통행패턴을 고려한 대체연료 충전소 최적 입지선정 (Design of Optimal Refueling Network for Alternative-Fuel Vehicles Considering Travel Patterns)

서지정보

· 발행기관 : 대한국토·도시계획학회
· 수록지 정보 : 국토계획 / 48권 / 2호 / 203 ~ 216페이지
· 저자명 : 김종근

초록

화석연료에 기반한 교통체계로 야기되는 문제점을 해결하기 위한 방안 중 하나로 대체 에너지 자동차에 기반한 지속가능한 교통체계 구축 방안에 대한 관심이 높아지고 있다. 여기서 대체 에너지는 (청정)전기, 수소연료전지, 생물연료, 천연가스 등을 포함한다. 교통 관련 환경문제의 본질적인 해결방안이 될 수 있는 가능성에도 불구하고 대체연료 자동차가 현재 널리 보급되지 못하는 이유는 차량개발의 기술적 문제(개발수준, 속도와 도로종류, 도로기하), 차량운행의 법적 문제, 인프라의 부족 등을 들 수 있다. 이 중 본 연구는 충전소를 비롯한 신재생 에너지 공급 기반시설이 미비하다는 점에 주목한다. 특히 미비한 기반시설은 반대급부로 대체연료 자동차 수요 촉진을 저해한다. 이러한 대체연료차 수요 확산과 기반시설 확충 간의 이른바 “닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐”의 문제 해결은 대체연료 기반 교통체계 도래를 촉진하기 위해서 필요하다.
기존 연구에서는 효율적인 기반시설 구축전략을 제안하기 위해 고전적 시설물 입지모델을 활용하였다. 하지만 이러한 고전 입지모델은 대체연료차를 위한 시설물 입지 선정에 직접 적용하기에는 부적합한데 그 이유는 대체연료차의 기술적 특성과 운전자의 일상적 통행패턴, 높은 시설물 건설비용을 종합적으로 고려하지 못하기 때문이다.
우선 대체연료차 충전시설을 위한 효율적인 입지 선정 모델은 배터리 전기차 및 수소 연료전지차의 짧은 주행거리를 각별히 고려해야 한다. 현재 기술 발달 상태 및 전망에 따르면 대체연료차의 일회 충전/주유 후 주행거리는 혁신적으로 연장되기 어렵다. 따라서 운전자의 일상적 장거리 통행을 온전히 마칠 수 있기 위해서는 수차례의 충전/주유가 필요하며 그 시설물의 간격이 적절해야 한다.
이와 더불어 고가의 시설물 건설비용을 고려하면 시설물 수는 제한되게 되는데 입지선정 모델은 최대의 운전자가 편리하게 접근할 수 있는 효율적인 충전 네트워크를 제안하여야 한다. 이 때 충전 네트워크는 한정된 수의 시설물이 유기적으로 연계되어 사용자에게 서비스를 제공해야 한다. 이 때 고려하는 시설물의 접근 편이성에 대해 기존 입지 모델은 통행 기종착지점에 근접한 정도로 상정하고 있는데, 이는 운전자가 주유 및 충전만을 위한 특별한 통행을 하는 것으로 해석될 수 있으므로 이러한 가정은 비현실적이다. 따라서 운전자의 통행패턴을 고려하여 일상적 통행 경로 상에 주어진 수의 시설물을 효율적으로 입지하여 사용자 접근이 용이한 충전 네트워크를 구성할 수 있게 하는 입지모델을 적용하여야 한다.
위에서 밝힌 현실적 상황을 반영하여 전략적인 충전소 입지 네트워크를 계획할 수 있는 입지선정 모델의 개발과 적용은 대체연료 및 대체연료자동차의 실질적 수요를 촉진시키기 위해 매우 중요하다. 대체연료 충전소의 최적 입지문제는 그 시의성과 필요성이 국제적으로 주목받아 관련 연구가 진행되고 있으나 국내 연구는 미비하며 특히 대체연료 기반시설 네트워크 계획을 위한 입지모델이 국내에 적용된 사례는 부재하다. 따라서 본 연구는 일상적 기종점 통행량을 최대로 서비스할 수 있는 입지모델을 국내 전국 규모에 적용하여 최적의 대체연료 네트워크 구축 전략을 제안하는 것을 목적으로 한다.

영어초록

Strategic development planning for an alternative-fuel refueling infrastructure is essential in accelerating the transition to a sustainable transportation system. This paper develops a spatial decision support system (SDSS) that integrates geographic information systems and an optimization model that locates refueling stations to refuel maximum volume of vehicle flows. Decision makers can use the SDSS when preparing data, exploring assumptions on driver behaviors or vehicle's driving ranges, evaluating tradeoffs, and reviewing the results. Using the SDSS this paper analyzes a variety of scenarios applied to a statewide network of Korea and develops a planning strategy that builds stations in clusters that can be connected later in multiple phases.

참고자료

· 없음