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Value of different electric vehicle charging facility types under different availability situations: A South Korean case study of electric vehicle and internal combustion engine vehicle owners

Hyunhong Choi, Jeongeun Lee, 구윤모 (2023) · Energy Policy 174:113436 · DOI ↗

한국 ICE 차량 소유자 453 명 + EV 소유자 63 명 표본으로 4 종 EV 충전시설 rollout 시나리오 (가정→가정+직장 initial / 가정+직장→공공 추가 / 가정→가정+공공 initial / 가정+공공→직장 추가) 의 지불의사 (WTP) 를 조건부 가치 평가법 spike-model (Kriström 1997) 로 추정. ICE 소유자 평균 WTP KRW 143,432 (USD 131, 5 년 추가 소득세) + 약 37% 가 zero WTP. Initial rollout of public chargers 가 ICE 소유자에게 유의하게 높은 WTP (KRW +43,605, p<0.10) — 반면 EV 소유자는 가정 충전기만으로 충분하다고 응답 (zero WTP 이유의 30%). EV 환경효익 신념 1 점 증가 시 WTP +KRW 59,130 (p<0.01). 결론: 한국 정부의 공공 충전기 대규모 확대 (2025 년까지 fast 15,000 + slow 500,000) 정책 기조가 ICE 소유자 가치관에 부합하지만, 현 EV 소유자의 실제 사용 패턴 과는 불일치 — 가정·직장 우선이 실재.

  • RQ: EV 보급 초기 단계의 공공 vs 직장 vs 가정 충전시설 rollout 우선순위에 대해 (a) ICE 소유자 (잠재 미래 EV 구매자, 다수 납세자) 의 monetary WTP 와 (b) EV 소유자의 실사용 패턴 + 추가 시설 WTP 가 일치하는가? Initial rollout 과 additional rollout 의 가치가 어떻게 다른가?
  • 방법론: 조건부 가치 평가법 (CVM) — single-bounded-dichotomous-choice (SBDC) + 후속 zero-WTP 질문 → spike-model (Kriström 1997) 로 WTP 분포 추정. Bid 3 수준 KRW 50/100/150 천 (USD 46/91/137, 5 년분). 4 시나리오 × 두 type questionnaire (A: 가정→직장→공공 / B: 가정→공공→직장). 공변량 — 성별, 연령, 소득, EV 구매 의향, EV 환경 인식 (5-pt Likert), rollout 시나리오 dummy
  • 데이터: 한국 ICE 소유자 453 명 (확률 표집, 20–59 세, 면허+차량 보유, 소득 있음, EV 미보유) + EV 소유자 63 명 (목적 표집, 한국 EV stock 약 0.5%) = 총 906 CV 응답. 2020 년 12 월 온라인 설문 (COVID 영향). EV 사용자엔 current charging availability + 사용 패턴 추가 조사
  • 주요 발견: (i) ICE 평균 WTP KRW 143,432 (USD 131, 5 년분, ≈ USD 26/year), median KRW 75,516. Spike (zero WTP 비율) 37.3%. (ii) Initial rollout of public chargers 의 WTP 가 다른 시나리오 대비 KRW +43,605 (p<0.10) — ICE 소유자가 공공 인프라 초기 구축 에 가장 높은 가치 부여. (iii) EV 구매 의향자는 평균 WTP +KRW 47,391 (USD 43, p<0.05), EV 환경효익 Likert 1 점 증가 시 +KRW 59,130 (p<0.01). (iv) EV 소유자 실사용 — 3 종 모두 접근자 (29%) 의 사용 비중 가정 50% / 직장 32% / 공공 18%, 전체 평균 가정 49% / 공공 37% / 직장 15%. (v) EV 소유자의 zero-WTP 이유 1 위 — “현 시설로 충분” (30%, ICE 소유자 6% 대비 5 배). (vi) 한국 EV 소유자의 73% 가 가정 충전 가능 (정부 보조 결과), 85% 가 공공, 42% 가 직장 접근
  • 시사점: ICE 소유자의 공공 인프라 선호 ↔ EV 소유자의 가정 충전 우선 사용 간 discrepancy. 한국 정부의 공공 fast charger 대규모 확대 (2025 까지 fast 15,000 + slow 500,000) 가 ICE 잠재 미래 사용자에겐 강한 어필이지만, 현재 EV 사용 패턴 과는 mismatch. 정책 — 가정 충전기 정책 유지 (EV 소유자) + 공공 충전 확대 (ICE 잠재 전환 유인) 의 양면 동시

Fig. 2. ICE 소유자의 mean WTP — 시나리오·EV 구매 의향·EV 환경효익 인식에 따른 차이. Initial rollout of public chargers + EV 구매 의향 + 높은 환경효익 신념의 결합이 최고 WTP (~KRW 300,000+).

요약

이 paper 는 구윤모 의 3 기 SNU TEMEP (2022–2026) Georgia Tech 방문 이후 V2G·통합모형·탄소중립 라인 중 EV 인프라 정책 평가 작업. Effectiveness of battery electric vehicle promotion on particulate matter emissions reduction (BEV 보조금의 PM 감축 효과 한계 진단) 의 왜 (인프라 mismatch) 에 답하는 후속. 1 저자 Hyunhong Choi (Kyung Hee University 산업공학과로 이직), 2 저자 Jeongeun Lee (KEI), 3 저자 구윤모 (SNU TEMEP). 한국 정부가 2025 년까지 fast 15,000 + slow 500,000 충전기 확대 계획 (MOTIE 2020) 의 사회적 가치를 납세자 (ICE 소유자) 시각 에서 정량화하는 첫 시도.

방법론 핵심은 조건부 가치 평가법 (CVM) + spike-model. EV 비사용자도 EV 인프라 확대에 가치 부여할 수 있다는 public good 가정 — Hanemann (1984) 의 dichotomous CV + Kriström (1997) 의 spike model (zero-WTP 응답 비율을 별도 추정). 4 시나리오 (initial rollout of workplace/public, additional rollout of workplace/public, 가정 충전기 default 가정) 각각 3 bid 수준 (KRW 50/100/150 천) × 453 응답자 = 906 CV 응답. EV 소유자 63 명은 별도 — sample 부족으로 spike model 미적용, descriptive analysis 만.

핵심 발견 두 갈래. 첫째, ICE 소유자의 monetary WTP. 평균 KRW 143,432 (USD 131, 5 년분, ≈ USD 26/year), median 75,516. Spike 37.3% — 약 63% 가 양의 WTP. 가장 흥미로운 결과는 initial rollout of public chargers 가 유의하게 높은 WTP (+KRW 43,605, p<0.10) — workplace initial / public additional / workplace additional 셋은 통계적 차이 없음. 즉 ICE 소유자에게 공공 인프라의 첫 도입 이 workplace 첫 도입 또는 추가 시설 보다 더 가치 있음. 공변량 — EV 구매 의향 (+KRW 47,391, p<0.05), EV 환경효익 Likert 1 점 증가 (+KRW 59,130, p<0.01) 가 모두 강력 — 미래 본인 사용 가능성 + 환경효익 신념 이 WTP 의 양대 동인. 인구학적 변수 (성·연령·소득) 는 모두 유의하지 않음. 둘째, EV 소유자의 실사용 + zero-WTP 이유. 3 종 시설 모두 접근자 (29%) 의 사용 비중 가정 50 / 직장 32 / 공공 18%, 전체 평균 가정 49 / 공공 37 / 직장 15%. EV 소유자의 zero-WTP 이유 1 위 “현 시설로 충분” 30% (ICE 6% 대비 5 배). 73% 의 EV 소유자가 가정 충전 접근, 85% 가 공공, 42% 가 직장 — 정부 가정 충전기 보조 정책 (2018–2020) 의 결과.

결론적 discrepancy: ICE 소유자 (잠재 미래 사용자) 는 공공 인프라 초기 구축 에 가장 높은 WTP, EV 소유자 (현 사용자) 는 가정 충전 위주 사용 + 추가 시설에 미온적. 정책 처방: 가정 + 공공 의 양면 정책 — 현재 EV 소유자 만족과 잠재 ICE 전환 유인 동시 충족. 한계: (i) EV 소유자 표본 63 명 작아 spike model 미적용, (ii) hypothetical 시나리오 — 실제 행동과 gap 가능, (iii) 다세대 주택 vs 단독주택 거주 차이 미세분.

핵심 결과

ICE 소유자 WTP 추정 (Kriström spike model, basic)

통계량추정값95% CI
Mean WTPKRW 143,432 (USD 131)126,079 – 164,792
Median WTPKRW 75,516 (USD 69)56,608 – 93,814
Spike (zero WTP %)37.3%36.1 – 38.5%

→ ICE 소유자 약 63% 가 양의 WTP. 5 년분 환산하면 USD 26/year ≈ 1 달치 인터넷 요금 수준.

공변량 marginal effects (covariate-included spike model)

변수UnitΔMean WTP (KRW)p-value
EV 구매 의향 (dummy)0/1+47,391p<0.05
EV 환경효익 Likert+1 (5-pt)+59,130p<0.01
Initial rollout of public chargersdummy+43,605p<0.10
Additional rollout of public chargersdummy+12,351n.s.
Additional rollout of workplacedummy+22,667n.s.
성별 / 연령 / 소득-n.s.n.s.

→ 공공 충전기 첫 도입 + EV 구매 의향 + 환경효익 신념 이 WTP 의 3 대 동인.

EV 소유자 (63 명) 실사용 패턴 (3 종 시설 접근자 29%, 18 명)

시설사용 비중
가정50%
직장32%
공공18%

→ 모두 접근 가능해도 가정 충전 우선. EV 소유자의 zero-WTP 이유 1 위 = “현 시설로 충분” 30% (ICE 6% 대비 5 배).

방법론 노트

spike-model (Kriström 1997) 는 zero-WTP 응답을 별도 분포 로 모델링. Log-likelihood:

ln⁡L=∑n{InYln⁡[1−Gc(An;θ)]+InNYln⁡[Gc(An;θ)−Gc(0;θ)]+InNNln⁡[Gc(0;θ)]}\ln L = \sum_n \left\{ I_n^Y \ln[1 - G_c(A_n; \theta)] + I_n^{NY} \ln[G_c(A_n; \theta) - G_c(0; \theta)] + I_n^{NN} \ln[G_c(0; \theta)] \right\}

분포 함수:

Gc(A;θ)={[1+exp⁡(a−bA)]−1if A>0[1+exp⁡(a)]−1if A=00if A<0G_c(A; \theta) = \begin{cases} [1 + \exp(a - bA)]^{-1} & \text{if } A > 0 \\ [1 + \exp(a)]^{-1} & \text{if } A = 0 \\ 0 & \text{if } A < 0 \end{cases}

Spike = [1+exp⁡(a)]−1[1 + \exp(a)]^{-1} 가 zero-WTP 응답 비율. 평균과 중앙값:

mean WTP=(1/b)ln⁡[1+exp⁡(a)]\mathrm{mean\ WTP} = (1/b) \ln[1 + \exp(a)] median WTP=a/b if [1+exp⁡(a)]−1<0.5, else 0\mathrm{median\ WTP} = a/b \text{ if } [1+\exp(a)]^{-1} < 0.5, \text{ else } 0

공변량 zz 를 a=Γza = \Gamma z 에 embed 해 marginal effect 산출.

식별의 핵심: (i) 3 bid 수준 (KRW 50/100/150 천) 의 yes/no 응답 분포 가 WTP 분포 추정의 변동 원천, (ii) 4 시나리오 within-subject 비교 (응답자 1 명이 2 시나리오 응답) 가 시나리오 effect 식별, (iii) 공변량 모형이 demographic 통제 후 정책-specific 효과 분리.

연구 계보

본 paper 는 두 lineage 의 교차점. (i) EV charging behavior 문헌 — Hardman et al (2018 TR-D) 의 review, California Air Resources Board (2017), Lee et al (2020), Tal et al (2020), Wolff-Madlener (2019) 의 charging WTP, Ou et al (2020) 의 중국 사례, Haustein et al (2021) 의 Denmark·Sweden ICE vs BEV 비교. (ii) CVM 정통 — Arrow et al (1993 NOAA panel), Hanemann (1984), Kriström (1997) spike, Venkatachalam (2004) review. 직접 predecessor: Using Contingent Valuation and Numerical Methods to Determine Optimal Locations for Environmental Facilities: Public Arboretums in South Korea (CVM + 환경시설 입지) 의 방법론 reuse, Effectiveness of battery electric vehicle promotion on particulate matter emissions reduction (BEV 정책 효과 한계 진단) 의 왜 한계인가 의 후속 답.

구윤모 의 3 기 SNU TEMEP (2022–2026) Georgia Tech 방문 이후 V2G·통합모형·탄소중립 라인 중 EV 인프라 정책 평가 분과. 그녀의 EV 보조금 + V2G + ICE 대체 작업들의 인프라 측면 보완. Hyunhong Choi 가 SNU TEMEP 박사과정 졸업 후 Kyung Hee 부임한 뒤에도 지속된 long-running collaboration 의 일부.

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