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미국에서 EV 인프라는 어떻게 발전하고 성장하고 있습니까?

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CASE STUDY 작성자 테솔 조회 85회 작성일 22-01-07 15:39

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미국에서 EV 인프라는 어떻게 발전하고 성장하고 있습니까?


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Jayna Locke, Senior Marketing Manager, Digi International / December 16, 2021 


세계 전기차(EV) 시장은 지난 10년 동안 급격하게 성장했지만, EV 인프라는 어느 곳에서도 보조를 맞추지 못했습니다. EV 2040년까지 전 세계 승용차 및 버스 판매의 대부분을 차지할 것으로 예상되지만, 미국에서의 채택은 다른 지역에 비해 뒤처져 있으며, EV 인프라의 부족은 이러한 추세에 주요한 역할을 하고 있습니다. 


미국에서는 지속 가능한 도시 건설을 포함한 지속 가능한 노력을 추진하기 위해 공적 조치가 진행되어 왔습니다. 그러나 미래의 전기차 사용 증가는 연방 세금 공제보다 더 많은 것을 필요로 하고 있습니다. 충전 인프라를 먼저 구축하면 운전자와 지역 경제가 EV 채택으로 이익을 얻기 위해 필요한 편리하고 신뢰할 수 있는 이동성이 따라올 것입니다. 


그렇기 때문에 지방 자치 단체, 인근 지역, 건축 단지, 고속도로, 심지어 외딴 지역까지 전기차에 필요한 인프라 구축을 추진하면서 우리는 미국뿐만 아니라 전 세계적으로 엄청난 변화의 정점에 위치하여 있습니다. 



전기 자동차 성장: 우리는 지금 어디에 있고 어디로 향하고 있습니까? 


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운송의 지속가능성을 지지하는 많은 사람들은 전기 자동차로의 완전한 변화를 보기를 원합니다. 배기 가스 배출을 줄이고 대기질을 개선하기 위해 전기 자동차 구매에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 동시에, 오늘날 미국 연방 지출은 도로, 교량 및 기타 중요 인프라에 대한 정비의 일환으로 EV 인프라를 목표로 하고 있습니다. EV에 대해 더 많은 지식을 가진 미국 성인들은 EV 구매를 더 고려할 가능성이 높으며, 이로 인해 광범위한 충전 네트워크 구축이 앞으로 훨씬 더 중요해질 것입니다. 


공공이든 민간이든, 충전소는 EV 소유자들이 다른 운전자들이 경험하는 편리함과 이동성을 가질 수 있게 해줍니다. 충전기는 접근성이 향상되어야 할 뿐만 아니라 네트워크도 규모에 맞게 관리할 수 있어야 합니다. 그러려면 충전소 건설과 스마트시티가 주도적으로 지역 전력망에 사물인터넷(IoT) 기술을 통합해야 합니다. 


전략적 공공 투자를 통해 미국은 EV 인프라를 더욱 발전시키고 지속적인 개선을 통해 확장할 수 있습니다.

> 충전소의 가용성 :
미국에는 10만 개가 넘는 공공 충전기가 있습니다. EV 충전 인프라를 계속 개발하고 개선함에 따라, 현 정부가 제안한 인프라 법안은 150억 달러를 사용하여 새로운 충전기를 5배 설치하는 것을 목표로 하고 있습니다.

> 급속 충전 기술 :
최근 급속 충전 장치의 개선으로 EV는 많은 소비자 및 산업용 사용 사례에 사용할 수 있는 옵션이 되었습니다. 이러한 유형의 EV 충전기를 보다 광범위하게 사용할 수 있도록 하면 대규모 차량을 운영하는 기업에 그들의 차량을 더욱 매력적으로 만드는 것에 도움이 될 수 있습니다.

> 전력망 솔루션

충전 네트워크가 계속 확장됨에 따라, 지역 전력망에 대한 수요 조절이 중요해질 것입니다. V2G(Vehicle-to-Grid) 기술은 전력망에 대한 수요를 모니터링하고 차량의 임베디드 시스템을 사용하여 충전을 규제하는 것에 도움이 될 수 있습니다. 


전기 자동차: 전망과 과제 

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친환경 기술은 새로운 것이 아니지만 환경에 미치는 영향을 개선하고자 하는 지방자치단체와 기업들은 EV 채택을 이러한 노력에 있어 매우 유용한 도구로 보고 있습니다. 차량 OEM(Original Equipment Manufacturers)의 기술 발전은 보다 깨끗하고 지속 가능한 세상에 기여하기 위한 공공 및 기업 조치 및 계획을 더욱 풍요롭게 합니다. 


매년 더 많은 커뮤니티가 스마트하고 지속 가능한 도시를 개발하는 것에 필요한 IoT 기술에 투자하고 있습니다. 개선된 EV 플랫폼과 충전 기술은 충전 인프라가 얼마나 잘 그리고 얼마나 빨리 발전하는가에 영향을 미칠 것입니다. 


미국에서 EV 채택에 대한 유망한 전망은 다음과 같습니다. 

> 저예산 전기차 옵션 : 

상대적으로 높은 전기차 구매가격이 구매자들의 관심을 제한하고 있습니다. 벤틀리, 혼다, 제너럴 모터스 등 주요 자동차 브랜드들이 내연기관 모델을 EV로 전면 교체하겠다는 계획을 발표하면서 저가 옵션이 더욱 널리 보급될 가능성이 높아졌습니다.

> 전기차 충전 시간 :
긴 충전 시간의 불편함 또한 소비자들을 단념 시킬 수 있습니다. EV 충전 네트워크가 구축됨에 따라 개발자는 설치할 EV 충전기의 유형, 충전 속도 조절 방식 등 고객의 선택에 필요한 사항들 고려해야 합니다. V2G 기술을 통해 스마트 충전은 전력망의 무결성을 유지하면서 충전 속도를 극대화할 수 있습니다.

> 지속가능성에 대한 노력 :
공공 지속가능성 펀딩을 통해 EV 채택 경로를 지속적으로 완화할 수 있습니다. 이는 소비자와 기업에 대한 세금 우대, 접근성 과금 EV 인프라 표준화 등의 형태로 나타날 수 있습니다.
 


EV 인프라가 이미 여러 측면에서 개선되고 있지만 미래의 효율성을 제한할 수 있는 과제도 있습니다. 

> 구축 비용 :
충전소를 건설하는 것은 비용이 많이 들지 않기 때문에 이 분야에 대한 민간 및 공공 투자가 필요할 수 있습니다. 그리고 다양한 종류의 충전기에 대한 비용은 매우 다양할 수 있으며, 이는 더 비싸고 빠르게 충전되는 전기 자동차 충전소의 이용 가능성을 더욱 제한할 수 있습니다. 

> 일관되지 않은 충전 가격 :
가정이나 상업용 부동산에서 충전을 위한 전기 비용이 유틸리티 규제 기관에 의해 결정되는 반면, 충전소는 다양한 가격을 가질 수 있고 투명성을 거의 제공하지 않는 경우도 종종 발생됩니다. 이러한 경험은 EV 소유자를 좌절시킬 수 있으며, 이는 이미 망설이는 소비자들 사이에서 채택을 더욱 늦출 수 있습니다.

> EV 채택의 지역적 차이 :
시골과 교외 지역에서 EV와 충전소는 상대적으로 드물 수 있습니다. 이러한 지역에 대한 낮은 소비자 관심은 느린 투자 수익의 위험을 피하기 위해 입법자들과 개인 투자자들이 지역 EV 충전 네트워크를 구축하는 것을 단념시킬 수 있습니다.
 



EV 충전 네트워크 

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그렇다면 EV 충전 네트워크란 무엇일까요? 이 용어는 보다 광범위하게 사용되지만, EV 충전 네트워크는 동일한 클라우드 환경에 연결된 충전소의 집합체입니다. 중앙 집중식 관리 솔루션을 통해 운영팀은 충전기 사용량, 유지보수 필요성, 다른 스테이션의 충전 용량 등에 대한 모니터링을 할 수 있습니다. 


충전 네트워크는 규모가 다양하며 미국에는 100개 이상의 전기차 충전 회사가 있습니다. 캘리포니아의 충전소 68,000개가 넘는 충전기를 보유한 가장 큰 네트워크를 보유하고 있습니다. 스마트 시티가 지속 가능한 이동성의 미래를 지원하기 위해 인프라를 개선함에 따라, 중요 포인트는 어떤 종류의 충전기를 선택할 것이며, 그러한 결정은 EV 운전자의 요구를 어떻게 충족시킬 것인가 하는 것입니다. 


전기 자동차 충전소는 어떻게 작동합니까? 

전기차 충전기는 모두 같은가요? 어떻게 작동하죠? 대부분의 전기 자동차와 승용차 충전은 집에서든 상업용 건물에서든 야간 시간이나 근무 시간에 이루어집니다. 이러한 경우, 느린 충전이 실행 가능한 옵션이 될 수 있습니다. 반대로 충전소에서는 충전 시간이 느리다면 EV 운전자들은 차를 세우고 30분 동안 충전하기 위해 돈을 지불하고 그 시간에 집이나 사무실에 도착할 수도 있습니다. 그렇기 때문에 더 비싸지만 빠른 충전도 필요합니다. 


이 주제에 대해 살펴보기 전에 충전소에 대해 자주 묻는 몇 가지 질문에 대답하겠습니다.

> 전기 자동차 충전소에 동력을 공급하는 것은 무엇일까요?
전기 자동차 충전소는 풍력과 태양 에너지를 포함한 다양한 전력을 가질 수 있습니다. 가장 일반적으로, 이러한 발전소는 천연 가스로 전력을 공급받으며, 또한 여러분의 집과 같은 전력망에 연결될 수도 있습니다.

> 미국에는 충전소가 몇 개 있나요?
미국 에너지부에 따르면, 미국에는 43,000개의 EV 충전소가 있으며 120,000개가 넘는 충전 포트가 있습니다. EV 채택이 계속 증가하기 위해서는 앞으로 더 많은 발전소가 건설되어야 하며, 지역별로 더 고르게 분배되어야 합니다.

> 전기차를 충전하는 것이 기름값보다 싼가요
최근, 앤더슨 경제 그룹 100마일(약 161km)의 주행 거리 당 전기차가 연료 자동차에 비해 충전 비용이 더 비쌀 수 있다는 연구를 실시했습니다. 그러나 이 연구는 EV를 장기적으로 소유하기에 더 저렴하게 만들 수 있는 유지보수 비용 절감을 설명하지 못했습니다.


EV 충전 수준 

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EV 충전기는 대부분의 다른 플러그인 기술과 매우 유사하게 작동합니다. 충전기는 전기 자동차의 배터리를 충전하기 위해 연결된 콘센트나 전력망 연결부에서 전류를 끌어옵니다. 이 과정이 얼마나 걸리는지는 콘센트 전압과 충전기 전력 정격에 따라 달라지는데, 전기차의 충전 수준은 네 가지에 따라 다릅니다. 그리고 물론 수요가 증가함에 따라, 전기차용 급속 충전소가 점점 더 필요하게 되어 EV 충전 시장의 제품 개발자들에게 훌륭한 시장 기회를 만들어 줄 것입니다. 


EV 충전 유형 - Level 1 

폭넓게 말하면, EV 충전기에는 교류(AC)를 사용하는 완속 충전기와 직류(DC)를 사용하는 급속 충전기의 두 가지 유형이 있습니다. 레벨 1 EV 충전기는 충전 속도가 가장 느립니다. 전기차를 완전 충전하는데 가장 많은 시간이 걸리지만, 이 충전기는 미국 가정에서 볼 수 있는 120V 콘센트와 호환되기 때문에 편리할 수 있습니다. 


> 일반적인 전력 정격 : 1.4킬로와트(kW)

> 100마일(약 161km) 충전 시간 : 16시간

> 이 유형의 충전기가 있는 곳 : 일반적인 가정과 사무실 주차장에서 사용됩니다. 


EV 충전 유형 - Level 2 

레벨2 충전기는 레벨1 유닛보다 빠른 충전 속도를 제공합니다. 이러한 충전기는 AC를 사용하며 240V 콘센트에도 꽂을 수 있습니다. 이 콘센트는 가정용 세탁기에 자주 사용되며 연장 코드를 사용하여 접근할 수 있습니다. 


> 일반적인 전력 정격 : AC 3kW에서 20kW 사이이며, 보통 6kW 정도

> 100마일(약 161km) 충전 시간 : 4시간 이상

> 이 유형의 충전기가 있는 곳 : 이것은 미국에서 가장 흔한 유형의 EV 충전기이며 가정, 상업용 건물에서 찾을 수 있으며 대형 EV 차량을 충전하는 데 사용할 수 있습니다. 


EV 충전 유형 - Level 3 

최근까지 레벨 3 EV 충전기는 가장 빠른 유형이었으며 레벨2와 레벨3 충전을 비교할 때 운전자는 충전 속도가 크게 향상되었습니다. 이를 직류 급속 충전기(DCFC)라고도 합니다. DCFC는 빠르고 편리하지만 설치 비용이 훨씬 더 많이 들고 복잡합니다. Tesla의 슈퍼차저는 레벨 3 충전기로 간주되지만 훨씬 더 빠른 충전을 제공합니다. 


> 일반적인 전력 정격 : DC 50kW

> 100마일(약 161km) 충전 시간 : 30분 정도

> 이 유형의 충전기가 있는 곳 : DCFC 충전기는 설치를 위해 직접 그리드 액세스가 필요하며, 이는 일반적으로 산업 시설에서만 사용됨을 의미합니다. 


EV 충전 유형 - Level 4 

레벨4 충전기는 DCFC보다 더 빠른 유형입니다. 이러한 충전기는 800V 1000V 사이의 전기 연결을 처리할 것으로 예상되지만 소비자 또는 상업용 충전소에서 흔히 볼 수 있는 것은 아닙니다. 


> 일반적인 전력 정격 : DC 400kW 이상

> 100마일(약 161km) 충전 시간 : 5분 이내

> 이 유형의 충전기가 있는 곳 : 레벨 4 충전기는 널리 제공되지 않으며, 지금까지 차량 OEM이 제품 테스트를 위해 주로 사용해 왔습니다. 



EV 충전 가격 

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미국에서 교통수단은 에너지 사용량의 26%를 차지하고 있으며, 주로 화석 연료로 인해 탄소 배출량과 환경 오염에 기여하고 있습니다. 미국은 EV 인프라에 투자함으로써 대기 오염으로 인한 환경 및 의료 비용을 절감할 뿐만 아니라 일자리 창출을 통해 경제 성장을 실현할 수 있는 기회를 얻게 되었습니다. 


그러나 이러한 대규모 투자의 장단점을 평가하면서, 공무 기관과 충전 업체는 EV 인프라 개발의 "보이지 않는 소프트 비용"을 고려해야 합니다. 


> 전력망을 보호하기 위해 유틸리티 규제 기관과 충전 공급자가 통신 및 충전 요금을 관리할 수 있도록 하는 통신 플랫폼을 구축할 필요성

> 기술이 몇 년 안에 쓸모없게 되지 않도록 미래를 대비한 충전소의 비용

> 허가 및 완화 프로세스, 검사, 기타 설치 및 시공 관련 지연 


EV 충전 개발자 팁 : 

Digi의 리소스에는 확장 가능한 제품 및 신속한 출시, RF 및 셀룰러 통신 모듈을 지원하도록 설계된 완전하고 안전한 SOM(시스템--모듈) 개발자 플랫폼과 프로젝트를 지원하는 무선 설계 서비스가 포함됩니다. 



EV로 비용을 절감하는 방법 

EV 채택을 늘리면 지역사회 비용을 절감하고 지역 경제를 지원할 수 있습니다. 차량 OEM이 시장에 제공하는 기술 발전으로 인해 오늘날의 EV는 내연기관 자동차 보급을 능가할 수 있는 스마트 모빌리티 옵션을 제공합니다. 


교통수단의 환경적 영향을 줄이는 것은 경제적 이익이 있는 환경 및 공중보건 개선에 매우 중요합니다. 미국에서는 화석연료를 태우는 것으로 인한 오염으로 인해 매년 수십만 명의 조기 사망뿐만 아니라 질병으로 인한 근로자 결근률이 증가하고 있습니다. 따라서 의료 비용이 증가하고 생산성이 저하됩니다. 이 모든 것은 미국 인구와 국가 및 지역 경제의 건강에 영향을 미칩니다. 


신뢰할 수 있는 대규모 EV 충전기 및 EV 인프라 네트워크를 갖추면 궁극적으로 비용을 절감하고 음과 같은 여러 가지 방법으로 사회에 이익을 줄 수 있습니다. 


> 탄소 배출을 줄이는 것은 기후 변화와 기후 관련 비용이 많이 드는 재난을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

> EV를 충전하기 위한 재생 에너지 사용이 증가함에 따라 지역 사회가 연료원을 통제할 수 있게 됩니다.

> 전기자동차 충전소는 설치, 모니터링, 유지보수 및 수리가 필요하므로 단기 및 장기 일자리를 창출합니다. 



비디오 시청: IoT 혁명 - 그린 테크 연결 

공공 또는 민간 투자 등 누가 비용을 주도하는지 여부와 상관없이, 전기 자동차, 승용차, 버스 및 기타 형태의 전기 동력 운송이 미국의 미래 모빌리티를 지배할 것은 분명합니다. 스마트 시티가 보편화됨에 따라, 더 많은 운전자들이 다양한 충전 수준과 더 경쟁력 있는 가격을 제공하는 충전 네트워크에 편리하게 접근할 수 있게 될 것입니다. 


아래의 웨비나는 스마트 시티, 아파트 및 건물 소유주 등의 빠르게 증가하는 요구 사항을 충족하기 위해 시장에서 즉시 사용할 수 있도록 최첨단 솔루션을 구축하려는 개발자를 위한 내용을 공유합니다. 




전기차 모델이 충전 네트워크를 규모에 맞게 보다 쉽게 관리할 수 있는 임베디드 시스템을 지속적으로 개선하고 통합함에 따라 IoT 기술은 EV 플랫폼 및 기타 친환경 솔루션을 배치하고 관리하는 것에 있어서 필수적인 역할을 계속 수행함으로써 지속 가능한 운송의 미래를 지원할 것입니다. 링크되어 있는 블로그를 통해 기술과 지속 가능성 간의 관계에 대해 자세히 알아보실 수 있습니다.