신에너지 자동차 충전소 EV 충전 모듈 산업에 대한 특별 분석

충전 모듈: DC 충전기의 핵심 부품인 충전 모듈은 수요 급증과 고출력 추세의 수혜를 입고 있으며, 향후 상승세가 예상됩니다.
충전 모듈: 전기 에너지 제어 및 변환 역할을 하며, 전체 비용의 50%를 차지합니다.

직류(DC) 충전 장비의 "심장"은 전기 변환을 담당합니다. 충전 모듈은 DC 충전 장비에 사용되는 핵심 부품으로, 정류, 인버터, 필터 등의 전력 변환을 구현하는 기본 단위입니다. 주요 역할은 전력망의 교류(AC)를 배터리 충전에 필요한 직류(DC)로 변환하는 것입니다. 충전 모듈의 성능은 DC 충전 장비 전체 성능에 직접적인 영향을 미치며, 충전 안전과도 밀접한 관련이 있습니다. 특히 신에너지 자동차 DC 충전 장비의 핵심 부품으로, "심장"이라고 불립니다. 충전 모듈의 상류에는 주로 칩, 전력 소자, PCB 등의 부품이 포함되며, 하류에는 DC 충전 설비 제조업체, 운영업체, 자동차 회사 등이 있습니다. DC 충전 설비의 비용 구성에서 충전 모듈의 비용은 최대 50%에 달할 수 있습니다.

충전기 핵심 부품 중 하나인 충전 모듈은 전체 비용의 50%를 차지합니다. 충전 모듈의 크기와 모듈 개수에 따라 충전기의 발전량이 결정됩니다.

충전소 수는 지속적으로 증가했지만, 충전소 비율은 점차 감소했습니다. 신에너지 자동차의 지원 인프라로서 충전소 수는 신에너지 자동차 보급률 증가와 함께 늘어났습니다. 충전소 비율은 신에너지 자동차 대수 대비 충전소 수의 비율을 나타내며, 충전소가 신에너지 자동차의 충전 수요를 충족하고 더욱 편리하게 이용할 수 있도록 하는 지표입니다. 2022년 말 기준 우리나라의 신에너지 자동차는 1,310만 대였고, 충전소는 521만 대에 달했으며, 충전소 비율은 2.5로 2015년의 11.6에 비해 크게 감소했습니다.

향후 신에너지 자동차 보급 추세에 따라 고출력 고속 충전 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상되며, 이는 충전 모듈 수요의 급격한 증가를 의미합니다. 고출력 충전에는 더 많은 충전 모듈을 직렬로 연결해야 하기 때문입니다. 최근 중국 내 충전소 현황을 보면, 공공 차량용 충전소의 비율은 7.29:1에 불과합니다. 반면 해외 시장은 23:1을 넘고, 유럽의 경우 공공 차량용 충전소 비율이 15.23:1에 달해 해외 충전소 구축이 심각하게 부족한 상황입니다. 향후 중국 시장뿐 아니라 유럽과 미국 시장 모두에서 성장 잠재력이 크기 때문에 해외 진출은 중국 충전 모듈 기업들이 추구해야 할 중요한 성장 경로 중 하나입니다.

MIDA는 신에너지 자동차용 DC 충전 장비의 핵심 부품 개발, 생산 및 판매를 전문으로 합니다. 주요 제품으로는 15kW, 20kW, 30kW 및 40kW 충전 모듈이 있으며, 주로 DC 충전 파일 및 충전 캐비닛과 같은 DC 충전 장비에 사용됩니다.

공공 충전소에서 직류(DC) 충전기의 비중이 점차 증가하고 있습니다. 2022년 말 기준 우리나라의 공공 충전소 수는 179만 7천 대로 전년 대비 57% 증가했으며, 그중 직류 충전기는 76만 1천 대로 전년 대비 62% 증가했습니다. 비중으로 보면 2022년 말 기준 직류 충전기의 비중은 42.3%에 달해 2018년 대비 5.7% 증가했습니다. 신에너지 자동차의 충전 속도에 대한 요구가 높아짐에 따라 향후 직류 충전기의 사용은 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

고출력 충전 추세에 따라 충전 모듈의 수요는 증가할 것으로 예상됩니다. 빠른 충전에 대한 수요 증가로 신에너지 자동차는 400V 이상의 고전압 플랫폼으로 발전하고 있으며, 충전 전력 또한 점차 증가하여 충전 시간이 크게 단축되고 있습니다. 화웨이가 2020년에 발표한 "충전 인프라 개발 동향 백서"에 따르면, 승용차를 예로 들어 2025년까지 350kW의 충전 전력을 달성하여 10~15분 만에 완충할 수 있을 것으로 예상됩니다. 고출력 충전을 위해서는 DC 충전기의 내부 구조 측면에서 충전 모듈의 병렬 연결 수를 늘려야 합니다. 예를 들어 60kW 충전기는 30kW 충전 모듈 2개를 병렬로 연결해야 하고, 120kW 충전기는 30kW 충전 모듈 4개를 병렬로 연결해야 합니다. 따라서 고출력 고속 충전을 위해서는 사전 모듈의 활용도를 높이는 것이 중요합니다.

수년간의 치열한 경쟁 끝에 충전 모듈 가격은 안정화되었습니다. 오랜 시장 경쟁과 가격 전쟁 끝에 충전 모듈 가격은 급격히 하락했습니다. 중국산업연구원의 자료에 따르면, 2016년 충전 모듈 1W당 가격은 약 1.2위안이었지만, 2022년에는 0.13위안/W까지 떨어져 6년 만에 약 89% 하락했습니다. 최근 가격 변동 추이를 보면, 현재 충전 모듈 가격은 안정화되었으며 연간 하락폭은 제한적입니다.

고출력 추세에 따라 충전 모듈의 가치와 수익성이 향상되었습니다. 충전 모듈의 출력이 클수록 단위 시간당 출력되는 전력량이 많아지기 때문에 DC 충전기의 출력은 점차 증가하는 추세입니다. 단일 충전 모듈의 출력은 초기 3kW, 7.5kW, 15kW에서 현재 20kW, 30kW까지 발전했으며, 향후 40kW 이상의 고출력 수준으로 발전할 것으로 예상됩니다.

시장 규모: 전 세계 공간 시장은 2027년에 500억 위안을 넘어설 것으로 예상되며, 이는 향후 5년간 연평균 45%의 성장률에 해당합니다.
앞서 발표한 "1,000억 시장, 수익률"(20230128) 보고서의 충전소 예측을 바탕으로, 글로벌 충전 모듈 시장에 대한 가설은 다음과 같습니다. 공용 DC 충전소의 평균 충전 전력: 고출력 추세를 고려하여 DC 충전소의 충전 전력이 매년 10%씩 증가한다고 가정합니다. 2023년과 2027년 공용 DC 충전소의 평균 충전 전력은 각각 166kW와 244kW로 추정됩니다. 충전 모듈 단일 와트당 가격: 국내 시장에서는 기술 발전과 규모의 경제 효과를 고려하여 충전 모듈 가격이 매년 하락하고, 하락 속도가 매년 둔화될 것으로 가정합니다. 2023년과 2027년 단일 와트당 가격은 각각 0.12위안과 0.08위안으로 예상됩니다. 제조 원가가 국내보다 높고, 단일 와트당 가격은 국내 시장의 약 두 배 수준일 것으로 예상됩니다. 이러한 가정을 바탕으로, 2027년까지 전 세계 충전 모듈 시장 규모는 약 549억 위안에 달할 것으로 예상되며, 이는 2022년부터 2027년까지 연평균 45%의 성장률에 해당합니다.