[구윤모 교수님 연구실] 관광지 렌터카 사업자의 유휴차량 V2G 활용과 부지 내 PV 건설의 경제성 분석
- 서울대 교수들이 말하는 탄소중립을 위한 기술 혁명 (도서출판 포르체) 편저 및 관련 기사
- (주)에스앤유에이아이 (SNU AI) 대표이사(25년 6월~28년 6월) 겸직
<연구 개요>
이 연구는 제주도에서 관광객들이 사용하지 않고 주차장에 머물러 있는 렌터카 전기차를 전력망과 연결해 전기를 사고파는 V2G(vehicle-to-grid) 사업의 경제적 효과와 전력 시스템에 주는 효과를 분석한 것이다. 기존 연구는 개인 차량이나 버스, 배달차량 같은 전기차를 대상으로 V2G를 살펴왔지만, 렌터카는 한곳에 모여 있고 활용하지 않는 시간이 길다는 특징이 있어 전력 계통과 연결하여 쓰기 좋다. 이 연구는 렌터카 회사가 전기차로 얼마나 수익을 낼 수 있는지와 동시에 전력 계통 운영자 입장에서 비용 절감과 온실가스 감축에 어떤 도움이 되는지를 함께 평가한다.
<연구 배경>
전기차는 교통부문 온실가스를 줄이는 핵심 수단이라 보급이 빠르게 늘고 있다. 하지만 재생에너지 발전이 커질수록, 햇빛·바람처럼 자연 조건에 따라 전기가 들쑥날쑥해 전력 수급을 안정적으로 맞추기 어려워진다. 개인 차량은 차주가 충전·방전을 잘 맡기지 않으려 해 V2G 참여율이 낮고, 공유차·택시·버스는 운행 시간이 길어 전력망에 연결할 시간이 부족하다. 반면 렌터카는 예약 시스템 덕분에 사용 시간을 미리 예측하기 쉽고, 전용 주차장에 대기하는 시간이 많아 배터리를 전력망에 활용하기 유리하다. 특히 제주도는 재생에너지 비중이 높아 남는 전기(잉여 전력)가 자주 생기며, 관광지 특성상 전기 렌터카 보급도 빨라 V2G를 시험해 보기 좋은 환경을 갖추고 있다.
<연구 내용>
연구자는 두 가지 입장을 동시에 고려했다. 하나는 “렌터카 회사는 어떻게 하면 가장 많은 이익을 낼까?”, 다른 하나는 “전력 계통 운영자는 어떻게 하면 비용을 가장 적게 들일까?”이다. 이 두 목표를 서로 연결한 이중 최적화 모형을 만들고, 수학적 규칙(KKT 조건과 강 이중성)을 이용해 두 문제를 하나로 합쳐도 같은 답이 나오도록 바꾸어 계산했다. 쉽게 말해, 렌터카 회사와 전력망 운영자가 각자 최선의 선택을 하도록 설계했는데, 이를 한 번에 풀어 공정하게 결과를 비교한 것이다.
제주도의 실제 관광객 도착 패턴과 렌터카 예약 데이터를 바탕으로 2030년 상황을 가정해 분석했고, “충전기 총용량을 얼마나 투자할지”와 “태양광 발전을 함께 설치할지”를 변수로 두었다. 그 결과, 태양광 15MW와 양방향 V2G 충전기 65MW를 설치할 때 렌터카 회사는 연간 약 632만 달러의 이익을 얻을 수 있었다. 동시에 전력 계통 측면에서는 전체 운영 비용이 5.25% 줄고, 재생에너지 출력 제한(남는 전기를 버리는 현상)이 5.02% 감소했으며, 온실가스 배출도 4.05% 줄어드는 효과가 나타났다.
이 연구는 관광지의 렌터카 전기차가 달릴 때는 이동 수단, 멈춰 있을 때는 전력망을 돕는 “움직이는 배터리”가 될 수 있음을 보여준다. 렌터카 회사는 새로운 수익원을 얻고, 전력망 운영자는 비용을 줄이며 재생에너지를 더 많이 활용해 온실가스를 함께 줄일 수 있다. 즉, 교통부문 탈탄소화가 전력부문에도 좋은 영향을 주는 시너지 모델을 제시한 셈이다. 이런 방식은 섬 지역이나 관광지처럼 전력망이 취약한 곳에서도 적용 가능성이 크며, 앞으로 정책 지원과 충전 인프라가 더 갖춰지면 지속가능한 관광과 에너지 전환을 동시에 앞당기는 중요한 사례가 될 것이다.
<논문 정보(사사표기)>
이 연구는 한국환경산업기술원(KEITI)이 기후변화대응사업을 통해 지원하였으며, 이 사업은 환경부(MOE)의 재원으로 이루어졌음.
(Lee, W., Kim, E., Han, J., Seong, W., & Koo, Y. (2025). Economic feasibility and grid benefits of vehicle-to-grid in rental electric vehicle industry in tourism spots. Energy, 138054.)
