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전기차 배터리 스왑핑(Swapping)의 우리나라 도입 검토와 시사점
  • 대륙아시아
  • 국가중국
  • 업종기계류
  • 품목수송기계
  • 저자 김희영
#전기차, #배터리, #스왑핑

2022.11.28 3,749

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목차
I. 연구배경
II. 전기차 배터리 스왑핑
III. 전기차 배터리 스왑핑의 우리나라 적용 검토
IV. 결론 및 시사점

탄소중립 실현을 위해 각국은 전기차 보급에 앞장서고 있다. 그러나 충전 인프라가 전기차 보급 속도를 따라가지 못하고 있고 부족한 충전시설, 긴 충전 시간, 폭발 화재 등 충전 관련된 과제가 산적해 있는 실정이다. 최근 세계 각국은 충전 서비스 개선을 위해 다양한 기술과 인프라를 새롭게 선보이고 있다.

 

그 중 하나가 배터리 스왑핑(Swapping)이다. 전기차 배터리 교환소에서 자동화 설비를 통해 미리 완충해 놓은 배터리를 2-3분 내에 방전된 배터리와 교체해주는 방식으로 중국에서는 이미 보편화되어 있다. 중국 정부의 적극적 의지와 보조금 지원에 힘입어 전기차 배터리 제조사가 협력하여 배터리 교체 시장을 선점하고 있다.. 충전이 빠르고 안전하다는 인식이 확산되면서 중국 소비자의 태도도 달라졌다. 세계 최대 배터리 제조사인 CATL도 최근 스왑회사를 설립하는 등 더 많은 회사가 배터리 스왑핑 시장에 진입하고 있다.

 

배터리 스왑핑은 1912년에 GE가 상용차를 대상으로 서비스를 시작한 이래 2007년 미국의 Better Place, 20136월 테슬라에 이르기까지 오랜 역사를 갖고 있는 사업이다. 당시에는 배터리 조달에 막대한 비용이 소요되고, 배터리 규격이 표준화되지 않아 스왑핑 적용 차량이 한정적이었다. 기술 표준화도 어려워 교체 방식이 자동화되지 못해 배터리 스왑핑 사업은 실패로 끝났다. 우리나라도 2013르노삼성차가 제주도에서 배터리 교환 사업을 추진했으나 짧은 전기차 주행거리, 긴 배터리 교체시간, 시설·인력 부족 등으로 좌초되었다.

 

반면 중국은 2008년 베이징 공과대학에서 배터리 교환식 전기버스를 개발해 2008 베이징 올림픽 기간 중 선수와 관중 운송수단으로 활용하였으며, 2015년에는 BAIC가 배터리 교환식 택시 BJEV를 출시해 2020년까지 베이징에서 운행한 바 있다. BAIC2016년에 배터리 스왑 회사인 올턴(Aulton)과 협력하여 현재도 택시 전용 배터리 교환소를 운영 중이다.

 

전기차의 빠른 확산에 따라 중국 정부는 2019년부터 배터리 스왑핑을 녹색산업으로 지정하고 본격 육성에 나섰다. 파격적인 보조금은 물론 차량, 배터리 팩, 배터리 접합부 기술 표준화, 시범사업 등 각종 지원책을 쏟아내었다. 이를 통해 2021년 배터리 스왑핑 시장은 45억 위안으로 성장했고 배터리 교환소는 전년대비 1.5배 증가한 1,406개소에 이르렀다. 2025년에는 교환소 3만개 이상, 1천억 위안 이상의 시장이 열릴 전망이다. 특히 중국 전기차 제조 NIO는 국영 석유회사인 시노펙과 협업해 고속도로, 도심 및 시골 주유소에 배터리 교환소를 잇달아 설치하고 있다. NIO는 중국에 머무르지 않고 독일, 네털란드, 스웨덴, 노르웨이, 덴마크, 헝가리 등 유럽에도 사업을 확장하고 있으며 2025년에는 미국 시장 공략에 나설 예정이다.

 

배터리 스왑핑은 우리나라에도 도입이 가능하다. 우리나라는 국토면적이 좁아 배터리 스왑핑이 더욱 효과적이다. 폭발적으로 증가하는 전기차에 비례하여 충분한 충전소를 지을 필요가 없기 때문이다. 지정 충전소가 충전 속도를 적절히 관리할 수 있어 전력망 활용 측면에서도 유리하다. 배터리를 최적의 환경에서 충전, 관리하여 폭발위험이 적고 최적의 배터리 성능이 보장된다. 소비자도 배터리를 제외한 전기차를 구매할 수 있어 전기차 보급에도 도움이 된다. 또한 수명을 다한 폐배터리는 스와핑 기업이 일괄 수거 재사용, 재활용하여 배터리 순환경제에도 기여한다. 해외사례 조사 결과, 배터리 충전 횟수가 잦고 시간당 효율이 중요한 택시나 배터리 규격 표준화가 용이한 버스, 트럭 등 상용차에서 배터리 스왑핑 시스템 도입 효과가 클 것으로 기대된다.

 

배터리 스왑핑 시스템을 우리나라에 도입하기 위해서는 몇 가지 선결 과제가 있다. 첫째, 전기차가 드나들 수 있는 배터리 교환소와 배터리 탈부착이 가능한 자동화 로봇 설비와 함께 기술인력이 필요하다. 둘째, 배터리 스와핑 참여 업체간 비즈니스 모델도 정립해야 한다. 특히 중소기업이 대기업과 협업할 수 있는 시스템 구축이 중요하다. 셋째, 완성차 및 배터리 제조사가 협력하여 배터리 교체가 가능한 전기차 설계 및 배터리 규격 표준화가 필요하다.

 

정부는 완성차 및 배터리 제조사, 배터리 교환소 운영업체, 폐배터리 재활용 기업 등 각 이해관계자를 망라한 얼라이언스를 구축해 전기차 배터리 스왑핑 실현 가능성을 타진하는 한편 배터리 구독제, 스왑핑 인프라, 차량 구매 보조금 정책 등을 수립해 나가야 한다.

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