전기자동차는 어떻게 운행될까요?

전기자동차는

어떻게 운행될까요?

오전 7시, 모닝 커피 한잔을 마신 후 도킹 스테이션에서 완충된 스마트폰을 뽑아들고 주차장으로 향합니다. 주차장에는 밤사이 충전된 전기자동차가 당신을 기다리고 있습니다. 충전 플러그를 빼고 주차장을 나서는 길에 건너 이웃집을 봅니다. 이웃은 최신식 전기자동차를 타자마자 곧바로 주차장을 나섭니다. 차고 바닥에 깔린 충전 패드를 통해 무선으로 충전을 끝냈기 때문입니다.

이 모든 이야기가 먼 미래의 일처럼 들리시나요? 전기이동성이 빠르게 발전하면서 상상 같은 아침 풍경이 우리의 일상이 될 날이 머지않았습니다.

전기이동성 성공은 인프라에 달려

전기자동차는 더 이상 낯선 이야기가 아닙니다. 신문과 온라인 뉴스, SNS 등을 통해 우리는 매일 쏟아지는 각양각색의 혁신적인 소식을 접합니다. 세계 유수의 자동차 제조사가 전기자동차 최신모델을 출시한 소식부터 자동차 산업의 신생 스타트업 탄생이나, 어느 스마트 도시에 설치된 전기차 충전소 겸 가로등 이야기까지 다양한 뉴스들은 더 이상 까마득한 미래의 이야기가 아닙니다.¹

미래 소재를 앞서 개발해둔 랑세스(LANXESS) 같은 기업들 덕분에 충분히 가능한 현실이 되었습니다. 여기에 전문기술과 지식, 창의성과 대담함이 더해져 전기자동차를 개발하는 데 필요한 토대가 되었습니다. 세계 곳곳에 충전 인프라를 구축하는 일 역시, 전기이동성의 성공을 좌우하는 중요한 전제조건입니다.

충전 인프라는 최우선 과제

독일 포사(Forsa) 연구소와 미래연구소(Zukunftsinstitut)의 설문조사와 연구 결과²에 따르면, 응답자 약 90%가 전기이동성으로 전환에 가장 필요한 조건으로 잘 구축된 충전 인프라를 꼽았습니다. 전기자동차의 주행 가능 거리나 가격 등은 그 다음이었습니다. 공공장소, 상업시설, 개인용으로 충전소를 설치하고 충전 인프라를 확대하는 일은 최우선 과제입니다. 몇몇 국가들이 앞서 있긴 하지만, 이 문제는 전 세계가 당면한 과제입니다. 결국 효율적인 충전 인프라가 전기이동성 시장의 성공과 발전에 중대한 영향을 미칠 것이기 때문입니다.

인프라 확장에는 다양한 기업과 서비스 분야를 아우르는 잠재적인 개발 역량과 업무 영역이 필요합니다. 인프라 구축은 전기자동차가 도로 위를 달리기 훨씬 이전부터 시작됩니다. 전기차가 달리기 위해선 전기 공급도 선행되어야 합니다. 전기자동차 충전 케이블 및 플러그는 우리가 생각하는 이상의 스트레스를 받습니다. 랑세스의 엔지니어링 플라스틱은 충전소용 플러그, 스위치, 케이블 피복 및 벽에 설치하는 충전 월박스 하우징 등 제작에 적용됩니다. 랑세스의 듀레탄(Durethan®), 포칸(Pocan®)은 온도 거동, 치수안정성, 뒤틀림, 강성 및 하중 용량 등 뛰어난 물성 덕분에 충전 인프라 부품 제조사들이 혁신적인 제품을 개발할 수 있는 무한한 가능성을 제공합니다. ‘무선 충전’이라는 새로운 분야에도 적용될 수 있습니다.

무선 충전

무선 충전은 전동 칫솔이나 스마트폰 등을 통해 이미 익숙한 기술입니다. 하지만 전기자동차를 위한 무선 충전은 여전히 낯선 과제이고 무엇보다 훨씬 복잡한 고도의 기술을 필요로 합니다. 무선 충전은 충전케이블 연결 없이 비접촉으로 충전하는 기술입니다. 바닥과 차량에 설치된 코일이 위아래 정확한 위치에 배치되기만 하면 에너지 전송이 이뤄지기 때문에 주차장 등 차량이 주차되었을 때뿐만 아니라 도로 위를 달리는 중에도 충전이 가능합니다. 2015년부터 독일 브라운슈바이크 시에서는 네 대의 전기버스가 무선 충전으로 운행되고 있습니다.

“무선 충전은 랑세스 엔지니어링 플라스틱이 기술 발전에 중요한 역할을 할 수 있는 새로운 기회입니다”

얀 벤더 (Jan Bender)랑세스 엔지니어링 플라스틱 사업부

“가볍고 뒤틀림이 없으며 내열성이 뛰어나고, 주변 다양한 환경에 내화학성을 모두 충족할 수 있는 소재로 엔지니어링 플라스틱이 이상적입니다.”

줄리안 하스펠 (Julian Haspel)랑세스 e-파워트레인팀

하지만 대부분의 자동차 시장은 아직 이 같은 상용차 프로젝트가 달성한 성공을 구현하지 못하고 있습니다. 여러 방면에서 개척이 필요하며, 혁신적이고 실용적인 솔루션이 요구됩니다.

듀레탄®(Durethan®)과 테펙스®(Tepex®)같은 열가소성 복합소재는 충전 패드, 바닥용 커버, 자동차용 프레임은 물론 전체 충전 시스템을 제작하는 데 적용될 수 있습니다. 전기이동성과 인프라 확대를 위해서는 소재부터 부품제조사에 이르는 다양한 부문의 협력과 새로운 접근방식이 필요합니다.

마법의 신조어: 협력적 경쟁관계

분야 간 인터페이스와 협동이 성공의 열쇠입니다. 최근 ‘경쟁적 협력(Coopetition)’이라는 신조어가 부상하고 있습니다. 전기이동성 시장에 자리잡기 위해 대기업과 중소기업이 함께 지속가능한 콘셉트와 혁신적인 기술을 개발하고 또 이익을 만들어가는 ‘협력’ 및 ‘경쟁’ 관계를 구축하는 경우가 많아지고 있습니다. 앞으로 전기이동성, 지능형 충전 인프라 제공 및 사용, 과금 결제 등 수많은 서비스가 등장할 것입니다.

독일 미래연구소 역시 “전기이동성이 시장을 흔들고 있다” [“E-mobility is shaking up the market”]는 글에서 이러한 현상을 강조한 바 있습니다. 효율적인 충전 인프라, 새로운 드라이브 기술, 경량화 설계, 배터리 등에 대한 공동 연구가 경쟁적 협력 분야를 폭발적으로 확장시키고 있습니다. 자동차 제조사와 모빌리티 제공 기업 간의 파트너십은 일반적인 현상이 되고 있습니다. 협력만이 서비스나 인터페이스, 사업 등의 성과를 보장할 수 있기 때문입니다.

특히 충전 서비스 접근성이 시장 성공 결정 요인이 될 것이며, 성공을 위해서는 가능한 단순하고 최대한 표준화되어야 합니다. 일례로 전기자동차 충전 서비스를 이용하는 데 매번 여러 다른 결제 카드를 써야 한다면 이동성 시장에서 살아남기 어려울 것입니다. 개방성과 협업, 그리고 운전자가 얻는 부가적 혜택이 중요합니다.

Note

충전 케이블 및 단자의 통일된 규격을 마련하는 데 오랜 시간이 걸린 스마트폰 제조사들의 사례는 반면교사가 될 것입니다. 2018년 3월 EU에서 맺어진 합의는 원칙 상으로는 자발적이었지만 사실상 애플, 구글, 레노버, LG, 모토로라, 삼성 및 소니에게 정치적 압력의 결과로 체결됐습니다. 합의는 늦어도 2021년에는 EU의 USB-C 표준을 따르는 충전 케이블이 호환되는 스마트폰 모델만을 판매한다는 것을 골자로 하고 있습니다.³ 무선 충전으로 넘어오자 제조사들은 이 문제를 더 적극적으로 반영했습니다. 처음부터 Qi 표준 무선충전 방식을 도입한 것입니다. 안드로이드 스마트폰 제조사뿐만 아니라 애플 역시 이 방식을 따르고 있습니다. 이 사례로 전기이동성 업계가 배울 점은 처음부터 통일된 표준의 장점을 활용하고 서로를 배척하지 말아야 한다는 것입니다. 이는 전체 시장의 성공을 촉진시키는 데 결정적인 역할을 할 수 있습니다.

전문성의 이동

회사 간 협력이 증가하게 된 주요 요인은 전문성의 이동과 밀접한 관련이 있습니다. 자동차 제조사는 내연 엔진에 약 60%의 전문성을 가지고 있지만, 전기모터 개발에 있어서는 전문성이 15%로 낮아집니다. 반면, 전자 및 화학 업계 등 다른 분야는 전기모터 개발에 약 20년 정도 앞서 있으며, 이미 포트폴리오에 적절한 제품을 갖추고 있기도 합니다. 랑세스 엔지니어링 플라스틱 비즈니스도 좋은 예 중 하나입니다. 수십 년간 축적된 경험과 기술을 바탕으로 전기이동성 분야에 이상적인 소재를 공급할 수 있는 전문성을 갖추고 있습니다. 랑세스는 전기이동성 제조사들이 우수한 경쟁력을 갖추고 시장 진입에 성공하는 데 중요한 파트너가 되고 있습니다.

“랑세스는 전기이동성 제조사들이 우수한 경쟁력을 갖추고 시장 진입에 성공하는 데 중요한 파트너가 되고 있습니다.”

얀 벤더 (Jan Bender)랑세스 엔지니어링 플라스틱 사업부

선두 자동차 제조사들 사이에서도 성공적인 협력이 이루어지고 있습니다. 일례로 다임러는 중국의 BYD와, 폭스바겐은 바르타 마이크로배터리(Varta Microbattery)와, 아우디는 호이트 파트너(Voith Partner)와 협업하고 있습니다. 테슬라는 여전히 이 분야의 선구자 역할을 하고 있으며, 최근에는 폭스바겐이 자사의 모듈러 전동화 툴킷(MEB) 플랫폼을 위한 첫 파트너로 E.Go를 선정했다고 발표했습니다. E.Go는 폭스바겐과 함께 이 툴킷에 기반한 차량을 함께 개발하고 싶다고 밝히기도 했습니다. 폭스바겐 CEO헤르베르트 디스(Herbert Diess)는 올해 제네바 국제모터쇼 개막 직전 “MEB를 전기이동성의 표준으로 자리잡게 만드는 것이 목표”라고 말한 바 있습니다.⁴

수요와 공급 – 잠재력 창출과 최적화

신기술이 대중에게 다가가고 설득하기 위해선 신뢰가 필요합니다. 유명 브랜드는 오랜 시간 쌓아온 품질이 기반되어 수월하게 대중에게 다가갈 수 있습니다. ‘사용 편의성’ 또한 중요합니다. 컨설팅 에이전시 올리버 와이만(Oliver Wyman)이 독일, 프랑스, 영국, 중국 상하이와 싱가포르에서 실시한 연구에 따르면, 기업이 전기이동성 시장에서 자리잡기 위해 이동성의 모든 영역을 아우를 필요는 없지만, 이동성의 연결고리 내에서 중요한 접점으로 포지셔닝 해야 한다고 합니다.⁵

랑세스는 엔지니어링 플라스틱 업계의 베테랑 전문가로 시장 내 입지를 공고히 다져왔습니다. 고성능 플라스틱 분야에서 수십 년 동안 경험을 쌓아 왔으며 지금도 지속 성장하고 있습니다. 전 세계 자동차 업계 고객에 랑세스는 든든한 파트너였을 뿐만 아니라, 신규 솔루션 개발을 뒷받침한 원동력이자 혁신가 역할을 해왔습니다.

“전 세계 자동차 업계 고객에 랑세스는 든든한 파트너였을 뿐만 아니라, 신규 솔루션 개발을 뒷받침한 원동력이자 혁신가 역할을 해왔습니다.”

마이클 조벨 (Michael Zobel)랑세스 엔지니어링 플라스틱 사업부

이는 최근 전기이동성과 인프라의 발전과 확장에 있어서도 마찬가지입니다. 랑세스 플라스틱은 더 가볍고 견고하며 내열성이 뛰어나면서 전자파 차폐율과 전도성이 우수한 충전 시스템을 제작하는데 적용될 수 있는 덕분입니다.

창의적인 컨셉이 원동력

전 세계 곳곳에서 충전 인프라 확대 촉진을 위한 창의적이고 다양한 접근 방식이 등장하고 있습니다. 오래된 공중전화 부스를 전기차 충전소로 바꾸는 오스트리아의 프로젝트는 틀을 벗어난 혁신적인 아이디어로 주목 받았습니다. 공유자동차 개념은 제조사들로 하여금 인프라 확장에 참여하면서 동시에 전문가로 자리매김할 수 있는 훌륭한 기회가 되고 있습니다.

특히 대도시 경우 조용하고 환경친화적이며 단거리 주행에 최적화된 전기자동차 역할이 더욱 중요해질 것입니다. 더 많은 공유 자동차가 전기차로 전환되고 있으며 개인과 기업들도 동참하고 있습니다. 성장 잠재력을 가진 큰 시장이지만, 충분한 충전소 마련이 수반되어야 합니다. 랑세스는 증가하는 전 세계적 수요에 대응할 수 있는 글로벌 파트너입니다. 세계 각 대륙에 생산기지와 네트워크를 갖추고 있을 뿐만 아니라, 각 지역고객, 전기이동성 주요 시장과도 근접해 있습니다. 기존 시장 리더부터 혁신적인 스타트업들과도 긴밀한 협력 관계를 구축하고 있습니다.

1 2 3 4 5 6 7 8

에너지 전환과 스마트 그리드

마지막으로 강조해야 할 부분은 에너지 전환에 대한 이야기입니다. 이는 스마트 그리드를 전 세계로 확장하는 데 역할을 할 것입니다. 이전에는 중앙 발전소가 도시 전체의 전력 수요를 책임졌지만, 오늘날의 에너지 공급자 네트워크는 개인 주택의 태양광 시스템, 바이오가스 발전소와 풍력 터빈을 갖춘 농장 등 점점 더 소규모 공급자로 구성되는 형태로 변하고 있습니다. 이들은 서로 긴밀하게 연결되고 점점 더 스마트해지고 있습니다. 스마트 그리드는 전기이동성의 일부가 되고 있으며, 여기에 핵심 키워드는 ‘Vehicle-to-Grid(V2G)’입니다.

Note

V2G는 자동차 배터리를 전력공급망의 초과 용량을 저장하는 버퍼(buffer)로 사용하다가 전력 사용이 많은 시간대에는 다시 에너지를 전력망에 공급하는 컨셉입니다. V2G는 효율적이고 지속가능한 전력 사용을 가능하게 해줍니다. 하지만, V2G 를 전면적으로 실현하기 위해서는 여러 대의 전기자동차를 전력망에 몇 시간 이상 연결해 놓을 수 있는 충분한 공간이 전제되어야 합니다.

참고 정보

¹https://iam.innogy.com
²Forsa study commissioned by the Renewable Energy Hamburg Cluster; www.zukunftsinstitut.de
³https://t3n.de
⁴www.heise.de/newsticker
⁵www.oliverwyman.de