에너지가 풍부할 때 에너지를 충전하고, 전력망이 지원이 필요할 때 에너지를 다시 전력망으로 내보냅니다.

③ 실시간 시장 신호 활용: 시스템은 도매 전기 가격, 날씨, 전력망 데이터와 같은 실시간 시장 신호를 결합한 AI를 사용해 가격과 탄소 배출량이 낮을 때 자동으로 차량을 충전하고, 지역 전력망이 지원이 필요할 때 차량에서 에너지를 내보내도록 지시합니다.

④ 모바일 앱 인터페이스: 고객들은 Kaluza의 모바일 앱을 통해 차량을 운전할 준비가 되어야 하는 시간을 플랫폼에 알려줍니다. 이 데이터는 Kaluza의 실시간 자동화 엔진에 입력되어 V2G 연결 차량이 가장 저렴한 에너지를 사용하여 충전할 수 있도록 합니다.

⑤ 실시간 모니터링: 고객들은 실시간으로 자신의 차가 에너지를 수입하는지 수출하는지, 그리고 얼마나 수익을 올리고 있는지 확인할 수 있습니다

3) 실증에 참여한 차량 및 충전기

① 참여 차량

• 닛산 리프(Nissan LEAF): 시범 사업 당시 V2G 기능을 제공하는 유일한 소비자 대상 자동차 제조업체였던 닛산의 전기차 모델이 사용되었습니다.

• 닛산 e-NV200: 닛산의 전기 밴 모델도 CHAdeMO 표준을 지원하여 V2G 시스템과 호환되었습니다.

② 충전기 사양

• Indra의 양방향 가정용 충전기: 320개의 가정용 V2G 양방향 충전 장치가 제공되었습니다.

• 충전/방전 용량: 6kW의 충전 및 방전 속도를 제공하는 양방향 충전기였습니다.

• 사이즈 및 비용: 초기 하드웨어 비용은 15,000파운드(약 2,700만원) 이상이었으며 크기가 컸지만, OVO/Indra V2G 충전기를 자체 제작하고 대량 생산함으로써 기술 비용을 크게 줄이고 장치 크기를 대폭 축소했습니다

4) 주요 참여자 및 파트너사

이 프로젝트는 에너지, 교통, 인프라 분야의 전문 조직들을 모아 협력했습니다:

▶ OVO Energy: 프로젝트의 주요 파트너로서 전체 시범 사업을 주도하고 V2G 요금제를 개발했습니다.

▶ Kaluza : 지능형 에너지 플랫폼을 제공하고 AI 및 기계 학습을 활용한 정교한 충전 소프트웨어를 개발했습니다. 실시간 그리드 공급, 날씨, 가격 데이터를 분석하여 모든 EV 충전 이벤트를 최적화했습니다.

▶ 닛산 자동차(Nissan Motor Company): 자동차 파트너로서 V2G 기능을 갖춘 전기차(LEAF 및 e-NV200)를 제공했습니다.

▶ Cenex: 연구 컨설팅 기관으로서 OVO의 주요 V2G 전략적 결정을 지원하는 연구와 독립적인 전문 지식을 제공했습니다.

▶ Indra Renewable Technology: 영국에서 제조된 320개의 양방향 EV 충전기를 제공했습니다.

▶ OLEV(현 OZEV): 영국 저배출 차량 사무소로서 프로젝트에 자금을 지원했습니다.

▶ BEIS(기업 에너지 산업 전략부): 영국 정부 부처로서 프로젝트에 자금을 지원했습니다.

▶ Innovate UK: 영국 전역의 V2G 시범 사업을 지원하기 위해 3,000만 파운드(약 500억원)의 경쟁 자금을 관리했습니다

5) 경제적 효익

OVO Energy의 V2G 시범 사업은 다양한 경제적 효익을 입증했습니다:

① 고객 수익: 시범 사업에 참여한 고객들은 연간 최대 725파운드(약 120만원)의 수익을 올릴 수 있었으며, 평균적으로는 연간 420파운드(약 70만원)를 절약했습니다.

② 에너지 판매 요금: V2G 소유자들은 자신의 차량에서 전력망으로 판매되는 에너지에 대해 kWh당 30p(약 500원)의 요금을 받았습니다.

③ 무료 주행 거리: 피크 시간대에 전력망으로 에너지를 내보낸 고객들에게 300만 마일 이상의 '무료' 주행거리가 제공되었습니다.

④ 전력망 비용 절감: 연구에 따르면 V2G는 에너지 수요가 증가하는 기간 동안 제공하는 지원으로 인해 전력망 인프라 강화, 저장 및 발전과 같은 분야에서 연간 35억 파운드(약 5조 8천억원)의 비용을 절감할 수 있는 잠재력이 있습니다.

④ 전력망으로의 에너지 수출: 프로젝트 기간 동안 총 900MWh의 에너지가 전력망으로 수출되었습니다.

6) 실증을 통한 Lesson & Learn

OVO Energy의 V2G 시범 사업을 통해 얻은 주요 교훈과 향후 과제는 다음과 같습니다:

① 하드웨어 및 설치 비용: 초기 하드웨어 비용(15,000파운드(약 2700만원 이상)이 높았으나, 자체 제작 및 대량 생산을 통해 비용을 크게 줄일 수 있었습니다. 향후 V2G 기술의 대규모 성공을 위해서는 하드웨어 및 설치 비용의 추가 감소가 필요합니다.

② 차량 호환성 문제: CHAdeMO 표준이 V2G에 완전히 개발되지 않아 모든 LEAF 및 e-NV200 버전과 호환되는 펌웨어를 구축하기 위해 광범위한 CHAdeMO 호환성 테스트를 거쳐야 했습니다. 장기적으로는 CCS V2G가 필요합니다.

③ 상업적 모델 개발: 모든 이해관계자(태양광 보유 여부에 관계없이)에게 효과적인 상업적 모델을 찾는 것이 과제였으나, OVO의 제안은 고객들이 V2G 활동에 대해 공정하게 보상받을 수 있도록 보장했습니다.

④ 배전망 운영자(DNO)와의 협력: 설치 시 DNO와의 의사소통이 필요했으며, 이제 DNO는 V2G에 훨씬 더 익숙해져 UKPN에서 V2G를 포함한 모든 EVSE 설치에 대한 단일 양식이 출시될 예정입니다.

⑤ 사용자 모집 어려움: 소규모 LEAF 운전자 풀에서 사용자를 모집하는 것이 어려웠으나, 닛산 마케팅 팀과의 협력을 통해 이 문제를 해결했습니다.

⑥ 코로나19 팬데믹의 영향: 영국의 봉쇄 기간 동안 전례 없는 수의 사람들이 집에서만 생활하고 일했기 때문에 Kaluza의 V2G 포트폴리오의 유연한 용량이 봉쇄 이전 수준보다 최대 30% 증가했습니다. 이는 V2G의 잠재력을 강조했습니다.

4. 향후 영국의 V2G 수익 가능성

영국 전기차 사용자의 평균 플러그인율이 약 30%인 기본 사례 시나리오를 분석한 결과, V2G(Vehicle-to-Grid) 시스템은 상당한 경제적 이점을 제공합니다. 구체적으로:

V2G 시스템은 계통 서비스 참여를 통해 연간 약 106파운드(약 20만원)의 수익을 창출할 수 있습니다.

전력 구매 비용 절감 효과까지 고려하면, V2G 시스템을 활용할 경우 절전형 요금제(Economy 7)를 사용하는 관리되지 않는 충전 방식과 비교하여 연간 약 98파운드(약 18만원)의 추가 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

이러한 결과는 V2G 기술이 전기차 소유자에게 제공할 수 있는 재정적 혜택을 명확히 보여줍니다.

※ Economy 7 : 하루 중 7시간 동안(보통 자정~오전 7시) 전기요금이 낮고, 나머지 시간대에는 더 높은 요금을 부과하는 시간대별 요금제입니다

V2G(Vehicle-to-Grid)의 연간 기대 수익은 다양한 요인에 따라 크게 달라지는 것으로 보입니다. 이러한 요인에는 사용자의 충전기 사용 행태(플러그인율), 충전기 설치 위치, 그리고 제공하는 특정 서비스의 종류 등이 포함됩니다.

V2G는 스마트 충전 대비 추가적인 경제적 가치를 창출할 수 있지만, 실제 EV당 연간 수익은 사용 행태, 위치, 시장 참여, 그리고 여러 수익원을 결합(stacked)할 수 있는지 여부에 따라 매우 가변적입니다. 높은 플러그인율은 가치를 극대화하는 핵심 동인으로 확인되었습니다. 수익성은 또한 하드웨어 비용 절감 및 배터리 성능 저하 우려 완화에 크게 의존합니다.

[영국 V2G 사례 출처]

전기신문, "V2G, 이제는 기술보다 제도·서비스 실증에 나서야" 2024.03.13

Powerloop: Trialling Vehicle-toGrid technology

Vehicle to Grid Britain - Cenex

글로벌동향 - [22-4호] 영국의 V2G 동향과 고객참여 편익 ... - 한전

V2G: Democratising the energy system - OVO Energy

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