스마트폰처럼 전기차도 도로를 달리면서 충전할 수 있는 시대가 열린다.
미국 최초의 전기차용 무선 도로 내 충전 시스템 시험 운행이 곧 시작된다고 지속가능미디어 그린비즈가 최근 밝혔다. 시험 운행 장소는 자동차의 도시로 유명한 디트로이트다.
일렉트리온(Electreon), 와이트리시티(WiTricity) 등과 같은 회사는 무선 도로 충전 기능이 있는 전략적 네트워크를 구상하고 있으며, 목적지에서 한꺼번에 전력을 공급하는 것이 아니라 도로를 따라 차량에 전력을 공급할 수 있는 시스템이라고 한다.
디트로이트시가 있는 미시간주 교통부는 일렉트리온과 1마일(약1.6㎞)의 노상 전기 자동차 충전 설비를 190만달러(약 25억원)에 계약했다. 미국 최초의 자동차 기술 물결을 주도했던 디트로이트시가 새로운 자동차 기술을 선도할 지 주목되는 시점이다.
스테판 통구르(Stefan Tongur) 미국 일렉트리온 사업개발담당 부사장은 "무선은 이 기술의 미래"라고 말했다. 이 무선 충전 회사는 이미 유럽 전역에 이 기술을 구축하고 있으며, 독일, 이탈리아, 스웨덴에 시범 설치를 했다.
통구르 부사장은 "지난 세기 동안 우리는 항상 차에 연료를 공급하기 위해 멈춰서야 했고, 전기차도 충전을 위해 그래야 하는 것 아닌가 생각했었다"고 말했다. 하지만 이러한 생각은 특히 대규모 배터리와 차량 등에 관한 많은 문제를 야기한다고 통구르 부사장은 지적했다. 모든 기기를 같은 장소에 동시에 연결하려면 많은 비용이 드는 인프라가 필요하며 전기 비용도 많이 든다는 것이다.
무선 도로 충전의 비즈니스 모델은 충전 서비스에 대한 과금
일렉트리온과 다른 기업들은 무선 도로 충전 기능이 있는 전략적 네트워크를 구상하고 있다. 이 네트워크는 목적지에서 한꺼번에 전력을 공급하는 것이 아니라 도로 노선을 따라 점차적으로 차량에 전력을 공급할 수 있다. 통구르 부사장은 상황에 따라 충전기를 사용하기 위해 구독료를 지불하거나 비용을 고속도로 톨게이트비용에 통합할 수 있다고 말했다. 부사장은 일렉트리온의 비즈니스 모델은 "충전 서비스로서의 과금"이라고 표현했다.
이러한 무선 충전 시스템은 대부분 플러그로 충전하는 충전기를 설치하는 전기차 인프라의 구축에서 큰 변화가 될 것으로 보인다. 업계를 리드하는 업체들은 무선 충전을 다음 단계의 변화로 보고 있다.
무선충전회사 와이트리시티의 CEO인 알렉스 그루젠(Alex Gruzen)은 노트북에서 와이파이 기술에 이르기까지 가전제품 분야와 여러 산업에서 이러한 진화가 일어나고 있다고 했다. 무선에 대한 개념은 항상 고가의 옵션 기능으로 시작하여 갑자기 보편화되는 것이 일반적이다.
그루젠 CEO는 "우리도 똑같은 추세를 보이고 있다"고 말했다. 그루젠 CEO에 따르면 무선 충전은 전기차를 구매하려는 소비자의 의욕을 68% 끌어올릴 수 있으며, 이는 전기차의 얼리어답터 단계를 넘어서는 데 도움이 될 수 있다고 한다.
“우리가 하고 싶은 것은, 지금까지의 기존 자동차 사용 경험보다 전기차의 소유 체험이 더 나을 수 있다는 것을 증명하는 것”이라고 그루젠 CEO는 말한다.
자기공명 기술을 사용해서 무선 충전 사업을 상용화
와이트리시티는 무선 전기차 충전이 가능한 자기공명 기술을 내세워 상용화 작업을 벌이고 있다.
자기공명 무선 충전 기술은 지난 2007년 메사추세츠 공과대학(MIT)의 연구팀에 의해 첫 구현된 방식이다. 당시 연구진은 2.4m 떨어진 60W 전구에 불을 밝히는 데 성공했다. 그루젠 CEO는 "자동차에서 볼 수 있는 모든 무선 충전은 와이트리시티의 기술을 기반으로 한다"고 말했다.
예를 들면, 새로운 현대자동차의 전기차 모델에 도입되기 시작하고 있는 글로벌 무선 충전 표준을 만들기 위해서, 자동차 메이커와 협력해 왔다.
또한 "와이트리시티 할로(WiTricity Halo)"라는 무선 충전 패드를 출시할 예정이다. 무선 충전 패드는 운전자가 자신의 차고에 쓰기 위해 구입할 수 있다. 무선 충전 패드는 오늘날의 플러그인(plug-in) 레벨 2 충전기와 거의 같은 속도로 전력을 공급한다.
그루젠 CEO는 이 모든 것을 단지 시작에 불과하며, 무선 충전은 특히 대량 차량 운행에 도움이 될 것이라고 말했다. 운전하면서 도로에서 충전할 수 있는 시설은 도로뿐만 아니라 공항이나 창고와 같이 차량이 대기하는 구역에도 설치할 수 있다.
그루젠 CEO는 "차량이 모이고 기다리는 곳이라면 어디든지 그 시간을 충전에 쓰자"고 말했다.
그는 이 개념을 "전원 스낵킹(power snacking)"이라고 부른다. 이 개념은 트럭과 버스가 비즈니스 과정 전반에 걸쳐 짬짬이 충전을 조금씩 하는 것이다. 하역장, 버스 정류장, 도로 주행에서 노선이 끝날 때 틈나는 대로 충전을 간편하게 할 수 있다. 하루 종일 이러한 주기적인 충전은 충전 비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 값비싼 플러그인(plug-in) 충전 인프라의 필요성을 줄일 수 있다.
도로 뿐 아니라 전기차가 가는 곳곳에서 무선 충전 가능
그루젠 부사장은 무선 전기차 충전이 2020년대 말까지 어디에나 보급될 것이라고 예측했다. 하지만, 플러그인 충전기를 설치하려는 현재의 엄청난 노력을 낭비라고는 보지 않았다.
모든 종류의 충전기를 설치하는 데 드는 비용은 전원을 충전지점에 공급한다. 따라서 일단 충전이 필요한 지점에 전원이 공급되도록 공사가 끝나면 일반적인 충전방식인 플러그인 하드웨어는 무선 방식으로 쉽게 교환할 수 있다고 한다. 이는 유선 방식이 와이파이로 전환되었던 것과 크게 다르지 않다. "전기차는 시간문제일 뿐"이라고 그루젠 부사장은 말했다.
한편, 5년 후면 전기차 충전이 아이폰 충전보다도 더 빨라질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
27일(현지 시간) 워싱턴포스트에 의하면 미 에너지부(DOE) 산하 아이다호 국립연구소(Idaho National Lab)는 지난 주 낸 보고서에서 10분 내에 전기차 배터리의 90%를 충전할 수 있는 방법을 찾았다고 밝혔다. 이는 기존의 가장 빠른 전기차 충전 방식을 훨씬 뛰어넘는 속도다. 연구진은 해당 방식이 상용화되기까지는 5년이 걸릴 것으로 보고 있다.
전기차에 대한 급속 충전은 배터리에 무리를 줘 장기간 사용이 어렵거나 폭발 사고 위험이 있다는 점에서 까다로운 연구 분야로 평가돼 왔다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 머신러닝 기술을 활용, 배터리 노화 및 성능 저하 관련 데이터를 분석했다고 밝혔다. 워싱턴 포스트는 “이번 연구 결과는 조 바이든 행정부가 전기차 전환을 가속하기 위해 수 십억 달러의 예산을 쏟아붓는 과정에서 나왔다”고 설명했다.