전기자전거
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1. 개요
전기 자전거는 전기 모터를 장착하여 페달을 밟는 것을 보조하거나 모터만으로 주행할 수 있는 자전거이다. 1890년대에 특허가 출원된 이후, 1990년대 후반 토크 센서와 전력 제어 기술이 개발되면서 발전했다. 전기 자전거는 모터의 작동 방식, 즉 페달 보조 방식(PAS) 또는 파워 온 디맨드 방식에 따라 분류되며, 각국의 법규에 따라 자전거 또는 원동기장치자전거로 분류된다. 주요 업체로는 삼천리자전거, 알톤스포츠 등 국내 기업과 시마노, 보쉬, 바팡 등 글로벌 기업이 있다. 중국, 유럽, 미국 등에서 널리 사용되며, 환경 및 건강에 긍정적인 영향을 미치지만, 배터리 안전 및 산악 자전거 트레일 이용에 대한 안전 문제가 존재한다.
전기 자전거의 역사는 19세기 말로 거슬러 올라간다. 1890년대부터 미국의 특허 문서에 전기 자전거에 대한 기록이 나타나기 시작했다. 초기에는 휠 허브 모터나 크랭크 세트 차축에 모터를 장착하는 방식 등이 개발되었다.
전기 자전거는 전기 모터의 출력과 제어 시스템, 즉 모터의 전원이 언제 어떻게 적용되는지에 따라 분류된다. 크게 페달 보조 방식과 스로틀 방식으로 나눌 수 있다.
2. 역사
1992년, Vector Services Limited는 자이크(Zike)라는 전기 자전거를 판매했다.[13] 이 자전거는 프레임에 내장된 NiCd 배터리와 850g의 영구 자석 모터를 사용했다.
2007년까지 전기 자전거는 중국의 여러 주요 도시에서 이륜차의 10~20%를 차지할 정도로 성장했다.[27] 일반적인 전기 자전거는 배터리 충전에 8시간이 걸리며, 약 약 40.23km에서 약 48.28km를 20km/h의 속도로 주행할 수 있었다.[26]
2. 1. 1890년대 ~ 1980년대
1890년대에 전기 자전거는 다양한 미국의 특허 문서에 기록되었다. 예를 들어, 1895년 12월 31일, 오그덴 볼튼 주니어는 "후륜에 장착된 6극 브러시 및 정류자 직류(DC) 허브 모터"를 갖춘 배터리 구동 자전거에 대한 특허를 받았다.[8] 기어는 없었고 모터는 10볼트 배터리에서 최대 100암페어를 소비할 수 있었다.
2년 후인 1897년, 보스턴의 호세아 W. 리비는 "이중 전기 모터"로 구동되는 전기 자전거를 발명했다.[9] 이 모터는 크랭크 세트 차축의 허브 내부에 설계되었다. (이 모델은 나중에 1990년대 후반에 자이언트 라프리 e-바이크에 의해 재발명되어 모방되었다.)
1898년, 매튜 J. 스테펜스에 의해 휠의 바깥쪽 가장자리를 따라 구동 벨트를 사용하는 후륜 구동 전기 자전거가 특허를 받았다.[10] 1899년, 존 슈넵의 특허는 후륜 마찰, "롤러 휠" 스타일 구동 방식의 전기 자전거를 묘사했다.[10] 1969년, G. A. 우드 주니어는 슈넵의 발명품을 확장하여, 일련의 기어를 통해 연결된 4개의 분수 마력 모터를 사용하는 장치를 개발했다.[11]
2. 2. 1990년대 ~ 현재
1990년대 후반, 토크 센서와 전력 제어 기술이 개발되면서 페달 보조 시스템(PAS)이 더욱 정교해졌다. 1997년, 타카다 유타카가 이끄는 팀은 "센서, 구동력 보조 장치 ... 및 토크 센서 영점 조정 메커니즘"에 대한 일본 특허를 받았다.[14]
같은 해, 미국의 자동차 경영인 리 아이아코카는 EV Global Motors를 설립하고, E-bike SX라는 전기 자전거 모델을 출시하여 미국에서 전기 자전거 대중화에 기여했다.[15]
2000년대 이후, 리튬 이온 배터리 기술의 발전[17]으로 전기 자전거의 성능과 주행 거리가 크게 향상되었다. 더 빠른 충전 시간, 더 가벼운 무게, 더 긴 주행 거리는 전기 자전거를 일상생활에서 더욱 효율적이고 실용적으로 만들었다.
2010년대에는 환경 문제에 대한 관심 증가와 각국 정부의 지속 가능한 기술 장려 정책으로 전기 자전거가 유럽에서 큰 인기를 얻었다.[16] 독일과 네덜란드 등은 도시 혼잡과 탄소 배출량을 줄이기 위한 주요 전기 자전거 시장으로 성장했다.
3. 전기자전거의 기술적 주행방식
페달 보조 방식의 전기 자전거는 일반적으로 "페델렉"이라고 불리지만, 더 강력한 S-페델렉과 일반 페델렉으로 분류할 수 있다. 페델렉(pedelec)은 저출력 전기 모터와 적절한 최고 속도를 가진 전기 자전거를 의미하며, 법적으로는 저출력 오토바이나 모페드가 아닌 자전거로 분류된다.
유럽 연합 (EU)의 자동차 지침(EN15194 표준)은 다음 조건을 만족하면 자전거를 페델렉으로 간주한다.
이 조건에 맞는 전기 자전거는 EU에서 페델렉으로 간주되며 법적으로 자전거로 분류된다. EN15194 표준은 EU 전체와 영국을 포함한 일부 비 EU 유럽 국가[20], 호주의 빅토리아 주 등 일부 비유럽 지역[21]에서도 채택되었다.
독일에서 법적으로 자전거로 분류되지 않는 더 강력한 페달 보조 자전거는 '''S-페델렉'''(S-Pedelecs, "Schnell-Pedelecs", "빠른 페델렉")이라고 불린다. S-페델렉 등급의 전기 자전거는 모페드 또는 오토바이로 분류되며, 등록 및 보험 가입, 운전 면허증, 오토바이 헬멧 착용 등이 필요할 수 있다.[22] 미국에서는 많은 주에서 S-페델렉을 클래스 3으로 분류하고, 최대 750W 출력과 28mph 속도로 제한한다.[23] 유럽에서는 등록 번호판과 면허가 필요한 모페드로 분류될 가능성이 높다.[24]
3. 1. PAS 방식 (Pedal Assist System)
PAS 방식(Pedal Assist System)은 페달을 밟으면 센서가 이를 감지하여 모터가 작동하는 방식이다. PAS 방식은 대부분 낮은 동력 지원부터 높은 동력 지원까지 단계 설정이 가능하도록 설계되어 있다. 크게 스피드 센서 방식과 토크 센서 방식 두 가지로 나뉜다.3. 2. 스로틀 방식 (Throttle)
핸들바에 버튼이나 레버 형태로 장착되어 이를 작동시키면 페달을 밟을 필요 없이 오토바이처럼 주행하는 방식이다.[19]
국내에서는 스로틀 레버를 장착하면 전기자전거의 지위를 얻을 수 없다.
파워 온 디맨드 (Power-on-demand) 방식의 전기 자전거는 모터가 대부분의 오토바이 또는 스쿠터와 마찬가지로 일반적으로 핸들바에 장착된 스로틀에 의해 활성화된다.[19]
파워 온 디맨드 전용 전기 자전거는 종종 페델렉보다 더 강력한 모터를 가지고 있으며,[19] 이 중 더 강력한 것은 법적으로 모페드 또는 오토바이로 분류되지만, 도로 주행 가능 오토바이로 등록하기 위한 법적 요구 사항을 충족하지 못할 수 있다.[19]
''파워 온 디맨드'' 방식의 전기 자전거를 사용하는 라이더는 다음과 같은 방식으로 주행할 수 있다.[19]
# 페달의 힘만으로 주행.
# 스로틀을 수동으로 조작하여 전기 모터만으로 주행.
# 두 가지 방식을 동시에 사용하여 주행.
4. 분류
전기 자전거는 모터의 출력, 제어 시스템, 법적 규제 등에 따라 다양하게 분류될 수 있다.
대한민국에서는 도로교통법 및 자전거 이용 활성화 촉진법에 따라 다음 조건을 만족하는 전기 자전거를 자전거로 인정하고 있다.[19]
- 최고 속도: 25km/h 미만
- 무게: 30kg 미만
- 구동 방식: 페달 보조(PAS) 방식
- 모터 출력: 500W 이하
- KC 안전 인증 획득
위 조건을 초과하지만 모터 출력이 590W 이하인 전기 자전거는 원동기장치자전거로 분류된다. 해외에서는 이를 스피드 페달릭으로 분류하고, 전기 자전거용 번호판 및 보험 가입 제도를 마련하기도 한다.
전기 자전거는 모터가 제공하는 출력과 제어 시스템에 따라 크게 페달 보조 방식(Pedelecs)과 파워 온 디맨드 방식(Power-on-demand)으로 나뉜다.
4. 1. 페달 보조 방식 (Pedelecs)
페델렉(pedelec)은 페달을 밟을 때만 전기 모터가 작동하여 보조하는 방식의 전기 자전거를 말한다. 모터의 출력과 최고 속도에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.| 구분 | 설명 | 법적 분류 |
|---|---|---|
| 일반 페델렉 (Pedelecs) | 모터 출력이 250W 이하, 최고 속도는 25km/h 이하로 제한된다. | 자전거 |
| S-페델렉 (S-Pedelecs) | 모터 출력이 250W를 초과하거나 최고 속도가 25km/h를 초과하는 모델이다. | 원동기장치자전거 또는 모페드 |
일반 페델렉은 유럽 연합(EU)의 자동차 지침(EN15194 표준)에 따라 페달 보조 기능이 25km/h에서 멈추고, 모터의 최대 연속 정격 출력이 250W 이하인 경우 자전거로 분류된다.[19] 이 표준은 EU 전체에서 유효하며, 영국 등 일부 비 EU 유럽 국가[20]와 호주의 빅토리아 주[21] 등에서도 채택되었다.
페델렉은 언덕이 많은 지역이나 심장, 다리 근육, 무릎 관절 등에 문제가 있어 자전거 타기가 어려운 사람들에게 유용하다.
S-페델렉은 독일에서 유래된 용어로, "빠른 페델렉"을 의미한다. 250W보다 강력한 모터를 장착하고, 25km/h를 초과하는 속도에서도 모터가 작동한다.[22] S-페델렉은 모페드 또는 오토바이로 분류될 수 있으며, 등록, 보험, 운전 면허, 헬멧 착용 등이 필요할 수 있다.[24] 미국에서는 많은 주에서 S-페델렉을 클래스 3으로 분류하여 최대 750W 출력과 28mph 속도로 제한한다.[23]
4. 2. 파워 온 디맨드 방식 (Power-on-demand)
핸들바에 버튼이나 레버 형태로 장착되어 이를 작동시키면 페달을 구를 필요 없이 오토바이처럼 주행하는 방식이다. Power-on-demand영어 방식의 전기 자전거는 다음과 같은 방식으로 주행할 수 있다.# 페달의 힘만으로 주행. (완전한 인력으로 주행)
# 스로틀을 수동으로 조작하여 전기 모터만으로 주행.
# 두 가지 방식을 동시에 사용하여 주행.
스로틀 조작으로 모터를 작동시키는 방식이다. 페달 보조 기능 없이 스로틀로만 주행이 가능하다. 모터 출력이 높은 모델은 원동기장치자전거 또는 모페드로 분류될 수 있다.
일부 파워 온 디맨드 방식의 전기 자전거는 일반 자전거와 매우 다르며, 자전거로 분류될 수 없다. 예를 들어, ''노페드(Noped)''는 온타리오 교통부가 페달이 없는 전기 자전거에 사용하는 용어이다.[19]
5. 대한민국 내 법적 지위
대한민국에서 전기자전거는 도로교통법 및 자전거 이용 활성화에 관한 법률에 따라 규정된다. 전기자전거가 기존 자전거의 지위를 인정받기 위해서는 시속 25km/h를 초과하지 않고, 무게가 30kg 미만이며, 페달 보조(PAS) 방식으로만 지원되고, 모터 출력이 500W 이하이며, KC 안전 인증을 받은 제품이어야 한다.[20][21]
위 조건을 초과하지만 모터 출력이 590W 이하인 전기자전거는 원동기장치자전거로 분류된다. 해외에서는 이와 유사한 자전거를 스피드 페달릭(S-Pedelec)으로 분류하며, 별도의 번호판 및 보험 가입 제도를 운영하기도 한다.
5. 1. 자전거로 인정되는 조건
대한민국에서 전기자전거는 도로교통법 및 자전거 이용 활성화 촉진법에 따라 다음 조건을 만족해야 일반 자전거로 인정받는다.[20][21]| 조건 | 내용 |
|---|---|
| 최고 속도 | 25km/h 미만 |
| 무게 | 30kg 미만 |
| 구동 방식 | 페달 보조 방식 (PAS, Pedelec) |
| 모터 출력 | 500W 이하 |
| 안전 인증 | KC 안전 인증 획득 |
위 조건을 초과하지만 모터 출력이 590W 이하인 전기자전거는 원동기장치자전거로 분류된다.
해외에서는 이와 유사한 자전거를 스피드 페달릭(S-Pedelec)으로 분류하며, 별도의 번호판 및 보험 가입 제도를 운영하기도 한다. 유럽 연합(EU)의 자동차 지침(EN15194 표준)은 페달 보조 기능이 25km/h에서 멈추고, 모터의 최대 연속 정격 출력이 250W 이하인 경우를 페달렉(Pedelec)으로 정의하며, 이는 EU 전역 및 일부 비 EU 국가에서도 채택되었다. S-페델렉은 250W 보다 강력하고 덜 제한적인 모터를 가지며, 25km/h를 초과하여도 모터가 작동한다. S-페델렉은 모페드 또는 오토바이로 분류되어 등록, 보험, 운전면허, 헬멧 착용 등이 필요할 수 있다.[22] 미국에서는 많은 주에서 S-페델렉을 클래스 3으로 분류하여 최대 750W 출력과 28mph 속도로 제한하고 있다.[23]
5. 2. 원동기장치자전거로 분류되는 경우
대한민국에서 일반적인 전기자전거로 인정받지 못하는 조건들을 초과하는 전기자전거의 경우, 모터 출력이 590W 이하라면 원동기장치자전거로 분류된다.[22] 이러한 원동기장치자전거는 자전거 도로를 이용할 수 없으며, 운전을 위해서는 운전면허가 필요하다.해외에서는 이러한 자전거를 스피드 페달릭(Speed Pedelec)으로 분류하여 별도로 관리한다.[24] 스피드 페달릭은 전기자전거용 번호판을 발급받고 보험에 가입할 수 있도록 제도적인 장치가 마련되어 있는 경우가 많다. 예를 들어, 독일에서는 'S-페델렉'으로 불리며, 25km/h를 초과하는 속도에서도 모터가 작동하여 자전거보다는 모페드나 오토바이에 가깝게 분류된다.[22] 미국에서는 많은 주에서 클래스 3 카테고리에 포함시켜 최대 750W 출력과 28mph의 속도로 제한하고 있다.[23]
6. 주요 업체
전기 자전거 시장은 글로벌 기업과 국내 기업이 경쟁하고 있다.
| 구분 | 기업명 | 주요 사업 | 기타 |
|---|---|---|---|
| 글로벌 업체 | 시마노(SHIMANO, シマノ|시마노일본어) | 자전거 부품, 전기 자전거 구동 시스템 | 일본 기업 |
| 보쉬(BOSCH, BOSCH|보쉬de) | 자동차 전장, 가전, 전기 자전거 구동 시스템 | 독일 기업 | |
| 바팡(BAFANG, BAFANG|바팡중국어) | 전기 자전거 모터 및 구동 시스템 | 중국 기업 | |
| 브로제(BROSE) | 전기 자전거 구동 시스템 | 독일 기업 | |
| 파나소닉(PANASONIC) | 전기 자전거 구동 시스템 | 일본 기업 | |
| 야마하(YAMAHA) | 전기 자전거 구동 시스템 | 일본 기업 | |
| 대한민국 내 업체 | 삼천리자전거 | 전기 자전거 | 대부분 중국 OEM 방식[13] |
| 알톤스포츠 | 전기 자전거 | 대부분 중국 OEM 방식[13] |
글로벌 업체들은 자전거를 직접 생산하지 않고, 미드 드라이브 전기자전거 컨포넌트(모터, 배터리, 디스플레이 등)를 개발·생산하여 자전거 생산업체에 납품하는 방식으로 사업을 확장하고 있다.
최근 국내 e바이크 생산 공장이 생기고 내수와 수출로 이어지고 있다.
6. 1. 글로벌 업체
시마노(SHIMANO, シマノ일본어)는 일본의 자전거 부품 회사로, 전기 자전거 구동 시스템도 생산한다. 보쉬(BOSCH, BOSCHde)는 독일의 자동차 전장 및 가전 회사로, 전기 자전거 구동 시스템을 생산한다. 바팡(BAFANG, BAFANG중국어)은 중국의 전기 자전거 모터 및 구동 시스템을 생산한다. 이 외에도 독일의 브로제(BROSE), 일본의 파나소닉(PANASONIC), 야마하(YAMAHA) 등이 전기 자전거 구동 시스템을 생산한다.[12] 이들은 자전거를 직접 생산하지 않고, 미드 드라이브 전기 자전거 컨포넌트(모터, 배터리, 디스플레이 등)를 개발·생산하여 자전거 생산업체에 납품하는 방식으로 사업을 확장하고 있다.6. 2. 대한민국 내 업체
삼천리자전거, 알톤스포츠 등 국내 자전거 업체들이 전기 자전거를 생산하고 있으며, 대부분 중국 OEM 방식으로 생산된다.[13] 최근 국내 e바이크 생산 공장이 생겨 내수와 수출로 이어지고 있다.7. 각국의 전기 자전거 현황
1998년 이후 전 세계적으로 전기 자전거 사용이 급격히 증가했다.[25] 특히 중국은 세계 최대의 전기 자전거 생산국으로, 2004년에는 750만 대, 2005년에는 1,000만 대, 2006년에는 1,600만~1,800만 대, 2016년에는 약 2억 1,000만 대의 전기 자전거가 판매되거나 사용되었다.[26][27][29]
유럽 연합(EU)에서도 전기 자전거 판매량이 꾸준히 증가하여, 2007년 20만 대, 2010년 70만 대, 2016년 200만 대, 2021년에는 500만 대를 넘어섰다.[28][29][30] 2019년, EU는 EU 생산자를 보호하기 위해 수입산 중국 전기 자전거에 79.3%의 보호 관세를 부과했다.[31] 2022년에는 네덜란드 (57%), 오스트리아 (49%), 독일 (48%), 벨기에 (47%) 등에서 높은 시장 점유율을 기록했다.[32]
독일에서는 전기 자전거 이용자가 일반 자전거 이용자보다 안전에 치명적인 상황에 연루될 가능성이 더 높지 않다는 연구 결과가 나왔다(Schleinitz 등, 2014).[60] 스웨덴에서는 전기 자전거 이용자가 더 많은 사고에 연루될 수 있지만, 심각성은 낮다는 연구 결과가 있었다(Dozza 등, 2015).[60]
7. 1. 중국
중국은 세계 최대의 전기 자전거 생산국이자 소비국이다. 1998년 이후 전기 자전거 사용이 급격히 증가했으며,[25] 2010년대 초에는 이미 1억 대 이상의 전기 자전거가 보급되었다.[25][76]2009년에는 중국이 2,220만 대의 전기자전거를 생산하여 세계 최대의 전기 자전거 제조업체가 되었고, 비야디와 Geoby와 같은 회사가 주요 제조업체이다. 생산은 톈진, 저장, 장쑤, 산둥, 상하이의 5개 지역에 집중되어 있다.[79]
중국에서 전기 자전거의 급증은 교통 체증과 사고를 줄이기 위해 도심 지역에서 오토바이를 제한하려는 지방 정부의 노력으로 촉발되었다. 많은 중국 도시에서 오토바이가 금지되거나 제한되면서, 통근자들은 기존의 자전거와 오토바이를 전기 자전거로 대체하기 시작했다.[75] 전기 자전거는 자동차 통근의 대안으로도 떠올랐다.[25]
그러나 도로 안전에 대한 우려는 여전히 존재하며, 2007년에 약 2,500건의 전기 자전거 관련 사망 사고가 기록되었다.[76] 광저우, 선전 등 일부 도시에서는 오토바이와 같은 이유로 전기 자전거를 금지하거나 규제하기도 했다.[75][76]
2019년, 중국은 새로운 규제 정책을 도입하여 전기 자전거의 무게, 속도, 전압 등을 규정했다.[77] 새로운 기준에 따르면, 일정 기준을 초과하는 전기 자전거는 오토바이로 분류되어 헬멧 착용 및 면허 규제를 받게 된다.[78]
1999년에는 전동 자전거에 관한 GB 규격이 제정되어 최고 시속, 정격 출력, 자전거 주행 능력 등에 대한 규정이 마련되었다.[93] 2011년에는 납 축전지의 환경 부하를 줄이기 위해 차량 중량 제한을 통해 리튬 이온 2차 전지로의 전환을 촉구하는 정책이 시행되었다.
7. 2. 일본
1979년 마쓰시타 전기 계열의 내셔널 자전거 공업(현 파나소닉 사이클 텍)이 최고 시속 18km의 경쾌 자전거풍 전기식 원동기 부착 자전거인 "DG-EC2"를 출시했지만, 당시의 배터리 성능으로는 인기를 얻지 못했다.[91]동력이 있는 자전거는 출력에 따라 특정 소형 원동기 부착 자전거, 원동기 부착 자전거, 자동 이륜차로 취급된다. 특정 소형 원동기 부착 자전거 요건을 충족하는 전기 자전거(최고 20km/h 이하, 정격 출력 0.6kW, 길이 1.9m 이하, 폭 0.6m 이하의 원동기로 움직이는 것)는 16세 이상이면 면허 없이 운전할 수 있다. (번호판과 자동차 배상 책임 보험은 가입 필수)
해외에서 수입되는 모델(''''E-BIKE''''' 등으로 칭함) 중에는 전기 자전거에 필수적인 리미터가 없거나 사용자 설정 등으로 쉽게 해제 가능한 경우가 있다. 이러한 모델이 불법으로 운용되는 사례가 종종 보이며, 그중에는 제2종 원동기(전동기 정격 출력이 0.6kW 초과 1.0kW 이하)에 해당하는 것도 있다. 그러나 차량 번호표, 도로 운송 차량의 보안 기준에 맞는 등화류 등이 갖춰져 있지 않고, 자배책 보험 미가입 상태로 공도 등을 주행할 경우 위반 행위로 처벌 대상이 된다.[92]
7. 3. 미국
2020년대에 들어 코로나19 사태 및 유가 상승 등의 영향으로 미국에서 전기 자전거가 전동 킥보드 및 전동 스케이트보드와 함께 급속도로 보급되고 있다.[92] 2009년 미국에는 약 20만 대의 전기 자전거가 있는 것으로 추산되었다.[84] 대부분 중국에서 수입되지만, 미국 내 스타트업 기업도 여러 곳 생겨나 미국산임을 강조하며 판매를 늘리고 있다. 일본 기업은 현재까지는 진출하지 않고 있다.뉴욕에서는 2012년에 음식 배달 차량으로 전기 자전거가 점점 더 선호되었다.[85][90]
북미 전기 자전거 시장은 2021년부터 2028년까지 연평균 성장률(CAGR) 10.13%로 성장할 것으로 예상된다.[86]
7. 4. 네덜란드
네덜란드는 2024년 기준으로 인구 1,800만 명에 2,300만 대의 자전거를 보유하고 있다.[81] 2009년에는 전기 자전거의 시장 점유율이 10%를 기록했으며, 2006년부터 2009년까지 전기 자전거 판매량이 4만 대에서 15만 3천 대로 4배 증가했다.[82] 같은 해, 전동 모델은 전체 자전거 판매 수익의 25%를 차지했다.[81] 2010년 초에는 네덜란드에서 판매되는 자전거 8대 중 1대가 전기 자전거였는데, 이는 전기 자전거가 일반 자전거보다 평균 3배 더 비싸다는 점을 고려하면 놀라운 수치이다.[76][82] 전기 자전거 판매량은 2019년에 42만 3천 대, 2020년에는 54만 7천 대를 기록하며 동력을 사용하지 않는 자전거 판매량을 넘어섰다.2008년 시장 조사에 따르면 네덜란드에서 일반 자전거를 이용하는 통근자의 평균 이동 거리는 6.3km인 반면, 전기 자전거를 이용하면 이 거리가 9.8km로 늘어난다.[83] 이 설문 조사는 또한 전기 자전거 소유가 65세 이상 노년층에게 특히 인기가 있지만, 통근자들 사이에서는 제한적이라는 것을 보여주었다. 전기 자전거는 특히 레크리에이션 자전거 여행, 쇼핑 및 심부름에 사용된다.[83]
7. 5. 기타 국가
유럽 연합(EU)에서는 2010년대에 정부 정책과 지속 가능한 기술을 장려하는 환경 의식에 힘입어 전기 자전거가 상당한 인기를 얻었다.[16] 독일과 네덜란드 등 일부 국가들은 도시 혼잡과 탄소 배출량을 줄이기 위해 중요한 전기 자전거 시장으로 변모했다. 리튬 이온 배터리 기술의 발전[17]은 더 빠른 충전 시간, 더 가벼운 무게, 더 긴 주행 거리를 제공하여 전기 자전거를 일상적인 사용에 더 효율적이고 실용적으로 만들어 전기 자전거의 보급에 기여했다.무역 단체인 CONEBI에 따르면, 2021년 EU의 전기 자전거 판매량은 500만 대를 넘어섰으며,[28] 이는 2016년의 200만 대,[29] 2010년의 70만 대, 2007년의 20만 대에서 증가한 수치이다. 2019년, EU는 EU 생산자를 보호하기 위해 수입산 중국 전기 자전거에 79.3%의 보호 관세를 부과했다.[31] 2022년, 전기 자전거는 EU에서 시장 점유율을 계속해서 늘려 네덜란드에서 자전거 판매의 57%, 오스트리아에서 49%, 독일에서 48%, 벨기에에서 47%를 차지했다.[32]
8. 디자인
전기 자전거는 일반 자전거의 형태를 따르는 것 외에도 다양한 디자인으로 제작된다. 물통처럼 위장된 배터리를 사용하는 모델, 소형 오토바이 형태의 모델, 접이식 모델, 화물 운송용 모델 등 다양한 디자인이 있다. 후세인 알모사위(Hussain Almossawi)와 마린 미프티우(Marin Myftiu)가 디자인한 nCycle (2014)도 그 예시 중 하나이다.[18] 전기 자동 균형 외발 자전거는 일부 국가에서 전기 자전거 관련 법규를 따르지 않아 도로 사용이 제한될 수 있다.
9. 건강 효과
전기 자전거 사용은 신체 활동량을 증가시키는 것으로 나타났다. 유럽 7개 도시의 전기 자전거 사용자는 일반 자전거 이용자보다 더 긴 거리를 이동하여 주당 에너지 소비량이 10% 더 높았다.[53]
전기 자전거는 부상이나 과체중 등으로 장시간 운동하기 어려운 사람들에게도 운동 수단을 제공할 수 있다. 전기 자전거는 라이더가 페달을 밟는 동안 짧은 휴식을 취할 수 있게 해주고, 너무 피로해지지 않고[54] 무릎 관절에 무리를 주지 않고 선택한 경로를 완주할 수 있다는 자신감을 주기 때문이다. 일부 전기 자전거는 지형에 따라 모터 보조 수준을 조절하여 무릎 관절을 보호할 수 있다. 테네시 대학교 연구에 따르면, 전기 자전거의 에너지 소비(EE)와 산소 소비량(VO2)은 일반 자전거보다 24% 낮고, 걷는 것보다 64% 낮다. 이 연구는 전기 자전거와 일반 자전거의 차이가 오르막 구간에서 가장 두드러진다고 지적한다.[55]
전기 자전거를 사용하여 상당한 양의 체중을 감량했다고 주장하는 사람들이 있다.[56] 그러나 최근의 전향적 코호트 연구에 따르면, 전기 자전거를 사용하는 사람들은 일반 자전거를 사용하는 사람들보다 BMI가 더 높은 것으로 나타났다.[57] 자전거를 타는 지형의 부담을 줄임으로써, 그렇지 않으면 자전거 타는 것을 고려하지 않을 사람들도 필요할 때 전기 보조 기능을 사용하고, 그렇지 않을 때는 가능한 한 페달을 밟을 수 있다.[58]
전기 자전거는 심장 재활 프로그램의 유용한 부분이 될 수 있다. 건강 전문가들은 종종 이러한 프로그램의 초기 단계에서 고정식 자전거를 사용할 것을 권장한다. 운동 기반 심장 재활 프로그램은 관상 동맥 심장 질환 환자의 사망률을 약 27% 감소시킬 수 있다.[59]
10. 환경 효과
전기 자전거는 무공해 차량으로, 연소 부산물을 배출하지 않지만, 발전 및 전력 배전과 제조, 배터리 재활용[61]의 환경적 영향도 고려해야 한다.[62] 전기 자전거는 버스와 비슷한 수준의 킬로미터당 오염 물질을 배출하며, 오염 배출량은 오토바이와 자동차보다 몇 배 낮다.[63][64] 전기 자전거는 일반적으로 도시 환경에서 환경적으로 바람직한 것으로 여겨진다.[65][66]
2018년 영국 연구에 따르면, 전기 자전거가 자동차 여행을 대체할 경우 "영국에서 자동차 이산화탄소(CO2) 배출량을 최대 50% (연간 약 3천만 톤)까지 줄일 수 있다"고 한다.[67]
2020년 잉글랜드의 요크셔 지역을 중심으로 한 연구는 가장 큰 기회가 농촌 및 교외 지역에 있다는 점을 시사했다. 도시 거주자는 이미 많은 저탄소 이동 수단을 가지고 있으므로, 가장 큰 영향은 도시 외 지역에서의 사용을 장려하는 데 있을 것이다.[68] 이 연구는 또한 전기 자전거가 교통 비용 상승의 영향을 가장 많이 받는 사람들을 돕는 데 도움이 될 수 있음을 시사했다.[68]
배터리 재충전에 관련된 환경적 영향은 줄일 수 있다. 전기 자동차에 사용되는 더 큰 배터리 팩에 비해 전기 자전거의 작은 배터리 팩 크기는 태양광 발전 또는 기타 재생 에너지원으로 충전하기에 매우 적합하다. 산요(Sanyo)는 전기 자전거 이용자가 태양광 패널 아래에 주차하는 동안 차량을 충전할 수 있는 "태양광 주차장"을 설치하여 이점을 활용했다.[69]
최근 전기 자전거와 다른 형태의 교통 수단의 환경적 영향을 비교한 연구[72]에 따르면 전기 자전거는 다음과 같다.
| 비교 대상 | 에너지 효율 비교 |
|---|---|
| SUV | SUV보다 18배 높음 |
| 세단 | 세단보다 13배 높음 |
| 철도 교통 | 철도 교통보다 6배 높음 |
| 일반 자전거 | 일반 자전거와 환경에 미치는 영향이 거의 같음 |
안전 문제로 인해 리튬 이온 배터리에 대한 엄격한 배송 규정이 있다.[73] 이러한 점에서 리튬 인산철 배터리는 리튬 코발트 산화물 배터리보다 더 안전하다.[74]
11. 안전 문제
전기 자전거와 관련하여 도로 교통 안전 문제와 배터리 안전 문제가 제기되고 있다. 도로 교통 안전에 대해서는 연구 결과에 따라 전기 자전거가 일반 자전거보다 더 위험할 수도, 덜 위험할 수도 있다는 상반된 결과가 나오고 있다.[60] 배터리 안전 문제는 리튬 이온 배터리의 과열 및 화재 발생 가능성 때문이다.[38] 이는 전기 자전거의 인기 증가와 규제 부족, 저품질 배터리 사용, 긱 워커의 차량 선택 제약 등과 관련이 있다.[39] 뉴욕시와 샌프란시스코 등 일부 지역에서는 UL 안전 인증을 받은 전기 이동 장치만 판매하도록 법률을 제정했다.[40][41]
11. 1. 도로 교통 안전
Schleinitz 등(2014)은 독일의 전기 자전거 이용자가 일반 자전거 이용자보다 "안전에 치명적인 상황"에 연루될 가능성이 더 높지 않다고 결론 내렸다. 하지만 Dozza 등(2015)은 스웨덴 자전거 이용자 분석 결과, 전기 자전거 이용자가 더 많은 위험한 사고에 연루될 수 있지만 "심각성은 더 낮다"고 결론 내렸다. 게다가 전기 자전거 이용자는 자동차와 위험한 상호 작용을 할 가능성이 더 낮았다.[60]11. 2. 배터리 안전
리튬 이온 배터리의 과열 및 화재 발생 가능성이 제기되고 있다.[38] 전기 자전거 배터리가 화재에 연루된 사고가 증가한 것은 인기가 높아지고 규제가 부족하기 때문으로 여겨진다. 품질이 낮은 배터리는 팽창 또는 파열을 일으킬 수 있는 결함으로 제조될 가능성이 더 높지만, 대규모의 보다 확립된 제조업체에서는 발생률이 매우 낮다. 2024년, 세계 최대의 전기 자전거 제조업체인 자이언트는 배터리 문제 발생 사례가 없다고 밝혔다. 직업을 수행하기 위해 전기 자전거에 의존하는 긱 워커는 차량 선택에 제약이 있을 수 있으며, 손상되기 쉬운 저렴하거나 중고 전기 자전거를 구매할 수 있다.[39] 뉴욕시와 샌프란시스코와 같은 일부 관할 구역에서는 판매되는 모든 전기 이동 장치가 UL 안전 인증을 받도록 하는 법률을 통과시켰다.[40][41]참조
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