전기차 충전산업, 충전인프라

전기차 충전산업, 인프라

- 이미 충전 인프라는 2017 년 대비 2020 년에 네덜란드(162%)와 중국(158%), 프랑스(125%), 영국(114%)에서 높은 성장을 보였다.

- 미국과 유럽, 중국 등 주요 지역에서 지원책이 강화되고, 기존 업체 및 신규업체에서 진출이 이어지며 앞으로도 성장을 이어갈 전망이다.

- 상대적으로 전기 보급이 늦었던 국내도 2022 년부터 개정된 법이 적용된다는 점도 중요하다. 충전기 설치가 신축 아파트뿐만 아니라 구축 아파트, 기축 시설, 주거지 생활거점으로 확대됨에 따라 많은 변화가 예상된다.

 

 

전기차 충전산업, 포인트는?

- Bloomberg 전망에 따르면 2040 년까지 충전 네트워크는 전 세계에 걸쳐 2.9억개의 충전기 규모로 성장이 예상되며, 해당 규모를 달성하기 위해서 누적으로 5,890억 달러의 투자가 요구된다.

- 연간으로 보았을 때, 최대 투자금액은 전체 충전기 시장은 2037년(390억 달러), 공공 충전으로 한정하면 2035년(157억 달러)으로 예상된다.

2.9 억 개의 충전기를 수요처별로 구분하면, 가정용이 2.5 억 개(87%)로 가장 많은 설 치가 예상된다. 그 뒤로는 공공부문 2,400 만 개, 근무지 1,200 만 개, 상용(버스/트럭) 전용으로 400 만 개가 필요할 것으로 전망된다

- 이처럼 빠른 성장이 예상됨에 따라 전력을 공급하는 장치인 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)를 비롯한 하드웨어가 먼저 수혜를 입을 것으로 판단한다.

전기차 충전의 경우, 충전 시간과 용량에 따라서 크게 완속 충전(Level 1/2), 급속 충전 (Level 3)로 구분된다
급속 충전은 일반적으로 AC 전원을 DC 변환하여 자동차에 장 착된 배터리에 필요 전력을 충전하며, 정류기 및 DC/DC 컨버터가 외부 충전시스템에 분리되어 있어 충전 속도가 빠르다.

완속 충전은 정류기와 AC/DC 컨버터가 자동차에 내장(On Board Charger)되어 전력 변화과정이 발생하고 자동차는 구조적으로 소용량 변환만 가능하므로 충전 속도가 느리다

서로 다른 충전 방식이 필요하고, 차량마다 포 트와 배터리 시스템이 상이하기 때문에 시장이 세분화되고, 어떤 솔루션을 제시할 수 있는지가 중요하다.

- 기존 주유소와 달리 충전산업은 충전 가능한 장소와 충전방식(급속/완속)에 따라 다른 사업구조를 가질 수 있고, 운영 및 관리 단계에서도 다양한 역할이 필요하기 때문에 업체마다 서로 다른 전략적 포지셔닝을 취할 수 있다.

- 특히 운영 및 관리 부분은 하드웨어와 달리 지속적인 수익을 얻을 수 있다는 점도 중요하다.

- 최근 부상하고 있는 ChargePoint, Blink 등의 충전업체도 서로 다른 비지니스 모델을 보유하며 수익성을 확보하고 있다. 완성차도 본격 진출하며 충전시장이 확대되고 있다.

 

특히 완속 충전의 확대 기대

- 충전방식 이외에도 충전산업이 가지는 중요한 특징은 또 하나 있다. 바로 충전할 수 있는 장소가 다양하다는 점이다. 과거 내연기관의 경우, 운행에 필요한 연료 주입을 위해서 통상 주유소에 방문해야 했다. 하지만 전기차는 전기를 연료로 사용함에 따라 가솔린/디젤과 달리 전기를 공급받을 수 있는 모든 곳에서 충전이 가능하다.

 

- 공공부문의 성격이 강하여 지속적인 투자가 필요한 목적지 및 주유소형 충전소, 플릿사업자의 경우에는 동시에 다수의 차종을 충전할 수 있게끔 대용량 공급시설과 급속충전이 가능해야 한다. 대규모 투자가 요구되지만, 에너지 재판매와 가격 인상이 가능하다는 장점도 보유하고 있다.

 

- 주거지와 직장은 다른 지역과 달리 충전 가능한 시간이 길다는 점을 생각하면, 완속 충전만으로 충분하다. 절대적인 수가 많다는 점을 감안하면 완속 충전의 성장성이 클 수있다. 물론 주거지와 직장에서 급속 충전도 가능하지만, 완속과 비교하여 가격이 비싸고, 배터리에 데미지를 가한다는 점도 고려해야 한다.

 

선순환 관계인 충전능력과 전기차

충전 인프라의 확대는 전기차 판매에도 긍정적이다. 일반적으로 전기차 구매에 부담으로 작용하는 요인으로 충전시설 부족과 많지 않은 모델, 높은 구매비용과 충전시간, 정책 불확실성이 꼽힌다.

부족한 라인업과 정책 불확실성은 앞으로 해결될 이슈라는 점을 고려하면 가장 큰 걸림돌은 충전과 관련된 이슈다. 바꿔 말하면 충전 인프라가 확대될수록 구매부담이 낮아지며, 전기차 판매가 증가하는 선순환이 일어날 수 있게 된다.

 

 

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충전에서도 이루어지는 정책적 지원

■ 미국

- 먼저 미국은 바이든 정부 취임 이후 전기차와 충전소 시설 확보를 밝히고 있다. 특히 충전소의 경우, 현재 11 만 개에서 2030 년까지 50 만 개로 확대하는 것이 목표

- 1.2 조 달러로 초기 계획보다 규모가 감소한 인프라 법안에도 충전소 건설비용은 75 억달러가 책정되어 있다.

- 환경개선뿐만 아니라 충전소 설치와 이후 유지 관리를 위한 양질의 일자리 창출도 가능함에 따라 정부차원의 추가적인 지원도 가능하다고 판단한다.

 

■ 유럽

- 유럽도 적극적인 충전능력 확대를 계획 중이다. 전기차 확산을 위해 2020 년 기준으로 약 22.5 만개 수준인 공공 전기차 충전소가 2024 년까지 100 만, 2029 년까지 300 만 곳이 필요하다고 발표했다.

1) 범 유럽 네트워크 프로젝트를 통해 주요도로 50km 당 급속 충전소를 설치 하는 것을 목표로

2) 유럽연결 프로젝트에서는 주요 국가 고속도로에 120km 마다 급속 충전기를 설치하는 등의 전반적인 충전 인프라를 구축하는 방안이 주요 내용이다.

- 또한 국가별로도 충전기를 설치했을 경우, 영국은 보조금을 지급하고, 프랑스는 세금 공제를 하고 있고, 노르웨이, 네덜란드 등에서는 투자를 통하여 충전시설을 제공하는 등 충전인프라를 확대하기 위한 지원책을 펼치고 있다.

 

 

■ 중국

- 글로벌 1위 자동차시장인 중국도 신에너지 자동차 충전 인프라 구축 장려정책 및 신에너지 자동차 보급확대 강화에 관한 통지에 따라 충전 인프라 보조금 정책을 추진 중이다.

- ‘신 인프라 행동계획 2020-2022’에서 전기차 충전소 설립을 5G 이동통신과 빅데이터 등과 함께 중점 지원 분야 중 하나로 선정하였고, 친환경 차에 지급하던 보조금을 축소하는 대신에 충전 인프라를 확대하고 있다.

- 주 정부 및 지방 단위에서도 건물 소유주가 전기차 충전설비를 제공하는 경우, 인센티브를 지급하고 있다

- 민간에서도 2014 년부터 중국 국가 전력망 공사에서 민간자본에 전기차 충전기 시장을 개방하였다는 점도 주목할 필요가 있다.

- EVCIPA 에 따르면 2021 년 7 월 기준으로 공공 부문 충전기는 YoY +240.4%, 사설 부문 YoY +214.1%를 보였고, 이러한
성장은 앞으로도 지속될 전망이다.

 

기존 및 신규 업체의 진출

- 기존 업체 중에서는 전기차 선도업체인 테슬라가 미국과 중국, 유럽 등지에 슈퍼차저를 운영하고 있다. 테슬라보다는 늦었지만, GM, 폭스바겐, 현대차그룹 등도 충전산업을 본격화하고 있다.

- 변화의 주요 키워드인 탄소배출 저감의 영향을 받는 정유업체와 유틸리티 업체도 M&A 와 지분투자, JV 형태로 충전산업에 참여하고 있다

- 에너지에 대한 이해가 높고, 기보유한 현금과 자산에서 강점을 지니고 있음에 따라 충전시장에서 중요한 한 축을 담당할 것으로 예상한다.

- 기존 업체도 중요하겠지만, 신규업체에 보다 주목할 필요가 있다. 대표적인 기업으로ChargePoint, EVBox, Blink Charging 등을 꼽을 수 있다

 

ChargePoint(NYSE:CHPT)

:: 미국 내 135,000 개 이상의 충전소를 운영하고 있는 1위 기업(73% 점유율)으로 2 위와 큰 격차를 보이고 있다.

:: 충전기를 직접 판매하며 하드웨어를 제공할 뿐만 아니라 고객에게 충전시설 정보를 공유하는 클라우드 기반의 소
프트웨어 기술을 보유하고 있으며, 문제 발생시 수리까지 가능한 서비스도 제공하고 있다.

:: 현재 Fortune 50 기업들 중 약 62%가 회사 사무실에 동사의 충전소를 사용 중이다.

 

EVBox(NYSE:TPGY)

:: 유럽 1 위 사업자로 20 만 개 수준의 충전소를 보유하고 있다.

:: 전기차 및 충전과 관련한 규제가 가장 강한 지역임을 감안하면, 역설적으로 높은 성장성을 보유하고 있는 기업이다.

 

Blink Charging(NASDAQ:BLNK)

:: 미국 내 2 위 사업자로 McDonald's, Facebook 등과 파트너십을 체결하고 있으며, 미국 외에도 유럽과 중동까지 사업을 확장하였다.

 

- 그 밖에도 ABB, BTC Power, Siemens 등의 기존/신규 업체들이 하드웨어와 소프트웨어, 서비스 등 다양한 분야에서 충전산업에 진출하고 있다.

 

 

국내동향 – 전기차는 늦었지만, 충전은 빠르게

- 2021년 8월 현재 전기차 보급 대수는 17.6 만 대, 보급된 충전기는 7.2 만기(급속 1.2 만기, 완속 5.9 만기)로 2017 년 대비 각각 6.9 배, 5.3 배 증가하였다. 

- 충전기 1 기당 전기차 대수는 2.4 대로 미국 16 대, 일본/프랑스 10 대, 중국 6 대 대비 양호한 수준이지만, 주요 국가와 비교하여 산업수요 대비 전기차 판매 대수의 비중이 절대적으로 낮았다는 점도 감안할 필요가 있다.

- 지금까지는 설치가 용이한 공공시설, 주차장, 공동주택 중심으로 설치되어왔으나, 2022년부터는 개정된 친환경 차 법이 적용됨에 따라 신축뿐만 아니라 구축아파트, 기축 시설, 주거지 생활거점으로 확대될 전망이다.

- 공동주택은 2025 년까지 100 세대 이상의 아파트(17,656단지, 1073만 면)에 주차 공간의 4%이상 완속 충전기가 구축되어야 하며, 도심지역도 2025년까지 상업/공공시설(43만동, 475면)에 주차 공간의 3% 이상 완속 충전기가 구축되어야 한다. 특히 충전기 설치가 권장이 아닌 의무화된 구역이 증가함에 따라 가파른 성장이 기대된다.

 

 

■ 현대차그룹

:: 급속 충전은 전기차 제조사인 현대차그룹을 중심으로 확대되고 있다. 현대차그룹은 2021년 3월 고속충전 인프라 브랜드인 E-Pit 을 공개하며, 고속도로 휴게소를 중심으로 설비를 확대하고 있다. 현재까지 12곳의 고속도로에 휴게소당 6기의 충전기가 설치되었으며, 올해 내로 주요 도심 거점에 8개소(48기)를 추가할 계획이다.

 

■ 한국전력, 카카오모빌리티

:: ‘전기차 충전 플랫폼 구축을 위한 서비스 개발협력’ 양해각서(MOU)를 체결하였고, 카카오내비와 ‘차지링크(ChargeLink)’를 연계해 운행 경로상 최적의 충전소를 찾아주고 결제까지 가능한 ‘차징플래너’ 서비스를 시작할
예정이다.

 

- 주요 국가 대비 전기차 보급은 뒤쳐졌지만, 충전과 서비스에서는 빠른 성장이 기대된다.

 

 

급속 충전과 관련된 오해들 정리

1. 급속 충전이 전기차를 충전하는 주요 수단이다?
- 80%이상의 전기차 충전이 주거지,직장에서 발생, 긴 시간동안 주차되어 있기 때문에 완속으로도 충전할 시간은 충분
- 일상 생활에서 충전하기에는 가정이나 직장에서 충전하는 것이 가장 편리한 방법

 

2. 급속 충전이 항상 더 낫다?
- 배터리도 적절한 온도에서 작동해야 함
- 급속 충전은 많은 양의 전력을 전달하는데, 이 과정에서 완속 충전에 비해 배터리에 "stress"를 줄 수 있는 열을 생성할 가능성
- 몇몇 전기차 모델들은 충전 시에 적정한 온도를 유지할 수 있도록 배터리 컨디셔닝을 하도록 설계
- 점차 배터리 수명에 열 스트레스가 주는 영향은 감소하겠지만, 여전히 완속 충전을 활용하는 것이 유리

 

3. kW 가 높으면 높을수록 좋다?
- 현재 사용되고 있는 대부분의 전기차는 몇몇 충전소에서 이용 가능한 350kW 를 활용할 수 없는 상황(특히 PHEV 는 대부분 급속 충전 불가)
- 모든 전기차들은 각각의 배터리 전압과 전기차가 받아들일 수 있는 amperage(전류의 세기,암페어 수)에 의해 충전 속도가 제한
- 350kW 는 미래의 충전 능력을 증명하는 것이고, 현재는 125kW 도 충분한 수치

 

4. 모든 차가 같은 속도로 충전된다?
- 모든 차가 다른 배터리 전압과 급속 충전 용량으로 세팅
- 각각의 차의 배터리 운영시스템이 급속 충전기에게 주어진 시간 안에 얼마나 많은 전력을 충전할 수 있는지 보고하는데, 이 전력의 양은 배터리가 받아들일 수 있는 전압과 전류에 따라 제한됨
- 아직까지 급속 충전이기가 전기차가 허용가능한 수준보다 더 높은 충전 능력 보유

 

5. 온도는 영향을 주지 않는다?
- 온도는 배터리들에게 굉장히 중요
- 적정 온도보다 높거나 낮다면 조정할 필요

 

이러한 이유로 주요 기관의 전망치에서도 완속 충전 성장을 높게 보고 있다. BCG 에따르면 승용차를 위한 충전용량은 2020 년 4TWh 수준에서 2025 년 30TWh, 2030 년 86TWh 로 매년 34%의 성장이 예상된다

 

사유와 공공부문 모두 증가하는 가운데, 공공부문에서도 급속 충전보다는 완속 충전 중심의 성장을 전망하고 있다. Bloomberg에서 제시한 공공부문에서의 성장도 일반과 확산 시나리오 모두에서 완속 중심의 성장을 언급했다

 

국내 시장도 글로벌과 유사하게 완속 충전기의 시장이 커질 것으로 예상된다. 정부 정책은 2021 년 6 월 기준으로 급속 충전이기는 0.8 만기, 완속 충전기는 5.9 만기 수준이지만, 2025 년까지 각각 1.2 만기, 50 만기까지 확대하는 것을 목표로 삼고 있다.

 

전략적 포지셔닝이 가능한 충전소 운영

- 하드웨어 설치 이후에는 크게 1) 기술 운영, 2) 충전소 이용에 따른 서비스 제공, 3) 에너지 관리, 4) 전기 및 그리드 관리 등에서 사업기회와 수익이 일어난다.

- 먼저 기술 운영은 일반적으로 충전 지점을 관리하는 소프트웨어, 하드웨어 유지 및 관리, 충전기술 관련 서비스 등처럼 민간 및 공공 충전사업을 운영하는 사업을 영위한다. 충전소 설립 이후 시설의 유지관리에 초점을 맞추는 셈이다.

- 충전시설 제공자와 소비자 사이의 충전과 지불을 지원하면서, 고객의 거래수수료와 CPO(Charge Point Operator) 및 MSP(Mobility Service Provider) 등에 지급되는 로밍 수수료 등을 지급받는다.

- 하드웨어는 제조 및 판매 통해 수익이 발생함에 따라 인프라의 완성 이전까지 대규모 매출이 발생하지만, 설치 이후부터는 성장성이 감소한다는 구조적 특징을 가지고 있다. 하지만 앞서 설명한 기술 운영부터 전기 및 그리드 관리는 일회성 수익이 아닌 지속되는 운영과 사용으로 꾸준한 수익을 얻을 수 있다는 특징을 가지고 있다.

 

- 만약 전력을 어떻게 공급받을지까지 고려하면 더욱 다양한 접근이 가능하다. 일반적으로는 기존에 설치된 전력망(On-Grid)를 활용하지만, 기존 전력망과의 연결 없이 재생에너지 등을 활용한 신규 전력망(Off-Grid)을 충전시설에 도입할 수도 있다

- 그리고 건물이나 마트, 주차장처럼 충전시설을 설치된 자산의 소유권을 보유한 입장에서는 다른 방식으로 충전사업을 영위할 수 있다. 대표적으로 충전시설을 보유한 미국의 소매점 사례를 보면, 전기차를 보유한 고객은 일반 고객보다 50 분 더 매장에 머물며 분당 평균 1 달러를 더 소비하는 것으로 나타났다. 자산을 소유한 입장에서는 충전시설을 무료로 개방하고, 자산의 가치를 높이는 접근도 충분히 가능하다. 

 

- 미국 1 위 업체인 ChargePoint 와 EVBox 는 충전에 필요한 하드웨어를 제조해서 팔고, 다양한 종류의 운영과 서비스도 제공하지만, 직접 충전소를 소유하거나 운영하고 있지는 않다. 쉽게 표현하면 위탁 운용의 형태를 띄고 있다. 반면에 Evgo 는 충전기를 제조하지는 않지만, 충전소와 충전기 운영권을 가지고, 충전이 이루어질 때마다 수익을 얻고 있다.

- Blink 의 경우에는 하드웨어의 제조와 서비스, 운영 및 소유를 모두 하는 전략을 취하고 있다. Blink 의 CEO 는 지금은 중요한 거점을 먼저 선점하는 것이 중요하기 때문에 수익성은 나중에 고려해도 된다고 발언하며, 앞서 언급한 다른 업체들과는 다른 전략을취하고 있다.

- Volta 의 경우, 충전기에 55 인치 디지털 스크린도 함께 탑재하여 제공한다. 해당 화면 서 특정 상품에 대한 광고를 진행하면서 전기차 충전 외에도 수익을 낼 수 있는 모델을 갖춰가고 있다.

- Beam Global 은 충전기와 함께 배터리가 태양광 셀 캐노피로 덮인 모델을 제공한다. 기존 전력망을 하는 것이 아닌 자가 발전을 통하여 충전하는 방식으로, 자체 배터리 충전이 변수를 가지긴 하지만, 전력원가에 대한 부담이 낮다는 장점을 가지고 있다.