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type: paper
slug: wonjong-lee-2025-v2g-rental-tourism
title: >-
  Economic feasibility and grid benefits of vehicle-to-grid in rental electric
  vehicle industry in tourism spots
authors:
  - '[[wonjong-lee]]'
  - '[[euncheol-kim]]'
  - '[[jonghyeok-han]]'
  - '[[wooje-seong]]'
  - '[[yunmokoo]]'
year: 2025
venue: '[[energy]]'
volume: '335'
pages: '138054'
doi: 10.1016/j.energy.2025.138054
categories:
  - '[[consumer-choice-research]]'
  - '[[energy-economics]]'
methods:
  - '[[mixed-integer-linear-programming]]'
  - '[[capacity-recovery-factor]]'
themes:
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  - '[[rent-a-car-business]]'
  - '[[tourism-renewable-energy]]'
  - '[[jeju-island]]'
aliases: []
last_updated: '2026-05-20T02:07:35+09:00'
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# Economic feasibility and grid benefits of vehicle-to-grid in rental electric vehicle industry in tourism spots

*[[wonjong-lee]], [[euncheol-kim]], [[jonghyeok-han]], [[wooje-seong]], [[yunmokoo]] (2025)* · [[energy]] 335:138054 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138054)

> *관광지 (제주도) 렌터카 EV 사업* 의 *V2G 도입 경제성 + 그리드 기여 효과* 를 *일별 운영 + 연간 투자 통합 모형* 으로 분석. 솔라 PV (15 MW) + uni/bi-directional 충전기 *최적 mix* 식별 — 1,111 시나리오 ($11 \times 101$ MW 조합) 분석. [[wonjong-lee-2024-v2g-ess-alternative]] 의 *지역 응용* — 제주도 관광 산업의 *V2G 사업 모형* 정량 청사진.

- **RQ**: 제주도 렌터카 EV 사업의 *V2G 도입* 이 *수익성 + 그리드 효과* 에 미치는 영향은? 솔라 PV + 충전기 최적 mix 는?
- **방법론**: 일별 운영 모형 (objective: 일 profit 최대화) + 연간 투자 결정 (CRF capital recovery factor) + 1,111 충전기 mix 시나리오 ($11 \times 101$ MW)
- **데이터**: 제주도 2023 관광객 도착 분포 + 인구 분포 + 렌터카 사업 위치 + 솔라 PV 발전량 + 한국 전력 시장 SMP
- **주요 발견**: (1) **15 MW 솔라 PV + 최적 충전기 mix** 시 *렌터카 사업의 V2G 수익성 확보*. (2) Bi-directional 충전기의 *추가 비용* vs *V2G 수익* trade-off — 적정 mix 존재. (3) 관광객 도착 시간 분포 + V2G 가용 시간의 *시너지* — 낮 시간 (관광객 운전) ≠ 밤 (V2G 가능).
- **시사점**: 제주도 같은 *재생 풍부 + 관광 중심* 지역에서 *렌터카 EV + V2G* 가 *지역 에너지 자립 + 사업 수익* 동시 달성. 다른 도서·관광지 (마라도, 흑산도) 응용 가능성.

![제주도 렌터카 EV + V2G 의 솔라 PV 결합 운영·투자 통합 모형 도식.](/papers/202510_LeeW_Economic_feasibility_and_grid_benefits_of_vehicle_to_grid_in_rental_electric_vehicle_industry_in_tourism_spots/fig1.jpeg)

## 요약

이 paper 는 [[yunmokoo]] · [[wonjong-lee]] 의 *3 기 V2G 시리즈* 의 *지역 응용* — [[wonjong-lee-2024-v2g-ess-alternative]] (국가 단위 V2G) 의 *제주도 렌터카 사업 응용*. 한국 *2030 탄소중립 시범 지역* 인 제주도의 *재생 전력 + EV + V2G* 시너지 모형화.

방법론적 핵심은 *일별 운영 + 연간 투자 결정의 분리 + 결합*. 일별 운영 — *주어진 인프라 (PV + 충전기) 조건에서 일 profit 최대화* (MILP). 연간 수익 — *365 일 profit 합* - *연간 투자 비용 ($i_{inv} \times \text{Cost}_{inv} \times \text{CRF}_{inv}$)* (Eq. 68):

$$
\text{Annual Profit} = \sum_d \text{Profit}(d) - \sum_{inv} i_{inv} \times \text{Cost}_{inv} \times \text{CRF}_{inv}
$$

CRF = $\frac{r(1+r)^L}{(1+r)^L - 1}$ — 5% 이자율 + 각 투자 옵션의 lifetime 고려. *1,111 충전기 mix 시나리오* (uni 0-100 MW × bi 0-100 MW, 1 MW 증분) 으로 *최적 근사* 탐색.

핵심 발견: 15 MW 솔라 PV + 최적 충전기 mix 시 *수익성 확보*. Bi-directional 충전기는 *추가 비용* (uni 대비) 이 있어 너무 많이 설치하면 *수익성 저하*, 너무 적으면 *V2G 잠재 활용 못함*. 적정 mix 존재.

관광객 도착 시간 분포 (Fig. 5) + 인구·렌터카 위치 (Fig. 6) 를 통합해 *공간-시간 차원의 V2G 운영* — 관광객이 *낮에 운전 (V2G 불가)*, *밤에 호텔 주차 (V2G 가능)* — 자연스러운 운영 패턴.

[[yunmokoo]] 의 *연구 궤적* 안에서 이 paper 는 *3 기 V2G 시리즈의 지역 응용*, [[wonjong-lee-2024-v2g-ess-alternative]] (국가 단위) + [[junhee-hong-2012-v2g-subsidy-ex-ante]] (V2G 시작 2012) 의 *V2G 12 년 아크* 의 *적용 사례*.

## 핵심 결과

| 항목 | 값 |
|---|---|
| 솔라 PV (가정) | 15 MW |
| 충전기 mix 시나리오 | 1,111 ($11 \times 101$ MW) |
| Bi-directional 충전기 trade-off | 추가 비용 vs V2G 수익 |
| 최적 충전기 mix | 존재 (sweet spot) |
| 관광객 도착 시간 + V2G 시간 | *시너지* (낮 운전, 밤 V2G) |

## 방법론 노트

일별 운영 모형 ([[mixed-integer-linear-programming]]):

$$
\max_{\text{충전·V2G 결정}} \text{Profit}(d) \quad \text{s.t.} \quad \text{전력 균형, SoC 제약, 관광객 운전 수요}
$$

연간 결정 (Eq. 68):

$$
\text{Annual Profit} = \sum_d \text{Profit}(d) - \sum_{inv} i_{inv} \times \text{Cost}_{inv} \times \text{CRF}_{inv}
$$

[[capacity-recovery-factor]] CRF = $\frac{r(1+r)^L}{(1+r)^L - 1}$ (5% 이자율, lifetime L). Brute-force 탐색 — 1,111 시나리오 시뮬레이션으로 *near-optimum* 충전기 mix.

식별 가정: (i) 관광객 도착 분포 + 인구 분포 외생, (ii) PV 발전량 외생 (날씨), (iii) 한국 전력 시장 SMP 의 일관성.

## 연구 계보

이 paper 는 (i) [[wonjong-lee-2024-v2g-ess-alternative]] 의 *V2G ESS 대체* 직접 선행, (ii) Brouwer et al. (2016) 의 *V2G 통합 시스템* 라인, (iii) 제주도 *2030 탄소중립 시범 지역* 정책 — 의 결합. [[yunmokoo]] 의 *연구 궤적* *3 기 V2G 시리즈* 의 *지역 응용*.

## See also

- [[yunmokoo]]
- [[wonjong-lee]]
- [[mixed-integer-linear-programming]]
- [[vehicle-to-grid]]
- [[rent-a-car-business]]
- [[jeju-island]]
- [[energy]]
- [[wonjong-lee-2024-v2g-ess-alternative]]
- [[junhee-hong-2012-v2g-subsidy-ex-ante]]