Why the grid is ready for fleets of electric trucks

화물용 전기 트럭, 상용화 가능성은?

단거리용 대형 전기 트럭은 현존하는 기술만으로도 운용할 수 있다. 이를 장거리용까지 확장하기 위해서는 여러 과제가 남아있다.

세미 트럭, 트랙터-트레일러, 혹은 18륜차, 대형 트럭. 무슨 이름으로 부르든 이들은 (문자 그대로) 경제를 순환시킨다. 그리고 적어도 이중 몇몇은 이미 전기로 작동한다.

이 성실한 일꾼들은 지구 기후에 엄청난 영향을 미친다. 트럭과 버스를 포함한 중·대형차는 전체 자동차의 10%일 뿐이지만, 전 세계 이산화탄소 배출량의 절반이 이들 차량에서 나온다. 또한 자동차로 인한 분진 오염의 70% 이상도 이들의 몫이다.

어떤 트럭들은 하루에 약 1,000마일(약 1,600킬로미터)을 달리는 반면, 다른 트럭들은 단거리를 운행한다. 브렌넌 볼로그(Brennan Borlaug)에 따르면, 이러한 차량은 가까운 시일 내에 전력화하는 것이 더 적합하다. 볼로그는 미국 재생에너지연구소(US National Renewable Energy Laboratory)의 연구원으로서 최근 네이처 에너지(Nature Energy)지에 실린 전기 트럭 충전 인프라에 대한 논문의 주저자이다.

“우리는 이를 대형 트럭 전력화의 첫걸음이라고 본다.”라고 볼로그는 말한다. 왜냐하면 이러한 트럭은 보통 비교적 짧은 거리를 주행하고 매일 같은 장소로 돌아가기 때문이다. 이런 경우 고용량 배터리나 초고속의 공공 충전 인프라는 필요치 않다. 이 점은 장거리 차량을 위해 여전히 제조사들이 개선하고자 노력하는 요건들이다.

하지만 연구자들은 다수의 전기 트럭이 동시에 한 곳에서 충전하는 상황을 우리 전력망이 감당할 수 있을지 확신하지 못했다. 상대적으로 전력 소모가 적고 인근 지역에 분산된 전기차와 달리 전기 트럭 군단은 배전 시스템에 부담을 줄 수 있기 때문이다.

전력 분배는 인구 밀도에 따라 크게 차이가 나지만, 일반적으로 약 몇 제곱 마일(약 7만8천 평)에 해당하는 작은 구역을 담당하는 변전소에 의존한다. 만일 한 구역이 변전소의 용량을 갑자기 초과하는 경우 정전이 발생할 수 있다. 이러한 문제 없이 더 많은 전기 트럭을 수용하기 위해서는, 막대한 비용과 수개월에서 수년까지 걸릴 수 있는 대대적인 개선이 필요할지 모른다.

볼로그와 그의 동료들은 실제 디젤 수송 차량의 데이터를 활용하여 변전소 요구 사항을 모델링했다. 연구진은 전기 차량 군단의 충전 수요를 추정하기 위해 트럭의 주행 거리와 본거지에서의 사용 시간을 고려했다.

“우리가 연구한 변전소 중 약 80~90%는 대대적인 개선 없이 최대 100대의 트럭을 수용할 수 있었다.” 볼로그는 이렇게 썼다. 그리고 전기 트럭들이 전력망에 부담을 주지 않기 위해 느린 속도로 충전하도록 관리할 수 있다면, 개선이 필요한 변전소는 훨씬 줄어들 것이라고 그는 덧붙였다.

하지만 트럭 운송업계는 역사적으로 신기술 채택이 더디다고 벤 샤르페(Ben Sharpe)는 말한다. 샤르페는 운송 분야를 연구하는 비영리 연구 단체인 청정교통수단 국제협의회(International Council on Clean Transportation)의 분석 전문가이다. 이러한 연유로 미국의 몇몇 주에서는 대형 트럭의 전력화를 장려하는 차원에서 인센티브를 주거나 그보다 더 강력한 방법으로 전력화 요건 도입까지 고려하고 있다.

캘리포니아주는 2020년 6월, 2035년까지 판매되는 대형 트럭 대다수의 배출가스를 제로(zero)화 하는 규제를 통과시켰다. 주 정부는 또한 새로운 전기 자동차 구매 비용을 보조하기 위한 광범위한 바우처 제도를 도입했다. 샤르페는 캘리포니아주 내 트럭 운송 규제의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다고 말한다. 이러한 프로그램의 결과, 현재 미국과 캐나다의 도로에 있는 전기 트럭의 약 절반이 캘리포니아에 있다고 그는 덧붙인다.

다른 주들은 캘리포니아의 선례를 따르고 있다. 2020년 7월, 15개 주가 2050년까지 모든 새로운 중·대형 차량의 배출가스 제로를 목표로 설정하였다. 다른 차량을 대상으로 한 탄소 제로 목표도 곧 도입될 예정이다.

단거리 전기 트럭 사례는 상대적으로 현실성이 있는 듯하지만, 일부 연구자는 짧은 시일 내에 전기 트럭의 범위를 확장하는 것이 기술적으로나 경제적으로 가능하지 않을 수 있다고 경고했다.

카네기 멜론 대학의 기계 공학자인 벤캣 비스와나탄(Venkat Viswanathan)은 말한다. “단거리 운송만 해도 의심할 여지가 없다. 왜냐하면 경제적으로나 다른 측면에서도 유리하기 때문이다.” 게다가 배터리의 단가 하락과 경량화에 따라, 한 번 충전으로 약 500마일(약 800킬로미터)을 주행할 수 있는 전기 트럭들이 더욱 현실화되고 있다고 비스와나탄은 말한다.

하지만 재급유 없이 1,000마일(약 1,600킬로미터) 이상을 달릴 수 있는 디젤 트럭과 경쟁하기 위해서는 전기차 배터리가 점차 더 싸고 가벼워져야 할 것이다. 다른 방안으로, 급속 충전 기술의 개발 덕에 마침내 장거리 대형 트럭 전력화의 물꼬가 트일 수도 있다. 비록 더 큰 배터리의 급속 충전을 지원하는 인프라를 위해 상당한 투자가 필요하겠지만 말이다.

비스와나탄은 “이러한 트럭들 중 일부는 작은 마을의 전체 전력 부하와 맞먹는 수준일 것”이라고 덧붙였다.

다른 이들은 단거리 및 중거리 트럭의 전력화가 모든 대형 트럭 전력화의 실마리가 될 수 있다고 주장한다. UCLA의 에너지 및 환경 정책 연구원인 디팍 라자고팔(Deepak Rajagopal)은 “가장 쉬운 일부터 시작하는 법”이라고 말한다. 배터리 기술이 향상되고, 연구자들이 어떤 인프라가 필요한지 알게 되면, 마침내 장거리용 트럭의 전력화가 더욱 현실에 가까워질 것이다.

“완벽한 기술이 나오길 기다리는 건 누구나 할 수 있는 일이다. 우리는 우리가 가진 것에서 시작해 계속해서 배우고 적응해야 한다”고 라자고팔은 말한다.

이 이야기는 7월 13일 미국 주들이 2050년까지 배출 제로 트럭에 대한 (규칙이 아닌) 목표를 세우기로 합의했다는 것을 명확히 하기 위해 업데이트되었다.

정보 공개: 저자는 2016년 전기차 업체 테슬라에서 배터리 기술 인턴으로 근무했다.

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