전기차가 발전소 되는 시대, V2G 앞 가로막은 제도 공백

[프라임경제] 지금까지 전기차는 전기를 쓰는 이동수단으로 인식됐지만, 앞으로는 전기를 저장하고 다시 공급하는 분산형 에너지 저장장치로 활용될 수 있다. 차량 배터리와 전력망을 연결하는 양방향 전력망 연계 기술(Vehicle-to-Grid, 이하 V2G)이 상용화 논의의 중심으로 올라온 이유다.

현대자동차그룹은 최근 V2G 시범서비스에 참여한 일반 고객 가정 내 충·방전 인프라 구축을 마쳤다. 연구소나 제한된 실증 부지가 아닌 실제 고객 주거 환경에서 전기차와 전력망 간 충·방전을 구현한 만큼, 국내 V2G 실증도 한 단계 구체화되는 흐름이다.

V2G는 전기차 배터리와 전력망을 연결해 전력을 양방향으로 주고받는 기술이다. 전력 수요가 낮은 시간대에는 차량을 충전하고, 수요가 몰리는 시간대에는 차량 배터리에 저장된 전기를 전력망으로 되돌려 보내는 방식이다. 전기차가 늘어날수록 개별 차량 배터리는 거대한 분산형 에너지 저장장치의 일부가 된다.

최근 호르무즈 해협발 지정학 리스크로 에너지 안보에 대한 관심이 커진 상황도 V2G 논의에 힘을 보태고 있다. 발전 연료 수급 불안이 반복될 경우 전력망 운영의 유연성은 더 중요해진다. V2G는 새로운 발전소를 짓지 않고도 기존 전기차와 충전 인프라를 활용해 전력 수요와 공급의 균형을 맞출 수 있는 수단으로 거론된다.

현대차그룹의 이번 실증은 제주도에 거주하는 현대차 아이오닉 9과 기아 EV9 보유 고객 40명을 대상으로 진행된다. 참여 고객들은 가정에서 차량 배터리와 전력망 간 충·방전을 경험하고 있다. 현대차그룹은 고객의 충전기 연결 빈도, 시간대별 이용 행태, 배터리 방전에 대한 수용도 등을 확인해 V2G 상용화 서비스 모델과 고객 보상 체계 설계에 활용할 계획이다.

고객 반응은 사용 편의성에 맞춰져 있다. EV9 차주인 40대 남성은 "충전기를 꽂기만 하면 돼 기존 충전 방식과 다르지 않아 쉽다"며 "최저 배터리 잔량을 설정해 둘 수 있어 방전 걱정도 없다"고 말했다. 

또 아이오닉 9 차주인 40대 여성은 "차량을 운행하지 않는 시간에는 충전기를 연결해 사용하고 있다"며 "V2G 전용 요금제와 세제혜택, 전용 주차구역 같은 인프라가 갖춰진다면 더 많은 소비자가 이용할 수 있을 것 같다"고 설명했다.

V2G가 주목받는 이유는 전력망 보완 효과에 있다. 한국전력공사는 10㎾급 양방향 충전이 가능한 전기차 10만대가 동시에 1시간 동안 방전할 경우 최대 1GW 규모의 전력 공급 효과를 낼 수 있다고 분석했다. 1GW는 대형 발전설비 1기 출력에 가까운 규모다. 1시간 전력량으로 환산하면 약 80만명이 사용할 수 있는 용량에 해당한다.

전기차 보급 확대 전망까지 감안하면 잠재력은 더 커진다. 국내 전기차 등록 대수는 2030년 약 420만대까지 늘어날 것으로 전망된다. 한전 산식을 적용하면 420만대 전기차는 1GW급 초대형 발전설비 42기에 해당하는 유연 전력자원으로 계산된다.

비용 측면에서도 V2G는 기존 전력 인프라보다 유리한 대안으로 제시된다. 42기 규모 전력 인프라를 양수발전으로 구축할 경우 약 84조원이 필요하지만, V2G 기반으로 구성하면 약 5조4600억원이 필요한 것으로 분석됐다. 산술적으로는 양수발전 대비 최대 78조5000억원의 설비 투자 비용을 줄일 수 있다는 계산이다.

구축 기간에서도 차이가 난다. 1GW 규모 전력 인프라를 만드는 데 양수발전은 7년 이상이 필요하고, 고정형 배터리 에너지저장장치(Battery Energy Storage System, 이하 BESS)는 6개월 이상이 걸린다. 기존 전기차와 충전 인프라를 활용하는 V2G는 1개월 수준으로 구축 기간을 줄일 수 있다는 분석이 나온다.

다만 이 수치를 곧바로 실제 전력 공급량으로 받아들이긴 어렵다. V2G의 효과는 차량이 충전기에 연결돼 있는 시간, 고객의 운행 패턴, 배터리 잔량 설정, 방전 참여율에 따라 달라진다. 전기차 10만대가 기술적으로 전력망에 연결될 수 있더라도 실제 고객이 언제, 얼마나 자주 방전에 동의할지는 별도의 문제다.

이 때문에 현대차그룹의 일반 고객 실증도 기술 구현보다 사용 행태 확인에 초점이 맞춰진다. 고객이 충전기를 얼마나 자주 꽂아두는지, 어느 시간대에 차량이 집에 머무는지, 배터리 잔량 감소를 어디까지 받아들이는지에 따라 상용화 모델의 구조가 달라진다. V2G가 전력망에 도움이 되려면 차량과 충전기만 있어서는 부족하다. 고객이 납득할 수 있는 보상 체계와 사용 경험이 함께 설계돼야 한다.

가장 큰 문턱은 제도다. 현재 국내에서는 전기차가 전력시장 참여 주체나 분산 에너지 자원으로 명확하게 정리돼 있지 않다. 차량이 전기를 전력망에 공급해도 이를 어떤 자원으로 인정할지, 공급 대가는 어떻게 산정할지, 거래 주체는 누가 될지에 대한 기준이 부족하다.

V2G 상용화를 위해서는 전력시장 참여 자격부터 정리해야 한다. 자동차 제조사, 충전사업자, 전력중개사업자, 고객 가운데 누가 전력을 공급하는 주체가 되는지에 따라 정산 구조가 달라진다. 배터리 사용에 따른 열화 보상, 전용 요금제, 세제 혜택, 충전 설비 안전 기준도 함께 마련돼야 한다.

현대차그룹이 확보하려는 데이터도 이 부분과 맞닿아 있다. 고객의 실제 충전 습관과 방전 수용도를 확인해야 전력망 운영자와 사업자가 거래 가능한 전력량을 예측할 수 있다. 예측 가능성이 확보돼야 전력시장 편입과 보상 기준 논의도 구체화된다.

산업계에서는 제주 실증 이후 전국 확산을 위한 법적 기반이 필요하다는 목소리가 나온다. 한 산업계 관계자는 "해외에서는 이미 V2G가 국가 전력망을 보완하는 전력 자원으로 상용화 문턱까지 다가섰다"며 "국내도 V2G 상용화를 위해 제주 실증에 머물지 않고 전역으로 확산할 수 있도록 여건을 마련해야 한다"고 말했다. 

이어 "전기차의 전력시장 참여, 정산·보상 기준 등 법적 기반을 조속히 정비할 필요가 있다"고 덧붙였다.

현대차그룹은 이번 실증 결과를 V2G 상용화 서비스 설계에 활용하고, 향후 새만금 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 수소 시티의 V2G 기반 사업 전개에도 반영할 계획이다. 자동차 기업의 실증이 전력산업의 제도 논의와 연결되는 셈이다.

V2G 상용화의 관건은 전기차 기술보다 전기차를 전력 자원으로 인정할 제도 설계에 있다. 전기차 보급이 늘어날수록 전력망 부담도 커지는 만큼, 기존 발전설비 확충과 전기차 배터리 활용을 함께 검토해야 할 필요성은 커지고 있다. 현대차그룹의 이번 실증은 전기차의 쓰임이 자동차 산업을 벗어나 전력시장으로 확장될 수 있는지를 확인하는 첫 단계가 될 전망이다.