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Aug 09. 2020
2026년 서울 도심에도 하늘을 나는 자동차가?현대차
현대차에 주목, 2026년 국내 사용화될 UAM(도심형 항공 모빌리티)
SF 영화 속 흔히 등장하던 하늘을 나는 자동차는 길면 100년 뒤, 빠르면 50년 뒤에나 일어날 것 같았던 일들이, 고작 6년 뒤인 2026년부터 한국, 서울 도심에서도 볼 수 있게 된다니, 역시 세상은 생각보다 빠르게 변화하고 있는 것 같습니다. 특히, 우버 에어의 경우 올해 호주 멜버른에서 호주 쇼핑센터에서 공항까지 이동하는 시범 운영을 본격적으로 시작할 것임을 예고했습니다.
오늘 첫 번째로 다룰 주제는 UAM (Urban Air Mobility), 도심형 항공 모빌리티입니다. 쉽게 말해, 도심에서 비행기를 타고 다니는 것이라고 볼 수 있습니다.
Q. UAM(도심형 항공 모빌리티)이 지금 시점에서 큰 주목을 받고 있는 이유는 무엇일까요?
1) 교집합적 성격을 가진 기술의 대거 등장
요즘 트렌드 중 교집합적 성격을 가진 기술이 대거 등장하고 있는데 대표적인 예로: 강력한 모터, 오래가거나 가볍고 밀도가 높은 배터리, 초경량 소재 등이 나오기 시작했으며, 이 모든 게 UAM에도 동일하게 적용될 수 있는 기술들이라는 것입니다.
[강력한 모터: 수직 이착륙이 가능해짐]
특히, 그동안 공군에서는 프로펠러를 90도로 꺾어 수직 이착륙을 가능케 하는 틸팅 기술(Tiliting)에 대해 많이 연구를 했지만, 기존 엔진으로는 기술적 한계가 너무 많았습니다. 하지만, 강력한 모터가 개발되면서, 속도 조절이 가능해졌고 단시간에 강한 힘을 발휘하여, 정차된 상태에서도 수직 이착륙이 가능해졌습니다. (강력한 추진력을 통해*양력 및 추력을 얻을 수 있게 됨).
예를 들어 테슬라의 로드스터 (테슬라에서 2020년 이후에 생산할 예정인 전기 로드스터이자 슈퍼카)는 정차된 상태에서 시속 100KM까지 도달하는데 걸리는 시간이 약 1.9초라고 하니, 모터의 힘이 얼마나 대단해졌는지 알 수 있습니다.
*수직 이착륙이 가능하기 위해서는 동체의 양력(떠오르는 힘), 추력 (앞으로 나아가는 힘)이 모두 필요합니다.
프로펠러를 90도로 꺾어 양력, 추력이 가능한 틸팅 기술, 출처 = 현대자동차[DEP기술 (분산 전기추진): 추락하지 않는 기술]
기존까지 헬리콥터에는 강력한 로터(이륙을 돕는 강력한 엔진력)가 있었지만, 대게 하나 또는 소수로 이뤄져 있어, 로터 고장 시 기체 추락과 같은 큰 사고로 이어질 수 있었습니다. 하지만, Distributed Electric Propulsion(DEP : 분산전기추진)은 로터를 많게는 10~20개로 분산시켜 놓아, 일부가 고장이 나도, 다른 모터들이 회전하면서 수평을 맞춰주는 기술이며, 이는 큰 프로펠러를 돌리는 것과 유사한 기술을 갖추고 있으면서도, 안전한 비행이 가능합니다.
[소재의 발전: 소음 해결]
기존 헬리콥터의 경우 약 117 데시벨의 큰 소음을 냈던 반면, UAM의 경우 이의 반 정도인 62 데시벨 정도이며, 이는 서울의 평균 낮 밤 데시벨인 68보다 적은 수준입니다. 또한, 아마존은 2013년부터 드론 관련 특허가 가장 많은 업체 중 하나인데, 미국 FAA (연방항공청)에서 소음을 줄이지 못하면 드론을 활용한 택배 영업 권한을 주지 못한다는 요구로 인해, 지속적으로 소음을 회피, 완화할 수 있는 기술 및 특허를 개발하고 있습니다. 이처럼, UAM의 소음 또한 지속적으로 해결되고 있는 상황입니다.
2) 사회적 합의 (Consensus)
[사회적 합의: "친환경" : Eco-friendly]
전 세계적으로 환경에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있으며, 특히, 미국의 CO2 배출 중 12%가 항공기부터 배출돼, 배출량을 낮추라는 압력이 지속적으로 가해지고 있습니다. 이에 따라, 비행기에 이에스트롤: Electric Short Vertical friendly 짧은 활주로를 요하는 전기로 동력을 얻는 비행기에 대한 요구 또한 늘어나는 추세입니다. 이는 앞서 얘기한 수직 이착륙 기술에 대한 연구가 계속되었던 이유와 일맥상통합니다.
[3차원 공간: 효용성이 있는 투자 가능]
메가시티(Mega city) 인구 1,000명 이상인 밀도 있는 도시에서는 더 이상 2차원 공간을 가지고 돈을 만들기 더 이상 어려운 상태입니다. 유럽과 같이 굉장히 오래된 도시에서는, 100년 이상 전통의 건물들이 꽉 차있어 돈을 더 많이 투입해도 교통 흐름을 더 원활하게 할 수 없을 정도로 기존의 2차 공간은 포화된 상태입니다. 지하철 또한, 2008년 기준으로 1km 당 1,300억이 들 정도로, 막대한 규모의 투자가 필요함으로 제정적 제약이 있습니다. 하지만 반면에, 3차원 공간인 하늘길의 경우 A, B라는 이착륙 지점만 건설해준다면, 별도의 부가 비용이 들지 않아, 효용성적인 측면에서 매우 저렴한 이동 시스템이 될 것입니다. 또한, 이후 AI 기술이 발전해 파일럿을 대체할 수 있는 무인기 시스템이 도입되어 자율 비행 (UAV: Umanned Air Vehicle)이 가능해진다면, 운영에 필요한 Cost를 낮출 수 있어 더 큰 비용적인 효용성을 누릴 수 있게 됩니다.
Q. 현재 어떤 업체들이 UAM에 관심을 가지고 있나요?
UAM 관련 업체 현황
현재 UAM 관련된 업체만 300개가 넘습니다. 특히, UAM이 2차원 공간의 자동차를 대체할 수 있는 존재인 만큼, 미국, 유럽, 일본, 한국 등 많은 자동차 회사에서 관심을 가지고 있습니다. 특히, UAM에 들어가는 요소 기술(배터리, 모터)들이 전기차와 매우 유사한데 이는 굉장히 복잡한 자동차 엔진, 항공 엔진 (터보 프랍) 엔진 대비 비교적 접근성이 높아, 양산이 가능한 업체들이 많은 관심을 보이고 있습니다. 진입장벽이 높지 않아, 현재 300개의 업체 중 대부분이 스타트업이며, 향후 매우 큰 규모의 산업이 될 것임을 직감한 많은 업체들이 NASA 출신들을 많이 데려간 상태입니다. 미국의 경우에는 실리콘 밸리에 뉴머니즘을 작동하여, 투자를 받고, 이후 대형사에서 인수하여 관련 기술들을 축적할 것으로 예상하고 있습니다.
[중국의 이항 EHANG] & [DJI]
출처: First-ever U.S. trial flight of EHang 216, https://www.ehang.com/news/605.html심천에 400개가 넘는 협력업체가 생겼고, 큰 드론, 작은 드론 상관없이 생태계가 잘 조성되어 있습니다. 작년 나스닥 상장했으며, 특히 2016년에는 CES에서 '이항 184'이라는 제품을 소개했는데 이는, 한 명이 탈 수 있고, 8개의 블레이드, 4개의 암이 붙어 있는 UAM이었습니다. 이후 모델은 현재 2명까지 탑승 가능하며, 무인기 형태로 중국이나 싱가포르에서는 실제 서비스 중에 있습니다. 중국의 UAM에 대한 선전포고와 동시에 많은 국가들의 자동차 업체들이 위기의식을 느끼게 되었습니다. 이후 미국의 NASA가 스핀오프 프로그램이라고 해서, 민간기업에 기술을 풀었으며, US에어포스에서는 미국에서 만드는 UAM은 다 사줄게라고 표명하면서 본격적으로 UAM 산업을 적극적으로 밀게 되었습니다. 현재 자동차 산업은 세계에서 4대로 큰 산업인데, 이걸 대체하 수 있는 산업이다 보니 모건 스탠리에서는 2040년도 1,700조 시장 규모로 추산하고 있습니다. (세계 10대 산업)
[한국: 현대자동차 그룹]
현대차와 우버가 협력한 PAV(개인 비행체) 콘셉트 S-A1현대자동차가 2020년 CES에서 SA1기체를 발표했습니다. NASA와 우버에서 디자인한 기체이며, 2028년도 까지 제작할 계획입니다. 이와 더불어 최근 2027년도 양상 예정인 전고체 배터리에 대해 얘기가 나오고 있는데, 삼성종합기술원에서 발표한 전고체 배터리를 넣게 되면 더욱더 가벼운 배터리로 인해 상당한 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. 특히, 현대자동차는 2030년도에 포트폴리오에 50% 자동차, 30% UAM, 20% 로보틱스라고 발표하는 등 UAM에 적극 투자할 계획을 가지고 있습니다. 또한, 최근 NASA의 신재원 박사가 (NASA 엔지니어 서열 3위), 현대자동차의 UAM 담당으로 왔으며, 네트워킹 및 기술을 활용하여 우버 에어에 공급할 수 있는 회사로 선정되는데도 막강한 영향력을 끼친 것으로 알려져 있습니다.
[한화]
스마트 웨폰, K weapon, k2, k9 레드 독 신형 장갑차 주가를 올리고 있음
한화 시스템과 카렘 에어크래프트 손잡읍 (군용기 생산업체). 민간 민수용 업체 스핀오프, 우버 에어에 300억 투자해서 30%의 지분을 확보하였으며, 버터플라이라는 시제기를 이미 가지고 있음. 버터플라이는 오파고 (옵셔널 파일럿티드) 스위치를 누르면 무인으로 320km 갈 수 있으며, 규제 때문에 파일럿은 현재 동승해야함. 2026년에 한국에서 현대차보다 먼저 서비스 예정임.
[중국: 지리 자동차, 다임러 최대 주주]
볼로 콥터 독일 최고의 UAM회사 지분을 가지고 있음
[일본: 도요타]
조비 에비션에 큰돈을 투자, 분산 전기추진 기술을 개발한
[롤스 로이스]
항공기 엔진을 만드는 업체이며, 엔진 분야에서 가장 앞서있음
[UAM의 주차공간]
UAM이 활성화되기 위해서는 이착륙 공간이 필수적인데 크게는 Verti Stop (버티 스탑)과 Verti Port (버티 포트)로 나눠질 수 있습니다. 버티 스탑의 경우 주차 공간만 있으면 되며, 사람 앞에 내리는 공간입니다. 버티 포트는 건물들의 옥상 또는 현대그룹이 추진 중인 S-hub와 같은 넓은 공간에 이착륙이 가능하고 주차가 가능한 공간이 있습니다.
현재 우버 에어에서 '힐우드'라는 부동산 회사가 있으며, 힐우드는 2023년 미국의 LA , 댈러스 , 호주의 멜버른에 상용화 예정입니다. 물리적인 크기로 인해 버티 포트보다는 이전에 버티 스탑부터 시작할 예정입니다. 이와 같이 우버가 빠르게 해당 사업을 시행할 수 있는 이유에는 미국의 negative regulation 때문이며, 이는 우선적으로 사업자들이 자율적으로 하고 싶은 부분들을 먼저 시행하고, 이후 해당 산업이 크게 되면 단속하겠다는 미국의 열린 정책도 기여한 것으로 보입니다..
[UAM의 경제적 분석]
이항(Ehang)의 경우 UAM 제작에 3억 미만이 들지만, 현재는 최대 2인용까지만 탑승 가능하여 경제성 면에서 애매한 부분이 있습니다. 하지만, 우버 에어의 경우 양산 업체를 현재 UAM 업체 300개 중 8개 업체로 압축했으며, 초도 물량은 비싸더라도 대량 생산 시, 비용을 획기적을 줄요 현재 제작 비용인 13억에서 2억까지 줄이고자 하는 목표를 가지고 있습니다. 특히, UAV (무인 비행)이 되는 2030년 2035년의 경우 파일럿 비용이 들지 않아 더욱더 운영 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이 외에도 다양한 소재들의 비용 절감을 통해 저렴한 값으로도 대량 양산이 가능할 것으로 보입니다.
우버 에어[한국형 도심 한국 교통 K-UAM 로드맵: 타임테이블]
한국 정부의 차세대 먹거리이며, 사회적 저항 때문에 못하게 될 경우, 손해 볼 게 너무 많기 때문에 빠르게 해당 산업에 대한 적극적 투자가 필요해 보입니다. 특히, 르노&니산 간의 이별, 한국 GM의 계속된 적자로 인해 한국의 자동차 산업이 위축되어 가고 있는 가운데, 현대차 그룹을 필두로 한 UAM 산업의 선점이 절실한 상황입니다. 이러한 상황에서 국토교통부에서는 친환경·저소음 3차원 교통수단인 도심 항공교통(UAM, Urban Air Mobility) ’ 25년 상용 서비스 개시 목표 내용을 발표하였습니다.
2017~2022년: K-drone
2023~2024: UAM 준비기: 사람이 아닌 물건 운송
25년~29년: 일부 노선 상용화: 2개 워 권역 오픈/ 도심 내외 기점/ 연계교통체제 구축 (파일럿 동승 필수)
도심 항공교통(UAM) 수도권 지역 실증 노선 안. [출처= 국토교통부]30년~35년: UAM 성장기
35년: UAV (Unmanned Air Vehicle) 무인기 시스템 (경제성을 획득하는 시스템): 100개 노선
