여기에는 초기 차량 비용, 휘발유 비용, 전기 비용 및 EV 배터리 교체 비용이 포함됩니다.배터리는 일반적으로 100,000마일 및 8년의 주행 거리 등급을 갖고 있으며, 자동차는 일반적으로 그 두 배 정도 지속됩니다.그러면 소유자는 차량 수명이 다할 때까지 교체용 배터리를 구매할 가능성이 높으며 이는 매우 비용이 많이 들 수 있습니다.
NREL에 따른 다양한 차량 등급의 마일당 비용
독자들은 EV가 휘발유 자동차보다 가격이 저렴하다는 보고를 본 적이 있을 것입니다. 그러나 이는 일반적으로 배터리 교체 비용을 포함하는 것을 "잊은" "연구"를 기반으로 했습니다.EIA 및 NREL의 전문 경제학자는 정확성을 떨어뜨리므로 개인적인 편견을 피하도록 권장됩니다.그들의 임무는 그들이 원하는 일이 아니라 앞으로 일어날 일을 예측하는 것입니다.
교체 가능한 배터리는 다음과 같은 방법으로 전기 자동차 비용을 절감합니다.
· 대부분의 자동차는 하루에 45마일 미만을 주행합니다.그런 다음 며칠 동안은 저렴한 저거리 배터리(예: 100마일)를 사용하여 밤새 충전할 수 있습니다.장거리 여행에서는 더 비싸고 오래 지속되는 배터리를 사용하거나 더 자주 교체할 수 있습니다.
· 현재 EV 소유자는 용량이 20%~35% 감소한 후 배터리를 교체할 수 있습니다.그러나 교체 가능한 배터리는 오래되면 더 낮은 용량의 배터리로 사용할 수 있기 때문에 더 오래 지속됩니다.운전자는 새로운 150kWh 배터리와 50% 성능이 저하된 기존 300kWh 배터리 사이의 차이를 느끼지 못할 것입니다.둘 다 시스템에 150kWh로 표시됩니다.배터리 수명이 두 배로 길어지면 배터리 비용은 두 배 더 저렴해집니다.
돈을 잃을 위험이 있는 고속 충전소
급속 충전소를 볼 때, 사용 시간은 몇 퍼센트 정도인가요? 많은 경우에는 많지 않습니다.이는 충전의 불편함과 높은 비용, 집에서 충전이 용이한 점, 전기차 대수가 부족한 점 등이 원인이다.그리고 활용도가 낮으면 플랫폼 비용이 플랫폼 수익을 초과하는 경우가 많습니다.이런 일이 발생하면 방송국은 손실을 충당하기 위해 정부 자금이나 투자 자금을 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 “구제”는 지속 가능하지 않습니다.발전소는 고속 충전 장비 비용과 전기 서비스 비용이 높기 때문에 비용이 많이 듭니다.예를 들어, 50kWh 배터리를 20분 안에 충전하려면 150kW의 그리드 전력이 필요합니다(150kW × [20 ¼ 60]).이는 120가구가 소비하는 전력량과 동일하며, 이를 지원하는 그리드 장비는 비용이 많이 듭니다(미국 평균 가정은 1.2kW를 소비합니다).
이러한 이유로 많은 고속 충전소는 많은 수의 그리드에 접근할 수 없습니다. 이는 동시에 여러 대의 자동차를 고속 충전할 수 없음을 의미합니다.이로 인해 충전 속도 저하, 고객 만족도 저하, 충전소 활용도 저하, 고객당 비용 증가, 충전소 수익 감소, 궁극적으로 충전소 소유주 감소 등 일련의 사건이 발생합니다.
EV가 많고 노상 주차가 대부분인 도시에서는 고속 충전이 더 경제적일 가능성이 높습니다.또는 시골이나 교외 지역의 고속 충전소는 종종 돈을 잃을 위험이 있습니다.
교체 가능한 배터리는 다음과 같은 이유로 고속 충전소의 경제적 생존 가능성에 대한 위험을 줄입니다.
· 지하 교환실의 배터리를 보다 느리게 충전할 수 있어 필요한 서비스 전력을 줄이고 충전 장비 비용을 절감할 수 있습니다.
교환실의 배터리는 야간이나 재생 가능 에너지원이 포화 상태이고 전기 요금이 저렴할 때 전력을 끌어올 수 있습니다.
희토류 물질은 점점 더 희귀해지고 비싸질 위험이 있습니다.
2021년까지 전 세계적으로 약 700만 대의 전기차가 생산될 예정이다.생산량을 12배 늘려 18년 동안 운행하면 전기차는 전 세계적으로 휘발유 차량 15억 대를 대체하고 교통수단을 탈탄소화할 수 있다(700만×18년×12).하지만 전기차는 일반적으로 희귀한 리튬, 코발트, 니켈을 사용하는데, 소비가 급증할 경우 이들 재료 가격이 어떻게 될지는 불투명하다.
EV 배터리 가격은 일반적으로 해마다 하락합니다.하지만 2022년에는 재료 부족으로 이런 일이 발생하지 않았다.불행하게도 희토류 물질은 점점 희소화되어 배터리 가격이 상승할 가능성이 높습니다.
교체 가능한 배터리는 희토류 물질을 덜 사용하는 저범위 기술로 더 쉽게 작동할 수 있기 때문에 희토류 물질에 대한 의존도를 줄입니다(예: LFP 배터리는 코발트를 사용하지 않음).
충전을 기다리는 것이 때때로 불편함
교체형 배터리는 교체가 빠르기 때문에 급유 시간이 단축됩니다.
운전자는 때때로 주행 거리와 충전에 대해 불안감을 느낍니다.
시스템에 스왑 챔버가 많고 예비 배터리가 많으면 교체가 쉽습니다.
천연가스를 태워 전기를 생산할 때 CO2가 배출됩니다.
그리드는 종종 여러 소스에 의해 구동됩니다.예를 들어, 도시는 언제든지 원자력에서 20%, 태양광에서 3%, 풍력에서 7%, 천연가스 발전소에서 70%의 전기를 얻을 수 있습니다.태양광 발전소는 태양이 빛날 때 전기를 생산하고, 풍력 발전소는 바람이 불 때 전기를 생산하며, 기타 에너지원은 간헐적이지 않은 경향이 있습니다.
사람이 EV를 충전할 때 적어도 하나의 전원이그리드에서는 출력이 증가합니다.비용 등 다양한 고려 사항으로 인해 한 사람만 참여하는 경우도 많습니다.또한, 태양광 발전소의 출력은 태양에 의해 설정되고 일반적으로 전력이 이미 소비되기 때문에 변경될 가능성이 없습니다.또는 태양광 발전소가 "포화"된 경우(즉, 녹색 전력이 너무 많아서 버리는 경우), 이를 버리는 대신 출력을 늘릴 수 있습니다.사람들은 CO2를 배출하지 않고도 EV를 충전할 수 있습니다.
교체 가능한 배터리는 재생 에너지원이 포화되면 배터리를 재충전할 수 있기 때문에 발전으로 인한 CO2 배출량을 줄입니다.
희토류 물질을 채굴하고 배터리를 만들 때 CO2가 배출됩니다.
교체 가능한 배터리는 희토류 재료를 덜 사용하는 소형 배터리를 사용할 수 있기 때문에 배터리 생산 시 CO2 배출량을 줄입니다.
교통은 30조 달러 규모의 문제입니다
전 세계에는 약 15억 대의 휘발유 자동차가 있는데, 이를 전기차로 교체한다면 1대당 2만 달러, 총 비용은 30조 달러(15억 × 2만 달러)가 된다.예를 들어, 수천억 달러의 추가 R&D를 통해 R&D 비용을 10% 절감한다면 R&D 비용은 정당화될 것입니다.우리는 교통을 30조 달러 규모의 문제로 보고 그에 따라 행동해야 합니다. 즉, 더 많은 R&D가 필요합니다.그런데 R&D를 통해 교체 가능한 배터리 비용을 어떻게 줄일 수 있을까요? 지하 인프라를 자동으로 설치하는 기계를 탐색하는 것부터 시작할 수 있습니다.
결론적으로
교체 가능한 배터리를 발전시키기 위해 정부나 재단은 다음과 같은 표준화된 시스템 개발에 자금을 지원할 수 있습니다.
· 전기기계식 교환형 전기자동차 배터리 시스템
· EV 배터리와 충전 간의 통신 시스템기구
· 자동차와 배터리 교환소 간의 통신 시스템
· 전력망과 차량 디스플레이 패널 간의 통신 시스템
· 스마트폰 사용자 인터페이스 및 결제 시스템 인터페이스
· 다양한 크기의 스왑, 저장 및 충전 메커니즘
프로토타입 수준까지 완전한 시스템을 개발하려면 수천만 달러의 비용이 소요될 수 있습니다. 그러나 글로벌 배포에는 수십억 달러의 비용이 소요될 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 12월 16일