앞으로 전기자동차를 충전하기 위해 충전소에 들르거나 충전기를 꽂을 필요가 없을지도 모릅니다.

전기차 충전 기술 중에서도 차를 몰고 도로 위를 달리기만 하면 배터리가 충전되는 ‘동적 무선 충전 시장’이 부상하고 있기 때문입니다.

전기차 시장 확대에 힘입어 주목받고 있는 동적 무선 충전 기술은 나아가 ‘무선 충전 전기 도로(이하 전기 도로)’로 구현되고 있습니다.

이에 그리니엄이 전기 도로와 관련돼 국내외 어떤 이야기들이 오가는지 2편으로 나누어 정리했습니다.

[편집자주]

 

주행만으로 무선 충전되는 전기 도로, 그 원리는? 🛣️

전기 도로는 말 그대로 충전기 없이 도로 주행만으로도 전기차라 무선으로 충전되는 것을 뜻합니다.

이는 아스팔트 도로에 매립된 충전 패트 덕분입니다. 이 패트에 전력을 연결하면 구리코일에 전류가 흘러 자기장이 형성됩니다. 이후 전기차가 전기 도로를 달리면 차량 하단에 장착된 충전 수신기가 이 자기 에너지를 받아 충전되는 원리입니다.

전기 도로의 충전 성능은 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 투입하는 에너지 대비 실제 충전되는 비율을 일컫는 ‘충전 효율’도 90%에 달하기 때문입니다.

무엇보다 전기 도로는 전기차 대중화에 있어 줄곧 문제가 됐던 ‘범위불안(Range anxiety)’의 해결 방안으로 주목받습니다.

범위불안은 전기차 운전 시 배터리 충전량이 바닥 나 목적지에 도착하지 못할 것을 우려하는 운전자의 두려움을 일컫는 용어입니다. 전기 도로에선 운전자의 의사에 따라 주행 중에도 배터리가 충전되므로 범위불안 문제가 해소될 수 있는 것.

 

+ 전기 도로? 건설 방식 크게 3가지로 구분돼! 🤔
크게 ▲전차선 ▲전도성 ▲유도 방식 등입니다. 전차선은 특정 종류의 버스나 전차 등에 전기를 공급하는 방식입니다. 말 그대로 도로에 ‘레일’을 까는 것입니다. 전도성은 차량에 닿는 기기를 통해 충전되는 것입니다. 마지막으로 유도 방식은 도로 아래 묻힌 장비가 자기장을 보내는 식으로 충전하는 것입니다. 대개 미관상의 이유로 현재 유도 방식이 선택되는 경우가 많습니다.

 

▲ 지난 2018년 건설회사 엔시시가 이로드아를란다 프로젝트 일환으로 스웨덴 스톡홀름시에서 무선 충전 전기 도로를 설치하고 있는 모습. ©NCC

전 세계 각지서 전기 도로 시범 운영 중, 주요국 사례는? 🤔

공상과학(SF) 영화 속 이야기인 것 같지만 전기 도로는 이미 현실로 나타나고 있습니다. 세계 각지에서 1~2㎞의 짧은 구간에 무선 충전 패드를 설치하고 있기 때문입니다.

유럽과 미국을 중심으로 전기 도로가 구축됐거나 건설 중입니다.

 

1️⃣ 스웨덴: 세계 최초 2㎞ 전기 도로 건설…“2035년 3,000㎞ 구축 예정” 🇸🇪

세계 최초의 전기 도로는 스웨덴에서 개통됐습니다.

2018년 4월 스웨덴 스톡홀름시 알란다 공항 근처에 건설된 약 2㎞(약 1.2마일)로 구축된 전기 도로입니다. 이는 ‘이로드아를란다(eRoadArlanda)’ 컨소시엄에 의해 시범 건설된 도로입니다.

해당 컨소이엄에는 스웨덴 교통국과 건설기업 엔시시(NCC) 등이 참여한 것으로 알려졌습니다.

이 도로는 50m마다 전기 도로 구간이 나타나도록 설계됐습니다. 차량이 주행 중일 때만 전략이 공급되며, 프로젝트를 위해 개발된 화물자동차들이 시범 운행 중입니다.

프로젝트 책임자인 한스 셀은 “스웨덴에는 약 50만㎞의 도로가 있고 그중 2만㎞는 고속도로”라며 “모든 고속도로를 전기 도로로 구축하면 전기차는 다시 충전할 필요 없이 고속도로와 그 외 도로까지 한 번에 이동할 수 있을 것”이라고 기대했습니다.

아울러 전기차 배터리 크기를 줄여 생산비용을 낮출 수 있고, 이는 곧 리튬 등 핵심광물을 덜 소비하는 방향으로 가 지속가능성 측면에서 긍정적이라고 덧붙였습니다.

 

▲ 지난 2020년 12월 이스라엘 전기차 무선 충전 스타트업 일렉트레온이 스웨덴 고틀란드섬에 설치된 무선 충전 전기 도로에서 전기트럭이 시범 주행하는 모습. ©Electreon

2020년 12월 스웨덴 고틀란드섬에도 1.65㎞(약 1마일) 길이의 전기 도로가 설치됐습니다. 해당 도로는 이듬해인 2021년부터 운영 중입니다.

고틀란드섬 내 전기 도로는 스웨덴 교통국과 이스라엘 전기차 무선 충전 스타트업 일렉트레온(Electreon)이 공동으로 진행한 ‘스마트로드 고틀란드(Smartroad Goatland)’ 프로젝트의 일환으로 건설됐습니다.

이 프로젝트는 스웨덴 정부의 2045년 넷제로 목표 달성을 위해 오는 2030년까지 스웨덴 전역에 전기 도로를 설치하는 것을 목표로 합니다.

일렉트레온은 “해당 전기 도로에서 40톤급 전기트럭을 시범 주행한 결과 평균 70㎾(킬로와트)의 전력을 수신하며 시간당 최대 80㎞의 속도를 낼 수 있었다”고 밝혔습니다.

한편, 2021년 경제협력개발기구(OECD) 산하 국제교통포럼(ITF)에 참여한 아르네 나보 스웨덴 국립도로교통연구소(VTI) 책임연구원은 “스웨덴은 전기차 주행로 지침을 제정해 2035년까지 3,000㎞의 전기 도로를 구축할 것”이라고 밝힌 바 있습니다.

실제로 지난 5월 스웨덴 정부는 3대 도시(스톡홀름·예테보리·말뫼) 중간 지역인 할스베르크와 외레브로를 연결하는 20㎞ 길이의 전기 도로를 건설한다고 발표했습니다. 오는 2025년 개통을 목표로 관련 재원이 조달 중인 것으로 알려졌습니다.

 

▲ 미국 미시간주와 이스라엘 전기차 무선 충전 스타트업 일렉트레온은 올해 중으로 디트로이트시에 무선 충전 전기 도로를 설치할 계획이다. ©Electreon

2️⃣ 미국: 미시간주 1.6㎞ 전기 도로 구축 나서…“올해 완공 목표” 🇺🇸

미국에서도 전기 도로를 준공하려는 움직임이 나타나고 있습니다. 현재 미 중북부 미시간주를 중심으로 미국 최초의 전기 도로가 구축되고 있습니다.

작년 2월 그레첸 휘트머 미시간주 주지사는 “미시간주 디트로이트시 도심에 약 1.6㎞(약 1마일)의 전기 도로를 구축하겠다”며 “전기차가 주행하거나 정차해 있는 동안 무선으로 배터리를 충전할 수 있게 할 것”이라 밝혔습니다.

해당 사업에는 스웨덴 전기 도로 건설에 참여한 일렉트레온이 참여합니다. 더불어 ▲미국 스마트그리드 기업 넥스트에너지(NextEnergy) ▲미국 건설 기업 제이콥스엔지니어링그룹(Jacobs Engineering Group) 등이 참여한 것으로 알려졌습니다.

이 사업에는 190만 달러(약 24억 원)의 주정부 예산이 투입됐습니다.

해당 도로의 구체적인 완공 시점은 밝혀지진 않았으나 미시간주는 2023년 안에 건설하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

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전기 도로 모아보기
① 주행만으로 무선 충전되는 도로? 스웨덴·미국 등 주요국서 활발하게 구축!
② 주행 중 도로서 전기차 충전, “국내 시장 활성화 지연”