[에너지 톡톡] 교류냐 직류냐…전기차 충전의 모든 것

[헤럴드경제 정순식 기자] 정부가 그린 뉴딜 정책을 예고하면서 전기차에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 내연기관 차에 주유가 필요하듯, 전기차에는 충전이 반드시 필요한데요. 전기차 충전 방식 에도 여러 종류가 있다 합니다.

글로벌 전기차 시장의 국가별 비중 (출처 : 유진투자증권)

이에 앞서 전류에는 어떤 종류가 있는지부터 살펴보겠습니다. 전류는 건전지같이 일정한 전압과 전류를 갖는 ‘직류(DC, Direct Current)’가 있고, 집에 있는 콘센트에서 나오는 ‘교류(AC, Alternating Current)’가 있습니다. 교류는 시간에 따라 전압과 전류의 크기와 방향이 변화하는데, 그 이유는 발전소에서 전기를 만들 때 자석의 회전운동을 활용하기 때문입니다.

잠깐!! 작년 8월에 개봉했던 ‘커런트 워(The Current War)’를 아시나요?

‘커렌트 워(Current War)’는 베네딕트 컴버배치, 니콜라스 홀트 등 헐리우드 유명 배우들의 출연해 ‘에디슨’ VS ‘테슬라’의 전기 전쟁 스토리로 관심을 끈 영화입니다.

전기가 만들어진 후, 에디슨과 테슬라는 전기를 멀리 보내는 방식에 대해서 고민을 하게 됩니다. 에디슨은 직류 송전(DC, Direct Current), 테슬라는 교류 송전(AC, Alternating Current)을 각각 제시하며 전력 송전 표준을 두고 싸움을 벌이게 되는데, 이게 바로 ‘커렌트 워(The Current War)’입니다.

직류는 송전 효율성이 떨어져 발전소를 소비지역과 가까운 곳에 설치해야 하는 단점이 있는 반면, 교류는 소비지역에 다다라서 변압을 거치면 되므로 전력을 멀리 보낼 수 있는 장점이 있어 이 전쟁은 결국 교류방식이 승리하게 됩니다.

전기차는 ‘직류’ 전원 배터리로 움직이는데 이 사실을 알고 있으면 전기차 충전 방식을 이해하는데 훨씬 쉬워집니다. 전기차 충전방식은 충전속도에 따라 크게 완속충전과 급속충전 방식으로 구분되는데, 완속충전은 교류 전원을 이용해 전기차 배터리를 충전하는 방식입니다. 전기차는 충전기의 교류를 배터리의 직류로 변환해야 하기 때문에 충전시간은 4~5시간 정도 걸립니다. 급속충전은 별도의 변환을 거치지 않고 충전하는 방식이므로 완속충전보다 충전속도가 훨씬 빠르고 30분 내외입니다. 완속충전 방식은 미국, 일본, 한국이 공통으로 채택하여 전기차 제조사나 사용자가 불편이 작습니다만 급속충전은 국가 및 제조사마다 방식이 상이합니다.

전기차 충전 방식 (출처 : 환경부 전기차 충전소 홈페이지)

국내에서 사용하고 있는 급속충전 방식은 ‘DC콤보’ 방식과 ‘차데모(CHAdeMO)’, 그리고 ‘AC3상’ 방식, 이렇게 세 가지로 나누어 볼 수 있습니다. ‘DC콤보’ 방식은 완속충전용 교류 모듈에 급속충전용 직류 모듈을 동시에 사용할 수 있는 방식으로 BMW i3나 쉐보레 스파크 EV가 채택하고 있는 방식입니다. 이 방식을 사용하면 공간 활용도나 커넥터 통합 등의 이점이 있습니다.

‘차데모’는 미국과 유럽 진영이 아닌 일본 도쿄전력을 중심으로 닛산, 미쯔비시, 후지 중공업, 도요타를 주축으로 개발된 충전 방식으로 현재 도요타와 닛산, 미쯔비시가 차데모 충전방식을 사용하고 있습니다. 직류 방식만을 이용한 충전 방식으로 급속 충전을 목표로 개발되었기 때문에 교류 충전의 경우는 별도의 커텍터 등이 필요하여 공간 활용성이 떨어진다는 단점이 있습니다.

마지막으로 ‘AC3상’ 방식이 있는데, 프랑스 르노가 내세우고 있는 방식으로 별도의 직류 변환 어댑터가 필요 없다는 장점이 있습니다. 낮은 전력을 이용하기 때문에 효율이 높고, 직류 변환 장치가 필요 없어 다른 충전방식에 비해 인프라를 구축하는 비용이 작고, DC콤보와 마찬가지로 하나의 케이블로 급속충전과 완속충전이 가능하다는 장점도 있습니다.

이 외에도 테슬라는 자체 충전 방식인 ‘수퍼 차저’를 채택하고 있고, 택시와 같은 대중교통수단을 중심으로 빠르게 전기차를 보급해나가고 있는 중국의 경우는 차데모 방식을 변형한 자체적인 방식을 운영하고 있습니다.

그럼 전기차 충전소는 어디에 있을까요? 국내 충전기 현황은 환경부 전기차 충전소(http://www.ev.or.kr) 홈페이지를 이용하면 편리하게 확인할 수 있습니다. 환경부 외 한국전기차충전서비스, 에버온 등 타 기관이 운영하는 충전소 정보도 동시에 제공합니다. 급속/완속 충전기 보유 현황, 충전기 방식, 운전상태, 주소, 이용 요금, 위치 및 경로 등 각종 서비스를 검색할 수 있습니다.

전국 전기차 충전소 운영현황 (출처 : 환경부 전기차 충전소 홈페이지)

2020년 4월 기준 전국에 1만7000 여개 충전소가 설치되어 있으며 지속 확대될 것으로 전망하고 있습니다.

증권가 분석에 따르면, 코로나19로 인한 전기차 시장의 단기적인 불확실성이 존재하는 것은 맞지만, 사태가 진정되고 나면 전기차 시장의 성장성은 재차 주목받을 것으로 전망하고 있습니다. 특히, 유럽은 강력한 환경 규제를 바탕으로 상품성과 가격경쟁력을 갖춘 전기차들이 지속적으로 출시될 것으로 예상하고 있습니다.

글로벌 전기차 시장 전망 (출처 : 유진투자증권)

유진투자증권에 따르면, 글로벌 전기차 판매량은 2016년 77만대 수준에서 2020년 271만대, 2025년 863만대로 연평균 31% 성장을 전망하고 있으며, 이런 고성장에는 유럽과 중국이 주도하고 있습니다. 유럽 전기차 판매량은 지난해 56만4000여대에서 2020년 77만 여대, 2025년 293만 여대로 연평균 33% 성장할 것으로 예상되며, 중국도 내수 시장을 기반으로 해서 연평균 31% 성장을 전망하고 있습니다.

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