When can remanufacturing make Car-as-a-Service financially viable? A life-cycle costing assessment for passenger vehicles

기술 요약: 재제조(Remanufacturing)가 자동차 서비스(Car-as-a-Service)의 경제적 타당성을 확보할 수 있는 시점은 언제인가?

문제 정의
도로 운송은 일차 원자재의 주요 소비원이자 상당한 배출원의 원인입니다. 지배적인 "일회성 판매" 모델 하에서 제조업체는 판매 시점에 소유권을 포기하며, 이로 인해 고부가가치 코어(core)와의 연결이 끊어지고 가치 보존이 파편화된 재판매 및 폐기 채널에 남겨지게 됩니다. 소유권을 유지하는 제품 서비스화(PaaS) 모델이 대규모 재제조와 순환성을 가능하게 하는 경로로 권장되고 있으나, 실증적 증거에 따르면 이러한 모델들은 종종 경제적으로 타당하지 않은 것으로 나타납니다. 대부분의 제조업체 운영 자동차 구독 프로그램은 불충분한 수익성으로 인해 중단되었습니다. 본 연구의 핵심 질문은 재제조 기반의 자동차 서비스(CaaS) 모델이 사용자에게는 낮은 비용을 제공하고 제공자에게는 양(+)의 순현재가치(NPV)를 동시에 제공하는 "윈-윈(win-win)"을 달-성할 수 있는 구체적인 경제적 조건이 무엇인지 식별하는 것입니다.

연구 방법론
본 연구는 건설 기계 제조업체를 위해 개발된 검증된 생애주기비용(LCC) 모델을 고용량 비즈니스 대상 소비자(B2C) 승용 내연기관(ICE) 차량 맥락에 맞게 조정하여 적용합니다. 연구는 공개된 데이터를 사용하여 도요타/KINTO 구독 프로그램(유럽 C-세그먼트 차량을 대표함)을 매개변수화하는 단일 사례 설계를 채택합니다.

모델은 다수의 사용 주기($K$)에 걸쳐 두 가지 시나리오를 비교합니다:

1. 판매 모델 (Sales Model): 제공자는 주기마다 신차를 판매하며, 사용자는 재판매 시 잔존 가치를 회수합니다.
2. PaaS 모델 (PaaS Model): 제공자는 소유권을 유지하고, 차량을 한 번 제조한 후, 반납된 코어를 후속 주기를 위해 재제조/재정비합니다. 제공자는 모든 운영 비용(유지보수, 수리, 보험, 관리)을 부담하고 월 이용료를 징수합니다.

분석은 제공자의 순현재가치(NPV)와 사용자의 총 소유비용(TCO)을 계산하며, 서로 다른 시간 지평 간의 비교 가능성을 보장하기 위해 등가연금(EAA)을 통해 연간화합니다. 연구는 두 가지 핵심 지표를 도출합니다:

• $F_p$ (제공자 손익분기점 요금): 제공자가 판매 모델과 PaS 모델 사이에서 동일한 효용을 갖게 되는 요금.
• $F_u$ (사용자 최대 수용 요금): 사용자가 두 모델 사이에서 동일한 효용을 갖게 되는 요금.

"윈-윈"은 $F_p \leq F_u$인 시나리오, 즉 실행 가능한 요금 구간이 생성되는 상황으로 정의됩니다. 본 연구는 불확실한 매개변수(제조 비용, 재정비 비용, 관리 비용 등)를 ±25%까지 변화시켜 결론의 안정성을 테스트하는 강건성 분석을 수행합니다.

주요 기여

1. 모델 일반화: 본 논문은 저용량 B2B 맥락에서 검증된 LCC 모델을 고용량 B2C 자동차 맥락으로 성공적으로 이전 및 적응시켜 해당 방법론의 일반화 가능성을 테스트했습니다.
2. 투명한 매개변수화: 독점 데이터에 의존하는 연구와 달리, 본 평가는 KINTO 약관, 도요타의 가중평균자본비용(WACC), 공공 재판매 벤치마크 등 공개된 데이터만을 사용하여 매개변수를 설정함으로써 평가의 투명성과 재현성을 확보했습니다.
3. 타당성 진단: 본 연구는 단순한 주장을 넘어, 자동차 구독이 왜 어려움을 겪고 있는지에 대한 정량적 진단을 제공하며, 타당성을 위해 필요한 구체적인 설계 및 운영 임계치를 식별합니다.

결과

• 기본 사례 분석: 3회의 사용 주기(9년) 동안, PaS 모델은 판매 모델(TCO ~€51,300)에 비해 사용자에게 더 저렴합니다(TCO ~€39,500). 그러나 판매 모델(NPV ~€16,600)과 비교했을 때 제공자에게는 수익성이 낮습니다(NPV ~-€1,400).
• 요금 격차: 겹치는 요금 구간이 존재하지 않습니다. 제공자는 손익분기점을 위해 약 €699의 월 요금이 필요하지만, 사용자는 최대 €624까지만 수용할 수 있습니다. 이는 약 월 €75의 격차를 발생시킵니다.
• 민감도 및 강건성:
  • 불변 요인: 유지보수, 수리 및 보험 비용은 제공자의 요구 요금과 사용자의 수용 요금을 동일하게 높이기 때문에 요금 격차에 영향을 미치지 않습니다.
  • 지배적 동인: 격차는 주로 제조 비용과 중고차 잔존 가치에 의해 결정됩니다.
  • 잔존 가치 임계치: 차량의 3년 잔존 가치가 기본 사례 벤치마크인 57%보다 낮은 약 47% 미만으로 떨어질 때만 윈-윈 요금 구간이 열립니다. 높은 잔존 가치는 소유를 저렴하게 만들어 구독의 타당성 기준을 높입니다.
  • 제조 비용: 제조 비용 절감은 제조업체가 통제할 수 있는 가장 강력한 레버입니다.
• 시스템적 요구사항: 미미한 조정(예: 관리 비용만 단독으로 감소시키는 것)은 불충분합니다. 윈-윈을 위해서는 사용 주기를 연장하고(예: 내구성을 위한 설계를 통해 48~60개월로 연장), 재정비 비용을 크게 낮추며, 자동화를 통해 관리 비용을 낮추는 등의 시스템적 변화가 필요합니다.

의의 및 주장
본 논문은 자동차 CaaS의 경제적 장벽을 진단하는 투명하고 공개적으로 재현 가능한 타당성 모델을 제공한다고 주장합니다. 현재 제조업체 주도의 구독 프로그램이 후퇴하는 것은 단순히 시장 실패가 아니라, 높은 제조 비용, 강력한 중고차 시장(높은 잔존 가치), 그리고 서비스 모델에서의 느린 자산 비용 상각 사이의 구조적 긴장 관계에 따른 결과라고 주장합니다.

연구는 CaaS가 재무적으로 타당하고 순환 자원 혜택(진정한 재제조 등)을 전달하기 위해서는 산업계가 가격 전략에서 제품 및 프로세스 설계로 초점을 전환해야 한다고 결론짓습니다. 구체적으로 타당성은 다음 사항에 달려 있습니다:

1. 내구성을 위한 설계 (Design for Durability): 경제적 유효 수명 주기를 연장하기 위함.
2. 재제조를 위한 설계 (Design for Remanufacturing): 반납된 코어를 복구하는 비용을 낮추고 수율을 높이기 위함.
3. 시스템적 비용 절감: 제조 및 플릿 관리 비용 구조를 개선하기 위함.

본 논문은 자신의 결론이 단일 사례 및 세그먼트에 기반한 예시적 성격임을 겸허히 밝히며, 향후 연구에서 전기화된 파워트레인으로 모델을 확장하고 텔레매틱스 데이터를 활용하여 고장 분포에 대한 가정을 완화해야 한다고 명시합니다. 본 연구는 타당성 문제를 해결하는 것이 아니라, 그것이 가능해지는 구체적인 조건을 정량화하는 것을 목적으로 합니다.