5분을 아끼는 데 얼마를 내겠는가: 더 빠른 충전이 과대평가됐다고 보는 이유

Geely는 지난주 중국 5개 도시에 2.25 MW 충전기 설치를 시작했다. 캐비닛 하나로 차량 두 대에 각각 1 MW 이상을 공급할 수 있으며, Geely의 가장 빠른 모델은 약 1.1 MW에서 피크를 찍는다. 회사는 9월 30일 Raunheim에서 1 000 kW 충전소 구축을 위한 독일 파트너를 물색했다. 일정은 제시하지 않았고, 이를 활용할 수 있는 유럽 판매 차량도 언급하지 않았다. BYD는 중국에서 11 586개 플래시 충전소를 운영하고 있으며, 유럽에 3 000개를 구축하겠다고 약속했다. 미국에서는 EVgo가 750 kW 시스템 도입을 2027년으로 미뤘다.

인상적인 엔지니어링이다. 그래도 적어도 유럽의 승용차에는 과대평가됐다고 본다. 급속 충전 정차는 주유 정차가 아니다. 사람들은 플러그를 꽂고 자리를 떠나며, 돌아오기 전에 차는 대개 충전을 마친다. 그리고 메가와트급은 비싸다. 대부분 전력망에서 요구하는 것이 크기 때문이다.

그러면 질문은 단순해진다. 5분을 아끼는 데 얼마를 내겠는가? 우리는 여기에 숫자를 붙여 보기로 했다.

오늘의 충전기는 이미 차량보다 빠르다

8월부터 10월 초까지 노르웨이, 스웨덴, 네덜란드, 프랑스, 스위스에서 150 kW 이상 충전기로 이뤄진 15.4 million건의 세션을 살펴봤다. 평균 차량의 플러그 연결 시간은 27분이었다. 400–700 kW 충전기에서는 24.5분, 150–249 kW 충전기에서는 27.9분이었다.

즉, 출력이 두 배를 넘는 충전기가 아껴 주는 시간은 약 3분이며, 노르웨이와 스웨덴에서는 아끼는 시간이 없다. 한계는 차량이다. 대부분의 배터리는 보호를 위해 80% 훨씬 전에 충전 출력을 낮추며, 더 큰 충전기로도 이를 바꿀 수 없다. 6월에 다른 각도에서 본 결과도 같았다. 베이당 출력을 두 배로 높여도 세션 시간은 0~13% 단축되는 데 그쳤다.

Fastned는 세션당 평균 26.9 kWh를 판매하고, IONITY는 30 kWh라고 밝힌다. 이를 27분에 나누면 59~66 kW다. 평균 정격 269 kW의 충전기에서 나온 수치다. 이는 각사의 평균값과 우리가 측정한 시간을 사용한 계산이지만, Kempower 자체 데이터도 같은 결론에 이른다. 영국에서 세션당 평균 출력은 52.9 kW였다. 유럽에 이미 설치된 급속 충전기는 정격의 약 4분의 1만 제공하고 있다.

더 빠른 배터리가 사 주는 것

시간이 어디에서 소요되는지 보기 위해, 사용 가능 용량 90 kWh 차량이 20%에서 80%까지 충전하는 상황을 네 가지 충전 곡선으로 모델링했다. 오늘날의 일반적 차량, 오늘날 최고의 차량, 끝까지 150 kW를 유지하는 차량, 그리고 12C 배터리를 탑재한 메가와트 차량이다.

일반적인 차량을 150 kW 충전기에서 350 kW 충전기로 옮겨도 절약되는 시간은 1분이 채 안 된다. 이미 설치된 어떤 충전기에서든 80%까지 150 kW를 유지하기만 하는 차량이라면 추가로 3분을 아낄 수 있다. 우리 모델에서 현재 유럽 판매 차량 중 최고 수준의 모델은 350 kW 충전기에서 20%에서 80%까지 약 18분이 걸린다. 독일 자동차 클럽 ADAC는 최신 모델 두 종인 BMW iX3와 Mercedes CLA를 테스트했다. 두 모델 모두 ADAC의 300 kW 테스트 충전기에서 296 kW로 피크를 찍었다. iX3는 10%에서 80%까지 25분이 걸렸고, CLA는 충전 전체에서 평균 169 kW를 기록했다.

메가와트 차량은 1 MW 충전기에서 이를 6분 이내에 해낸다. 350 kW 충전기에서는 약 10분이 걸린다. 따라서 이득의 대부분은 배터리에서 나온다. 메가와트 충전기 자체가 더해 주는 시간은 4.4분이며, 메가와트를 받을 수 있는 차량에만 해당한다. 현재로서는 일부 중국 모델에 국한된다.

운전자는 차 옆에서 기다리지 않는다

휘발유를 넣을 때는 5분간 차 옆에 서 있다. 급속 충전에서는 플러그를 꽂고 떠난다. 화장실, 커피, 식사. 충전기에서 아낀 시간은 원래 그곳에 서서 기다려야 했을 경우에만 의미가 있다.

포르투갈의 국가 충전 플랫폼은 모든 상태 변화를 기록하므로 사람들이 실제로 얼마나 머무는지 알 수 있다. 올여름 150 kW 이상 충전기에서 정차 시간 중앙값은 30분이었고, 전체 정차의 절반은 20~45분이었다. 약 10건 중 1건은 10분 이하로 끝났다. 오늘날의 충전 속도가 이 수치를 형성하므로, 더 빠른 차량이 있다면 운전자가 무엇을 할지는 말해주지 않는다. 하지만 대부분의 사람이 이미 그 시간을 다른 일에 쓰고 있음을 보여준다.

메가와트 차량의 경우 운전자가 약 11분 이상 자리를 비우면 350 kW 충전기 대비 이점은 사라진다. 두 충전기 모두 운전자가 돌아오기 전에 충전을 끝낸다. ChargePoint CEO도 8월에 비슷한 말을 했다. 주유소형 충전 거점은 10~15분 정차를 위해 설계됐고, 대부분의 운전자는 9분과 11분의 차이를 알아차리지 못한다는 것이다. Fastned는 15분 충전이 반가운 휴식처럼 느껴지도록 충전소를 설계한다고 말한다.

트럭에는 이것이 법으로 정해져 있다. 4시간 반 운전 후 45분 휴식, 그리고 메가와트 충전 표준은 그 휴식 시간 안에 트럭 배터리를 채우도록 설계됐다. 승용차에는 그런 규칙이 없다. 그래도 운전자는 화장실에 가야 한다.

메가와트의 대부분은 계통 연결 비용이다

kW당으로 보면 메가와트급 하드웨어는 현재 시장 제품보다 훨씬 비싸지 않다. ICCT의 비용 조사에서는 50 kW에서 350 kW로 갈수록 하드웨어의 kW당 비용이 소폭 낮아졌고, Fraunhofer ISI는 메가와트급 하드웨어 비용을 kW당 €337~€460으로 제시한다. 350 kW 충전기와 거의 같다. 문제는 규모다. 메가와트 베이는 300 kW 베이보다 kW가 세 배 이상 많으므로 비용도 대략 세 배가 든다. 반면 차량이 얼마나 많은 에너지를 가져갈지는 차량이 결정한다. 전력에는 세 배를 지불하고, 판매하는 킬로와트시는 같다.

추가 비용의 대부분은 전력망에 들어간다. 수백 kW를 넘어서면 충전소는 저압 배전망을 벗어나 자체 변압기가 필요해지고 접속부담금을 내야 한다. 우리가 확인한 독일 요금표에서 중압 접속부담금은 kW당 €154에서 €209에 이른다. A7의 노르트하임은 그 규모를 잘 보여준다. 트럭 휴게소의 접속 용량을 9 MW에서 18 MW로 두 배 늘리려면 충전기 한 대를 설치하기도 전에 80톤짜리 개폐소와 약 €1 million이 필요하다. 이 증설은 베이당 1 MW가 타당한 트럭용이다.

그다음부터는 실제 사용 여부와 무관하게 매년 그 용량에 대한 비용을 낸다. 영국에서는 기본요금이 일반적인 76p/kWh 초급속 충전 가격 중 약 30p를 차지하며, ChargeUK는 사업자들이 “현재 이용률이 아니라 미래 용량을 기준으로” 이를 부담한다고 말한다. 스웨덴에서는 Ellevio가 오루스트의 한 소규모 급속충전 사이트 연간 계통요금을 세 배로 올렸고, 규제기관도 이를 지지했다. “계통 비용을 좌우하는 것은 피크 전력”이라는 이유다. 2029년부터 시행 예정인 독일의 계통요금 개편도 같은 방식이다. 용량을 미리 예약하고, 예약분을 넘는 전력에는 일반 요금의 두 배에서 세 배 반이 청구된다.

대기열도 있다. 독일 국가 충전 인프라 사무소장 요하네스 팔라슈는 지난주 교통부 충전 콘퍼런스에서 “전력망은 포화 상태”라고 말했다. 충전산업협회는 배전망 사업자의 새로운 용량 배정 규칙이 프로젝트마다 1년 반에서 2년을 추가한다고 말한다. 아우토반의 Deutschlandnetz 사이트 200곳 가운데 절반만 운영 중이며, 나머지는 지연되고 있다. 중압 접속이 제때 들어오지 않은 탓도 있다. 네덜란드에서는 6월 말 기준 15 498건의 계통 용량 요청이 대기 명단에 올라 있었다. 베이당 1 MW를 원하는 사이트도 그 줄에 서야 한다.

배터리는 우회책이며, 대부분의 메가와트급 승용차 충전기가 실제로 작동하는 방식이기도 하다. 유럽의 BYD 플래시 충전기는 각각 370 kWh의 저장용량을 탑재하고 계통에서는 100~560 kW를 끌어온다. Halo Energy와 XPENG이 9월 홍콩에 개장한 1 MW 사이트는 120–240 kW 접속과 400 kWh 배터리로 운영된다. 차량이 한 대씩 도착한다면 이 방식은 통한다. 계산상 370 kWh의 완충 버퍼는 73 kWh 충전 약 다섯 번을 연속으로 감당할 수 있고, 100 kW 접속으로 이를 다시 채우는 데는 거의 네 시간이 걸린다.

공정하게 말하면, 유럽의 계통 투자비를 끌어올리는 주범은 고속도로 충전기가 아니다. ACEA와 ChargeUp Europe을 위해 Siemens가 수행한 연구에 따르면, 2030년까지 EV에 필요한 계통 투자 가운데 78%는 저압 배전망에 들어가며, 대부분은 가정 충전용이다. 메가와트 충전기의 비용은 대신 해당 사이트에 떨어진다. 연결하는 데도, 유지하는 데도 비싼 대용량 접속이지만, 정작 최대 용량으로 쓰이는 일은 드물다.

가장 붐비는 날에는 아무도 메가와트를 받지 못한다

전력 공유는 대부분의 메가와트급 충전기가 실제로 구축될 방식이다. Alpitronic의 HYC1000은 최대 8개의 디스펜서에 전력을 공급하는 1 MW 캐비닛 1대이며, Fastned는 이를 표준 HYC400과 비교 시험 중이다. 한산한 사이트에서는 잘 작동한다. 우리가 조사한 5개 시장에서 급속충전 베이는 약 10%의 시간 동안 사용 중이고, BDEW는 독일 내 모든 공공 충전기의 평균을 12%로 본다. 이 수준에서 우리 모델은 다른 차량이 일반 차량일 경우, 도착한 메가와트급 차량이 평균 약 910 kW를 받을 것으로 계산한다.

붐비는 날은 다르다. 다른 차량이 일반 차량이라면 베이의 절반이 차 있을 때 도착 차량은 약 540 kW를 받고, 70%가 차 있으면 약 360 kW를 받는다. 전용 350 kW 충전기가 제공하는 수준을 크게 넘지 못한다. 다른 차량도 메가와트급이라면 베이의 3분의 1만 사용 중이어도 350 kW 아래로 떨어진다. 사이트가 가득 차면 모든 차량은 125 kW를 받는다. 이런 혼잡 시간은 드물지 않다. 7월 기준 우리가 추적하는 4개 베이 이상 유럽 급속충전 사이트 8 237곳 중 997곳은 주중 가장 붐비는 한 시간의 평균 점유율이 60% 이상이었다. 이 중 180곳은 80% 이상이었다.

중국에서는 지난주 실제 시험대가 펼쳐졌다. 국가에너지국에 따르면 국경절 연휴 첫날 고속도로 충전기는 평소의 3.24배에 달하는 에너지를 공급했다. 첫 사흘 동안 고속도로 휴게소에서는 2.97 million건의 충전 세션이 발생했으며, 우리 계산으로는 세션당 약 24 kWh였다. 150 kW 충전기라면 약 10분이면 되는 보충 충전량이다. 그런데도 10월 6일 귀가길 운전자들은 2~3시간씩 줄을 섰고, 교통부는 충전이 특히 혼잡했던 휴게소 79곳을 발표했다.

플래시 충전도 해결책은 아니었다. 운전자들은 Sina Finance에 한 브랜드 플래시 충전기의 저장장치가 바닥나면서 “플래시 충전이 완속 충전으로 바뀌었다”고 말했다. 해당 브랜드 고객센터는 “이용자 수가 많고 저장 캐비닛의 보충이 충분하지 않았다”고 설명했다. Xinhua는 이번 연휴에 대해, 1월 이후 휴게소에 약 11 000기의 고출력 충전기가 추가된 덕분에 예년보다 압박이 완화됐다고 평가했다. 효과를 낸 것은 더 많은 베이였다.

그렇다면 5분의 가치는 얼마일까?

다시 제목의 질문으로 돌아가 보자. 우리의 비용 모델에서 메가와트 베이는 300 kW 베이보다 연간 €70 000~€103 000이 더 든다. 오늘날 급속충전기가 기록하는 하루 5.2회 충전 세션을 기준으로 하면 세션당 €37~€55, 즉 일반 가격에 더해 kWh당 €1.23~€2.03이다. 이는 공개된 비용 자료를 바탕으로 산출한 우리의 수치다. 위 박스에 입력값을 정리했다.

이를 4.4분으로 나누면 절약되는 1분당 비용은 €8~€12다. 모든 차량이 메가와트를 활용할 수 있고, 모든 운전자가 차 안에 앉아 기다린다는 최선의 경우다. 네덜란드와 독일의 공식 교통 경제성 평가는 레저 목적 운전자의 시간을 분당 16~26센트로 평가한다. 장거리 출장 중인 비즈니스 운전자는 분당 약 €1.25다. 메가와트에는 시간 가치의 7배에서 77배 사이의 비용이 든다.

활용할 수 있는 차량도 극히 적다. 우리 차량 카탈로그에서 2024년 이후 출시됐고 공개된 DC 충전 정격을 보유한 218개 승용차 모델 중 500 kW 이상을 수용하는 모델은 17개뿐이며, 17개 모두 중국 제조사 제품이다. 이는 유럽 도로 위 차량 대수가 아니라 모델 수다. 실제 유럽 도로에서의 비중은 훨씬 더 작다. 열 대 중 한 대만 메가와트를 쓸 수 있다면, 절약되는 1분당 비용은 €80 이상이 된다.

돈값을 하는 곳

일부 운전자에게 5분은 높은 가격을 매길 만한 시간이다. 택시와 차량호출 서비스 운전자는 시간을 팔아 수익을 낸다. 2교대로 운영되는 배송 차량도 마찬가지이며, 아우토반에서 하루 1 000 km를 달리는 사람도 그렇다.

절약된 1분의 비용이 비즈니스 운전자의 시간 가치와 비슷한 약 €1가 되려면, 메가와트 베이에는 매일 43~64대의 메가와트 수용 가능 차량이 찾아와야 하며 모든 운전자가 플러그 앞에서 기다려야 한다. 이는 고속도로 휴게소가 아니라 택시 승강장이나 플릿 차고지의 모습이다. 그런 사이트에는 메가와트 충전기를 설치해야 한다. 다만 그것이 나머지 네트워크의 모델은 아니다.

우리가 돈을 쓸 곳

우리는 더 빠른 배터리에 반대하지 않는다. 12C로 충전하는 차량이라면 유럽에 이미 설치된 350 kW 충전기에서 약 10분 만에 20~80% 충전이 가능하다. 이는 실질적인 개선이며, 그 비용을 충전사업자가 부담할 필요도 없다.

메가와트 충전기는 그 위에 4.4분을 더한다. 일부 차량에만, 한산한 날에만, 차 안에 머무는 운전자에게만 해당하는 시간이다. 동시에 충전에서 이미 가장 희소한 자원인 계통 용량을 사용한다. 충전 네트워크를 운영하고 투자 여력이 있다면, 대기열은 더 큰 케이블이 필요한 대형 사이트가 아니라 베이 하나를 더해야 하는 소규모 사이트에 있다. 운전자라면, 대개 커피를 마시기 전에 차가 먼저 준비될 것이다.

출처