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문제 정의
- 본 연구는 스마트그리드를 통한 전기자동차 전력수요 관리 효과를 정량적으로 분석하고 정책적 시사점을 제시하고자 한다. 특히 그동안 논의가 심층적으로 진행되지 못하였으나 최근 들어 상용화 분위기가 형성되고 있는 V2G(vehicle to grid)1) 기술의 효과를 반영하고자 한다.
- 본 연구는 스마트그리드를 통한 전기자동차 전력수요 관리 효과를 정량적으로 분석하고 정책적 시사점을 제시하고자 한다. 특히 그동안 논의가 심층적으로 진행되지 못하였으나 최근 들어 상용화 분위기가 형성되고 있는 V2G(vehicle to grid)1) 기술의 효과를 반영하고자 한다.
가설 설정
- IEA(2011.8)에 따라 배터리 저장용량 Es는 EV(순수전기자동차)가 30kWh, PHEV(플러그인전기자동차)가 8kWh로 가정한다. 그리고 EV와 PHEV의 평균 주행효율성(ηEV/PHEV)은 0.
- V2G 지원 AMI의 구축은 초기에 지수함수 형태의 성장을 보이다가 점차 성장률이 둔화되고 최종적으로 대부분의 가정에 AMI가 구축되면서 성숙단계에 이를 것으로 가정한다. 이에 2017년부터 2035년까지 특정 연도의 V2G 지원 AMI 구축 비중은 식(3)과 같은 공식으로 표현될 수 있다.
- 그리고 EV와 PHEV의 평균 주행효율성(ηEV/PHEV)은 0.15kWh/km로 가정한다.
- 그리고 인버터의 효율성(ηINV)은 Kempton and Tomić(2005)이 가정한 바와 같이 0.93으로 설정하였다[5].
- 그러나 V2G 기술 상용화 시기가 언제인지, V2G 지원 AMI 보급률이 어느 정도인지에 따라 AMI의 V2G 영향은 달라질 것이다. 본 연구에서는 V2G 지원 AMI 보급이 2017년부터 시작되고 2035년에 완료될 것이며, V2G 지원 AMI가 구축됨과 함께 V2G가 가능하다고 가정한다.
- 요금구조는 충·방전 시간대에 영향을 미치는 핵심 요인이다. 본 연구에서는 전기요금이 현재와 같을 경우 전력망에 연결된 전기자동차 비중을 40%로 가정하고 있다. 만약 시간대별 또는 첨두부하 시간에 차별적인 요금을 부과한다면 첨두부하 시간에 G2V를 줄이고 V2G를 확대하는 효과가 나타날 것이다.
- 그런데 첨두부하 시간대에 자동차 운행 비율도 높아지는 경향이 있기 때문에, 첨두부하 시간대에 전력망에 연결되어 있는 전기자동차의 비중은 정차된 비중(95%)보다는 낮아질 것이다. 본 연구에서는 첨두부하 시간대에 전기자동차의 40%가 전력망에 연결된다고 가정한다.5)
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