교통 인프라를 완전 전기 모델로 전환하는 것은 시급한 과제입니다. 그러나 그것은 우리의 전력망에 전례 없는 수요를 부과합니다. 100마일을 주행하기 위해 평균적인 전기 자동차(EV)는 동일한 양의 전기 미국의 일반적인 가정에 하루 동안 전력을 공급하는 데 필요한 양입니다.
미국 에너지부(DOE)의 연구에 따르면 플러그인 전기 자동차 및 전기를 필요로 하는 기타 많은 기술에 대한 수요 증가는 2050년까지 전력망의 부하를 최대 38%까지 증가시킬 수 있습니다. 전력 회사 및 정부 기관은 이러한 수요를 충족시키기 위해 열심히 노력하고 있지만 어려운 작업입니다.
그러나 전기 자동차가 이 문제에 대한 해결책의 일부가 될 수 있다면 어떨까요? 이것이 바로 완전 전기 운송 부문으로 전환하는 데 중요한 구성 요소인 V2P(Vehicle-to-Grid) 기술의 이면에 있는 아이디어입니다.
V2G(Vehicle-to-Grid) 기술은 자동차 배터리를 전력망에 되돌려주는 스마트 충전 기술입니다. 본질적으로 이 고용량 배터리를 EV에 전력을 공급하는 도구일 뿐만 아니라 전력망을 위한 백업 저장 셀로 취급합니다.
이러한 유형의 설정은 양방향 충전 스테이션을 사용하여 주어진 시간의 전기 수요를 기반으로 연결된 차량으로/로부터 에너지를 밀고 당깁니다. 이는 차량-그리드 통합으로 알려진 더 큰 이니셔티브의 일부입니다. 이 추가 에너지는 집, 건물 및 궁극적으로 전력망에 연결된 모든 것에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.
V2G 충전의 기본 개념은 간단해 보이지만 구현하려면 복잡한 스마트 기술 제품군이 필요합니다. 충전소에는 주어진 시간에 전체 시스템 수요를 평가하기 위해 중앙 그리드와 통신하는 소프트웨어가 장착되어 있어야 합니다.
그 소프트웨어는 현재 사용된 간단한 기술을 기반으로 합니다. 몇 년 동안 사용량이 많지 않은 전력 회사를 생각해 보십시오. 그러나 V2G 기술은 피크 수요를 평가하고 피크가 아닌 시간에 소비를 장려하는 것에서 벗어나 필요할 때 커넥티드 차량에서 실제로 추가 에너지를 끌어들이는 것입니다.
이 기술을 구현하기 위해 전력 회사와 협력하는 운송 전기화 및 V2G 연구 기관인 Pecan Street는 플러그인 전기 자동차 한 대가 집 한 집에 2~5시간, 또는 다섯 집에 약 1시간 동안 전력을 공급할 수 있다고 추정합니다. V2G 기술만 있으면 됩니다.
V2P(Vehicle-to-Grid) 기술을 구현하면 많은 이점이 있지만 가장 중요한 세 가지를 살펴보겠습니다.
전기차에 의해 생성되는 증가된 전기 수요가 문제지만 진정한 문제는 그 수요가 하루 종일 어떻게 증감하는가에 있습니다. 난방 및 냉방, 비즈니스 요구 사항 등에 대한 에너지 수요가 가장 높은 작업 시간에 대부분의 EV 운전자가 연결되어 있으면 시스템에 쉽게 과부하가 걸릴 수 있습니다.
앞서 언급했듯이 이 문제에 대한 한 가지 솔루션은 전력 회사가 전력 사용량이 적은 시간에 전력 사용에 대해 더 낮은 요금으로 고객에게 인센티브를 제공하는 것입니다. 이것은 수요의 균형을 맞추고 시스템의 부담을 덜어줍니다. 그러나 V2G 기술을 통해 기업은 최대 수요를 충족하기 위해 용량을 확장할 수 있습니다.
이 확장된 양방향 그리드는 전력 분배를 위한 보다 효율적인 모델을 제공합니다. 예를 들어, 한 연구에 따르면 V2G 인프라 없이 중국 광저우 지역에 100만 대의 EV를 도입하면 피크와 밸리 로드 시간의 차이를 43%까지 줄일 수 있습니다. V2G가 적용되면 그 감소율은 50%로 증가합니다.
풍력 및 태양열과 같은 재생 가능 에너지원은 지속 가능한 경제에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 이러한 출처는 간헐적이고 일관성이 없습니다. 효율적인 전력망은 가용할 때 에너지를 캡처하고 필요할 때 분배를 위해 저장할 수 있어야 합니다.
기존 시스템은 재생 가능 에너지가 들어오는 대로 저장할 수 있지만 에너지의 급증(예:강풍)은 시스템 저장 용량이 최대가 되어 귀중한 에너지를 놓칠 수 있음을 의미할 수 있습니다. 연결된 EV 배터리를 통한 확장된 저장 공간은 이 귀중한 에너지를 포착할 수 있는 더 많은 공간을 제공합니다.
위의 모든 이점은 비용 안정성이라는 또 다른 이점으로 이어집니다. 유틸리티 가격 변동성의 대부분은 단순한 수요와 공급으로 귀결됩니다. 시스템에 더 많은 부담이 가해질수록 비용이 증가할 수 있습니다. 에너지 공급이 더 잘 균형을 이루고 수요를 충족할 수 있을 때 가격 안정성이 생깁니다.
예를 들어, 한 사례 연구에 따르면 단일 V2G 충전기가 이를 설치한 회사에서 연간 유틸리티 요금으로 최대 1,900달러를 절약할 수 있습니다. Colorado Energy Office는 V2G 시스템을 사용하면 각 EV가 평생 동안 유틸리티 요금 납부자에게 600달러를 창출할 것으로 추정했습니다.
이러한 이점에도 불구하고 안정적인 양방향 EV 충전 인프라를 갖추려면 갈 길이 멉니다. 대부분의 기존 차량과 충전소는 단방향이므로 전환에는 상당한 투자가 필요합니다.
또한 차량-그리드 통합에 대한 일관된 규정 세트가 없습니다. 모든 주에는 고유한 규칙이 있거나 규칙이 없습니다. 이것은 그러한 기술의 전국적인 출시를 어렵게 만듭니다. 또한 가정 및 기업 고객이 더 스마트한 충전 시스템으로 전환할 수 있는 명확한 인센티브가 부족합니다.
진정으로 통합된 차량 그리드 시스템으로 효과적으로 전환하려면 이러한 장애물을 해결하는 것이 최우선 과제여야 합니다.
전기 자동차와 EV 충전소는 이미 소비자, 기업 및 경제 전반에 상당한 투자 수익을 창출하고 있습니다. V2P(Vehicle-to-Grid) 기술은 이러한 투자와 잠재적 투자 회수를 한 단계 끌어올립니다. 이를 구현하는 것은 전 세계적으로 전기 자동차로의 전환을 가속화하는 데 매우 중요합니다.
