전기 트럭과 디젤 트럭 비교: 주행 거리, 비용, 적재 용량 등

 

 

이번 포스팅에서는 2023년 현재 디젤 트럭과 전기 트럭 그리고 가솔린(휘발유, 디젤) 차량과 전기 차량의 충전시 주행거리 비교, 앞으로의 전망을 살펴 보겠습니다.

 

가격과 더불어 아무래도 가장 중요한 고려 사항은 "주행 거리"일 텐데요, 또한 어떠한 고려사항이 있는지 살펴 봅니다. 

 

1. 주행거리: 최대 충전으로 얼마나 멀리 운전할 수 있는 가를 가늠하는 요소로, 전기차 주행거리는 꾸준히 증가하고 있지만, 여전히 디젤/가솔린 차량에 비해 부족합니다. 비교적 신형 전기 차량은 200 - 300 마일 정도를 (320 ~ 480 km, 참고자료 1) 주행할 수 있으며, 하이브리드 차량에서 전기차 모드만을 활용했을 때는 20 - 50 마일 정도 (32 ~ 80 km) 주행이 가능하다고 합니다. 디테일한 차량별, 제조사별, 사용 연료별(전기, 수소 등) 구분은 미국 에너지부 산하 대체연료 데이터 센터에서 구할 수 있습니다.

차량 제조사별, 혹은 차량 별 모델에 따라 충전방식 주행거리 등의 정보를 제공한다 (미국 에너지부의 대체연료 데이터센터)

2. 충전 인프라 & 트럭 충전 시간: 주행 경로에 충분한 충전소가 있는지, 또는 집이나 직장에 충전소를 설치할 수 있는지 역시 중요한 고려사항 입니다. 단독 주택의 비중이 큰 미국이지만, 그래도 아파트와 같은 주거형태에 거주하는 주민들이 많기 때문에, 이러한 충전의 편리성과 접근성은 전기차를 소유에 중요한 요인입니다. 충전 시간과 충전 전압과 같은 요소 또한 아래의 표를 참고 할 수 있습니다.

 

일반 차량은 저속 충전시 최대 8시간, 고속 충전 시 30분에서 1시간 사이인 반, 트럭의 경우 한 번 충전할 때 디젤(경유)가 100에서 300갤런 정도 주입이 되고 통상 10-15분 정도 충전 시간이 걸린다 합니다. 갤런당 6.5마일을 달린다고 가정하면 최대 2000마일 정도 (서울-부산 왕복 4번) 주행 가능한 수준입니다. 하지만 이 정도의 거리를 달릴 수 있는 전기 트럭은 아직 도입 되지 않았고, 앞으로 600 마일정도 달릴 수 있는 차량이 도입 준비 중이며 (테슬라), 현존 하는 차량들은 약 150 - 300마일 정도는 주행이 가능하다고 합니다 (Lion8T, 니콜라 Tre BEV 등). 한 번 충전에 필요한 시간은 최소 1.5시간에서 3시간을 넘어가는 경우도 있기 때문에, 운송회사의 고민이 필요할 것으로 판단합니다. 즉, 업무 시간 (이동 시간) 중에 충전을 하는 것을 업무의 일부로 받아 들일 것인 가와 같은 것과 같은 예시가 있겠네요.

충전방식 비교: 커넥터 종류, 전압*, 충전 시간, 충전 장소 등 정리 (참고자료 1 & 2)

표에서 Level 1, Level 2, 그리고 DC fast charging을 간략히 설명하면,

• Trickle Charge (저속 충전)은 Level 1 충전을 의미하며, 보통 약 12에서 16암페어의 낮은 전류를 사용하는 가장 느린 충전 방법입니다. 이 유형의 충전은 일반적으로 표준 120V 콘센트 (미국)를 사용합니다. 충전 속도는 충전 시간당 약 2 ~ 5마일의 정도입니다.
• AC Charge (AC 충전)은 Level 2 충전이라고 하며, 별도의 충전 스테이션을 설치해야 하는 충전 방식입니다. 차량 및 충전기의 전력 수준에 따라 충전 시간당 약 10에서 60마일의 범위를 주행할 수 있습니다. 가장 일반적인 가정 및 공공 충전 방식으로 대부분의 전기차를 4 - 6시간 만에 완충할 수 있습니다.
• DC Fast Charge (고속 충전): Level 3 충전을 의미하며, 가장 빠르게 충전하는 방법입니다. 주로 공공 충전소에서 사용하며, 빠른 충전을 위해 차량의 on-board 충전기를 우회합니다. 전력 수준은 일반적으로 50kW 이상이며, 최대 350kW에 이를 수 있습니다. 충전 속도는 크게 다르지만, 20분의 충전으로 약 60-100마일의 범위를 주행 할 수 있습니다. 그러나 자주 DC 고속 충전을 사용하면 시간이 지남에 따라 배터리 수명이 닳을 수 있으므로 일상 업무용도의 충전보다는 상업용 혹은 장거리 여행 목적으로 충전하는 것이 일반적 입니다.

그외 충전 속도는 배터리의 충전 상태, 온도, 그리고 용량에 의해 영향을 받을 수 있다는 점이 있습니다. 또한 배터리의 수명을 위해 약 80% 용량에 도달하면 충전 속도가 느려지는 경향이 있습니다. 

충전 디스펜서 효율 비교 (출처: North Dakota NEVI plan)

3. 견인 및 적재 용량: 전기 트럭에 있어, 얼마나 무거운 화물을 선적할 수 있는가 역시 중요 사항입니다. 미국에선 차량 무게포함 8만 파운드(40톤)로 제한하고 있으며, 바퀴 개수와 도로 사정에 따라 10만 파운드까지 선적할 수 도 있다고 합니다. 평균적인 화물 무게는 보통 2.5만 파운드 부터 10만 파운드까지 다양하고, 현재 전기차는 이 정도의 무게 내에선 대체로 선적 및 운반이 가능합니다. 하지만 몇몇 연구에서는 아직까지 전기 트럭이 디젤 트럭에 비해서, 적재용량이 약 1만 파운드가량 적다고 보고 하는 경우도 있습니다.

4. 비용: 전기 트럭은 디젤이나 가솔린 차량에 비해 초기 비용(구매비용)이 더 비싸지만, 일반적으로 더 낮은 연료비와 유지비로 인해 시간이 지남에 따라 운영 비용이 더 낮게 됩니다. 이와 더불어 기술의 발전과 대량 생산 (규모의 경제) 등 여러 요인으로, 초기 투자 비용 역시 아래의 그림과 같이 줄어 들것으로 예상합니다. 예산과 차량의 수명 동안의 총 비용을 경제성 분석을 해야 하지만, 앞으로 말씀드릴 요소 역시 비용적인 측면에 있어 고려 사항입니다.
- 유지보수: 전기차는 일반적으로 디젤이나 가솔린 차량보다 더 적은 유지보수가 필요하며, 움직이는 부품이 더 적습니다. 그러나 배터리 교체 비용이 상당할 수 있습니다.
- 인센티브: 정부에선 전기차 구매에 있어 재정적 인센티브, 세금 공제와 환급을 제공합니다. 만약 운송업체의 경우 그 지원범위가 넓을 수 있습니다. 차량 등록세 감면이나 충전 시설 설비 지원과 같은 혜택역시 찾을 수 있습니다.

디젤 트럭과 연료 전지 기반 전기차(수소 에너지를 활용하지만, 전기차의 일부)의 판매 가격 예측 (참고 자료 3)

5. 기타 고려 사항:

- 환경: 전기차는 배출 가스가 없어 대기질과 기후 변화에 이롭지만, 배터리 생산과 전기 생산의 방식이 이러한 대기 환경 개선에 긍정적인가는 추적 관찰해 보아야 합니다. 아래의 표를 보면, 장기 운행하는 디젤 트럭, 연료 전지 트럭(FCET, 수소연료 기), 전기 트럭 (BET)의 에너지 소모율 (혹은 효율)을 보여주는데요, 정상 운행 조건에서 연료 전지 트럭은 디젤 트럭에 비해 10~12% 높은 효율을, 전기트럭의 경우 2배 이상의 효율이 나오는 것 확인 할 수 있습니다.

- 소음: 전기차는 디젤이나 가솔린 차량보다 훨씬 조용하여, 장거리 운전시 더 쾌적한 환경을 제공한 다고 합니다.
- 에너지 안보: 전기를 사용하는 것은 대부분 자급할 수 있어, 유가보다 가격 변동성이 대체적으로 적고, 화석 연료에 대한 의존성을 줄일 수 있습니다.

 

 

참고

1. 연방교통국 Charging Forward: A Toolkit for Planning and Funding Rural Electric Mobility Infrastructure 2023

2. 대체연료 데이터 센터, 2023

3. Fuel-Cell Hydrogen Long-Haul Trucks in Europe: A Total Cost of Ownership Analysis, 2022