‘2년 뒤 다가올 UAM 시대를 미리 엿보다’
1. 홍영택님 / 휴맥스EV / 충전 전문가 /
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2. 김효은님 /구글코리아 / ICT 전문가 /
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UAM(Urban Air Mobility)은 도심 내 활용이 가능한 항공기를 이용하여 승객이나 화물 운송 등을 목적으로 타 교통수단과 연계하여 운용하는 신개념 항공교통 체계를 뜻한다. 단순히 하늘을 날아다니는 항공기 자체만 지칭하는 것은 아니고, 관련 인프라와 서비스 그리고 운용 시스템 등 전반적인 산업 생태계를 포괄하는 개념이다. 일종의 택시처럼 허가를 받은 운송사업자가 하늘을 이용해서 좀 더 빠르게 이동할 수 있게 해 주는 신개념 교통 체계이다.
내연기관차를 전기차로 바꾼다고 우리의 삶이 많이 바뀌진 않을 것이다. 전기차를 이용해도 우리의 이동 시간이 줄어들거나 도시의 교통체증이 없어질 일은 없기 때문이다. 하지만 UAM은 우리의 이동 시간을 획기적으로 줄여 줄 수 있다. 물론 교통체증도 없다. 100% 전기를 이용하기 때문에 운항 중 탄소배출도 없다. 이미 길게는 수십 년 전, 짧게는 10여 년 전부터 UAM을 연구해 왔고 상용화는 이미 눈앞에 와 있다. UAM 상용화 시기는 지역별, 회사별로 다르나 미국과 유럽은 2024년, 한국은 2025년을 목표로 준비하고 있다.
출처 : 예스24
이재광 애널리스트 :
2011년부터 애널리스트로 활동하고 있다. 주로 산업재 / 소재 산업을 담당해 왔으며 현재는 미래에셋증권 리서치센터에서 근무 중이다. UAM이 우리의 삶을 크게 바꿔 줄 미래 모빌리티의 게임 체인저라고 믿고 있으며 이를 많은 사람에게 알리고 싶어서 책을 쓰게 되었다. 미래에셋 스마트머니에서 ‘이재광의 Aerospace Radar’를 연재하고 있으며, 삼프로TV에도 출연하고 있고, 한국금융연수원 강사로도 활동 중이다.
출처 : 예스24
1) 태초에 우버가 UAM을 창조하시니라
2016년 10월 우버(UBER)의 Fast-Forwarding to a Future of On-Demand Urban Air Transportation의 보고서에서 UAM은 그 기준이 세워지고, 이후 발전 속도가 빨라진다.
Fast-Forwarding to a Future of On-Demand Urban Air Transportation 요약
시장 타당성 장벽 (Market Feasibility Barriers)
인증 프로세스 (The Certification Process)
배터리 기술 (Battery Technology)
차량 효율성 (Vehicle Efficiency)
차량 성능 및 신뢰성 (Vehicle Performance and Reliability)
항공 교통 관제(ATC, Air Traffic Control)
Fast-Forwarding to a Future of On-Demand Urban Air Transportation
2) 사실 UAM 보단 AAM이라는 표현이 더 맞다**
UAM (Urban Air Mobility) : 하늘을 이동 통로로 활용하는 미래의 도시 교통체계, 도심에 이착륙이 가능한 항공 모빌리티
RAM (Regional Air Mobility) : 지역간 항공 교통, 가동율이 낮은 소규모 공항들을 이용하여 지역 간 항공 운송을 원활하게 하려는 개념
AAM (Advanced Air Mobility) : 도심항공교통을 포함하며, RAM까지 포괄한 개념
3) 플라잉 카? 드론 택시? UAM 은 에어 택시!**
‘플라잉 카(Flying Car)’ 혹은 ‘드론 택시(Drone Taxi)’ 보다는 ‘에어 택시(Air Taxi)’ 가 UAM 의 성격을 가장 잘 표현하는 애칭으로, 현재 구현하고자 하는 UAM은 개인의 완전한 사적 이용이 아닌 안전을 위해 운항 허가를 받은 사업자가 시스템의 통제하에 운용하는 일종의 택시 형태로 구현해야 할 것으로 보이고, 실제로 그렇게 진행되고 있다.
4) 에어 택시라고 해서 택시와 혼동하지 말자**
UAM의 경우 거리에 비례하는 요금이 아닌 좌석당 요금을 지불해야 하고, 요금 체계 또한 Dynamic Pricing이 될 것으로, 탑승률을 높이는 방법을 고려하여 다른 모빌리티와 결합하여 판매하거나 안전이 확보된 곳에서만 승하차가 가능한 방법이 고려되어야 한다.
5) UAM 을 실현시켜 줄 신개념 항공기, eVTOL**
UAM을 실현시켜 줄 항공기 중 대표적인 것은 eVTOL (Electric Vertical Take-Off Landing, 이비톨)이다.
eVTOL의 장점
수직 이착륙이 가능
헬리콥터보다 약 100배 이상 조용함 (소음이 55~65dBA 정도)
헬리콥터보다 약 4배 저렴 - 25마일 운항시 약 $95
DEP (Distributed Electric Propulsion, 분산전기 추진 - 배터리에서 생성되는 전기 에너지로 여러 개의 추진체가 독립적인 구동을 하게 하는 기술) 기술로 인해 개별 로터에 문제가 생겨서 다른 로터가 구동하기 때문에 안전하게 비행 가능
운항 중 온실가스를 배출하지 않는 친환경 모빌리티
6) 배터리만으로 비행이 가능할까?**
조비는 2021년 7월 한 번 충전으로 250 km 비행에 성공하였다. (총 비행시간은 77분, 평균 속도는 시속 200 km)
(관련 기사) 2022 TMAP 이 조비와 SKT의 Air Taxi Service 협업
TMAP Joins Joby and SKT in Partnership to Bring Air Taxi Service to South Korea | Joby
7) eVTOL도 종류가 다양하다**
멀티콥터 (Multicopter)
여러 개의 로터 또는 프로펠러를 장착하여 추력을 분산시켜 비행하는 항공기, 드론과 형태가 비슷함
개발과 제작이 용이하나 도심 내 단거리용으로 사용 가능
성능 면에서는 다른 형식의 eVTOL에 뒤쳐짐 - 탑재 중량이 적고, 운항 거리는 짧고(35km), 속도(100km 내외) 도 느림
리프트 플러스 크루즈 (Lift + Cruise)
고정익인 비행기와 회전익인 헬리콥터가 혼합된 형태
멀티콥터와 달리 날개가 달려 있고, 항력/추력 프로펠러가 독립적으로 작용함. 기체 구조는 멀티콥터보다 복잡하나, 성능은 더 뛰어남
벡터드 쓰러스트 (Vectored Thrust)
추력 편향이라고 불리며, 고정익 비행기와 회전익 헬리콥터가 복합된 형태
리프트 플러스 크루즈와 다른 점은 추진체가 방향을 바꿀 수 있게 설계되어 있음
8) eVTOL만 있는 건 아니다. eSTOL도 있다**
eSTOL은 전기추진 단거리 착륙기로 수직이착륙이 불가능해 활주로가 필요한 단점이 있다. 하지만 같은 용량의 배터리를 사용할 경우 운항거리는 eVTOL보다 길고, 기체의 복잡성이 낮고 현재 감항표준을 더 많이 준용할 수 있어 제작과 인증 그리고 운영이 용이하고 비용도 적게 든다.
(관련 기사) 현대차 eSTOL 개발 기사
Hyundai explores hydrogen fuel cell technology for eSTOL aircraft
9) 개발만큼 어려운 인증**
사람이 타는 항공기는 높은 안전성이 요구되어 항공기의 설계/제조/운용에서 항공안전 전문 관청인 감항당국(한국에서는 국토교통부)으로부터 여러 가지 인증을 받아야 한다. 인증은 크게 형식 증명(Type Certificate), 생산 증명(Production Certificate), 감항 증명(Airworthiness Certificate)로 구분할 수 있다.
(참고 문헌) 2021년 전기추진 수직이착륙 항공기 인증제도에 대한 고찰
10) UAM에 수소연료전지를 이용할 수는 없을까?**
수소연료전지에 사용되는 액화수소는 비에너지가 리튬이온배터리보다 약 200배 이상 높기 때문에 이를 이용하면 항공기의 항속거리 및 운항시간을 8~12배 정도 늘릴 수 있다. 또한 친환경적이나, 주력으로 개발하지 않는 2가지 큰 이유는 다음과 같다.
첫째, 자동차용 수소연료전지 시스템보다 가벼워야 하고, 비행 시에는 고출력을 유지해야 하는 등 요구 조건이 높아 개발 난이도가 높다.
둘째, 수소의 이송/저장/공급에 관련한 인프라가 구축되고 이에 대한 안전이 확보되어야 하는 등 단기간에 인프라 문제를 해결하기에 어렵다.
11) UAM 시장 규모는 얼마나 성장할 수 있을까?**
12) eVTOL 대량 생산이 가능할까?**
조비는 2024년 상용화 이후 연 200~400대 수준, 이후 연 수천 대 수준의 생산 체제를 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 1단계 생산 체제에서는 현재 민수용 헬리콥터나 비즈니스 제트기의 연간 생산 대수와 유사한 수준이 가능하다.
13) 조비와 토요타가 손을 잡은 이유**
조비의 eVTOL 설계 능력과 도요타의 대량 생산 능력이 합쳐지면 서로가 꿈꾸는 미래 모빌리티에 좀 더 빨리 도달할 수 있을 것으로 보고 있다.
(참고 기사) 도요타 투자 기사
도요타 '나는 車' 개발 나선다...미국 벤처에 4천500억원 출자
14) UAM은 어디서 타고 내릴까?**
버티포트 (비행기를 위한 공항과 헬리콥터를 위한 헬리포트가 혼합된 용어)가 중요한데 접근성이 뛰어난 곳에 부지 확보가 되어야 하고 안전 규제를 통과해야 한다. 도심 외곽 주거 지역이나 공항 근처에 접근성 좋고 안전 규제를 충족하는 일이 가능해져 가고 있다.
미국에서는 주차장 건물을 이용하여 버티포트를 짓는 방안을 추진하고 있다. 한국에서는 한국공항공사의 계획을 통해보면 UAM 이착륙시설을 규모와 기능에 따라 버티허브(충전이나 정비 등 기체 관리 기능까지 가능한 것)와 버티포트로 나눠서 준비 중이다.
15) 빌딩 옥상마다 버티포트를 만들기 어려운 이유**
헬리콥터가 헬리포트에 이착륙할 때는 FATO(Final Approach and Take Off Area, 최종 진입 및 착륙 구역)로부터 약 7도의 경사각을 가진 진출입 표면(Approach/Departure Surface)를 확보해야 함, 즉 eVTOL의 진출입 회랑 확보 문제 때문에 도심의 빌딩 옥상마다 버티포트를 만들기 어렵다.
이에 대한 해결책으로 미국의 건축설계 업체인 코건(Corgan)은 도심을 지나가는 고속도로 위 혹은 기차역에 버티포트를 짓는 아이디어를 냈고, 서울에서도 충분히 활용할 수 있는 아이디어이다.
16) 많은 eVTOL을 어떻게 통제할 수 있을까?**
인구 밀집도가 높은 도심 상공에서 eVTOL이 서로 충돌해서 지상으로 추락하는 대참사가 일어나기 않게 하도록 UATM(Urban Air Traffic Management, UAM 교통 관리 체계)이 eVTOL을 관리, 통제해 줄 것이다. UATM은 현재 항공기 운항을 관제하는 ATM(Air Traffic Management)의 UAM 버전으로, 장기적으로 이를 관리할 수 있는 별도의 시스템이 별도로 필요하다.
[UAM 교통 체계 구조] UAM 팀 코리아
17) UAM의 자율비행은 가능할까?**
초기에는 조종사가 비행에 관여하는 비중이 매우 높지만, 오토파일럿 기술의 적용이 증가하면서 조종사가 조종에 관여하는 비중은 낮아지고, 더 나아가서는 지상에서 원격 조종하게 될 것이다. 업계에서는 2035-2040년 경에 최초의 완전 자율운항 eVTOL이 사용 운항을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
18) UAM의 이용 가격은 얼마일까?**
미국 샌프란시스코에서 새너제이로 이동한다고 가정할 때, 우버를 타고 가면 요금은 111달러가 필요하고 1시간 40분이 소요된다. UAM을 이용하면 요금은 초기 129달러로 우버보다 16% 비싸지만, 소요 시간은 15분에 불과하다. 우버 엘리베이트 보고서에 따르면 중기적으로는 43달러, 장기적으로는 20달러까지 하락할 것으로 전망하였다.
19) UAM의 이용 가격은 절대 비싸지 않을 것이다**
UAM의 초기 이용 예상 가격을 우리나라의 택시와 비교하면 비싸 보이지만, 헬리콥터와 비교해 보면 매우 저렴하고 거의 우버 요금 수준임을 알 수 있다.
1) 시간이 금이다. 이동에 낭비하는 시간을 줄여 줄 UAM
eVTOL은 매우 빠르고, 3차원의 공중공간을 이용하므로 교통 체증이 발생하지 않고, 최대한 직선으로 최단거리 이동을 할 수 있기 때문에 매우 효과적인 교통 수단이 될 것이다. 현재 개발 중인 벡터드 쓰러스트 eVTOL의 속도는 시속 240~300km이고, 한 번 충전으로 이동할 수 있는 항속거리는 160~250km이다. 이론적으로 수도권과 서울 도심을 10분 이내로 이동할 수 있는 수치이다.
2) UAM을 이용하는 게 항상 빠를까?**
UAM은 25km 이상을 이동할 때만 언제나 자동차보다 빠른 모빌리티이다. 포르쉐 컨설팅의 연구에 따르면 10km 이내의 이동은 자동차가 빠르다고 예측하였다.
3) 넓어지는 생활 반경, 낮아지는 주거비용**
UAM은 궁극적으로 높은 대도시 주거비용을 완화시켜 줄 수 있을 것이다고 본다. 통근 시간을 줄여, 직장과 먼 곳에서도 살 수 있게 만들기 때문이다.
4) UAM은 도시를 더 크게 만들 것이다**
이동 수단의 발달은 도시의 크기를 넓혀왔고, 같은 시간에 이동할 수 있는 거리가 늘어나게 만들어 도시가 커지게 만들 것이다. 주요 이동 수단으로 1시간 정도 이동할 수 있는 거리가 주거 지역을 결정하는 마지노선인 것으로 볼 수 있는 통계도 있다.
5) 지역 균형 발전의 해결 방안이 될 UAM**
지방 인구 감소의 가장 큰 원인으로 불편한 교통 인프라를 들 수 있는데, UAM은 이를 해결해 줄 최적의 모빌리티이다. UAM은 구축비용이 상대적으로 낮고, 탄력적인 운용이 가능해서 경제성이 충분하여 수도권이나 지방이나 동일하게 구축, 운영할 수 있다.
6) 사회적 수용성을 높이는 방법? 백문이 불여일견!**
대중이 받아들일 수 있도록 사회적 수용성을 극복하는 방법으로, 대중에게 UAM이 안전하고 조용하며 우리 사회에 편익을 줄 수 있다는 것을 지속적으로 보여주어야 한다. 공적인 영역(군용, 의료, 소방 등)에 우선 도입하는 방안은 미 공군 등에서 실제로 시행 중에 있다.
7) UAM이 바꿀 여행의 모습**
UAM은 국내/해외 여행 뿐 아니라, 도로가 없는 곳 등 기존 모빌리티로는 갈 수 없던 곳을 가게 해 줄 수 있다.
8) UAM을 이용한 관광상품을 개발하자**
9) 모빌리티 혁신은 전기차가 아닌 UAM에서 올 것**
UAM은 이동 수단이라는 측면에서 주거의 형태, 공간의 가치, 라이프 스타일, 여행 등을 바꿔 자동차와는 전혀 다른 사용자 경험을 제공한다.
10) 전기차와 eVTOL 비교
eVTOL은 전기차보다 배터리 용량도 크고 모터의 토크 밀도나 출력도 강하지만 무게는 전기차보다 가볍다.
11) 자율주행보다 자율비행이 더 빠를 것으로 보는 이유
자율비행 기술을 적용하는 데 걸림돌이 될 수 있는 우발상황이 도로보다 현격하게 적을 것으로, 자율비행이 더 빨리 실현될 것이다. 기술적으로도 군용기의 경우 자율비행이 많이 사용되고 있고, 실제로 사용하는 기술로 자율비행이 자율주행보다 앞서 실행되고 있다.
12) UAM에 우주인터넷이 필요한 이유
저궤도 위성통신(우주인터넷)은 초공간이면서 빠르게 대용량의 데이터가 송수신할 수 있는 통신 환경을 제공해 주는 통신 인프라로 스페이스X와 Oneweb은 베타 서비스를 하고 있고, 늦어도 2023년에는 정식 서비스가 상용화될 예정이다. 이는 위성통신으로 초공간 통신 서비스가 가능해, 지상 통신망보다는 느리지만 정지궤도 위성통신 보다 빨르고, 지연 시간도 5배 이상 짧아 UAM에 충분히 활용 가능한 통신 인프라이다.
1) 다가올 UAM 시대를 미리 상상해 보자
나라마다 인증 기준이 다르고 eVTOL 성능도 다르지만 2020년대 중반에는 UAM의 사용화가 이루어질 것으로 전망한다. UAM 서비스와 버티포티의 입지는 환경에 따라 달라진다. 이용자들의 편의성 및 도시 구조와 대량 생산 그리고 기후나 공역 설정 문제 등이 변수로 작용할 수 있다.
K-UAM 단계별 발전에 따른 주요 지표
2) UAM 팀 코리아는 무엇인가?
2025년 UAM 상용화를 목표로 하는 한국형 도심항공교통(K-UAM)의 로드맵을 추진하기 위해 국토교통부 주관으로 2020년 6월 발족된 민관 참여 협의체이다. 현재 총 47개 기관이 참여 중이다.
1단계 실증 사업은 2023년부터 전남 고흥군 국가종합비행성능시험장에서 사전시험을 통한 UAM 기체와 통신 체계 안전성을 확인하고, K-UAM 교통 체계통합 운용 실증을 진행할 계획이다. 2024년 2단계 실증은 2025년 최초 상용화가 예상되는 노선을 대상으로 공항과 준도심/도심을 연결하는 UAM 전용 하늘길에서 상용화에 버금가는 시험비행을 추진할 예정이다.
3) 초기(2025년~) 누구나 이용하기에는 부담되는 UAM
초기 버티포트는 네 곳으로 시작할 것으로 보인다. 일단 인천/김포공항 근처에 각각 1개씩 지어질 것이고 도심에 두 곳이 지어질 것이다. 노선은 2개가 운영될 예정이다. 인천공항과 도심 그리고 김포공항과 도심을 연결하는 노선이 될 것이다. 도심 버티포트 부지로 현재 확정적인 곳은 잠실운동장 부지이다. 추가 버티포트는 여의도공원 혹은 용산에 지어질 현대차 UAM 연구시설이 될 것으로 예상된다.
상용화 초기 UAM 이용 가격은 km당 3,000원 수준으로 예상된다. 택시보다 약 2배 비싸다고 볼 수 있다. 하지만 소요 시간은 최대 6배 빠를 것으로 예상된다. 가격이 비싼 초기에는 비즈니스/관광/레저 계층을 타깃으로 상용화가 될 것 으로 예상된다.
4) 성장기(2030년~) 부담은 되지만 상황에 따라 이용할 수 있는 모빌리티
현재 계획으로는 2030년경 버티포트는 24개, 노선 수는 22개가 될 것으로 전망한다. 공항 셔틀로 사용하던 것이 이제는 도시 내 이동 혹은 도시 간 이동에도 UAM을 이용할 수 있게 될 것이다. 「한국형 도심항공교통 기술로드맵」 보고서에 의하면 UAM 이용 가격은 일반 택시 요금보다 약 40% 비싼 수준일 것으로 전망한다.
주요 eVTOL 업체들은 2030년 이후에는 업체별로 연간 1,000~2,000대 수준의 양산을 목표로 하고 있다. 양산 대수가 증가하면 규모의 경제효과로 대당 가격이 낮아지는 것은 자명하다. 2030년 이후에는 저궤도 통신위성의 발전으로 UATM도 좀 더 고도화될 것이다. 이는 더 많은 eVTOL 운항을 가능케 할 것이고 부분적인 자동화 비중도 상승할 것이다.
재택근무가 활성화되고 메타버스가 더욱 발전한다면 서울 근교 전원주택에 거주하면서 UAM을 통해 출근하는 형태로 주거 환경이 달라질 수 있다.
5) 성숙기(2035년~) 누구나 이용할 수 있는 필수 모빌리티
「한국형 도심항공교통 기술로드맵」 보고서에 따르면 2035년 UAM 노선 및 버티포트 수의 증가 그리고 이용 가격 하락을 예상한다. 항법의 발전, 자율비행의 구현 그리고 eVTOL 생산의 증가에 따른 이용비용 하락 및 경제성 증가로 여러 개의 버티포트가 설치될 수 있을 것이기 때문이다.
현재 수직비행협회(VFS)가 운영하는 일렉트릭 브이톨 뉴스(Electric VTOL News)에 등재된 eVTOL 프로젝트는 총 406개이다.(벡터드 쓰러스트 형식: 205개, 리프트 플러스 크루즈 형식: 99개, 멀티콥터 형식: 156개)
여객기 시장은 현재 보잉(Boeing)과 에어버스가 거의 대부분을 차지하는 과점시장이다. 자동차 시장은 상위 10개 그룹이 70~80% 시장을 차지하고 있다. eVTOL 산업은 항공기와 자동차의 특성이 혼합되어 있다. 그렇게 따지면 궁극적으로는 5개 정도로 재편될 것으로 예상된다.
자세한 기체 사항 정리 아래 링크 참고
https://mobilitybiz.notion.site/UAM-f09909413a8b4397a9f0aa0965f018f6
UAM은 새로운 산업인 만큼 항공기 제작, 인프라, 운항/공역 관리, 사회적 수용성까지 전 분야에 고른 발전이 필요하다. 그중 애널리스트로서 내가 할 수 있는 일은 대중의 사회성 수용성을 높이는데 일조하는 것이다.
UAM의 사회적 수용성을 높인다는 것을 구체적으로 표현하면 대중에게 UAM을 이해하기 쉽고 정확하게 전달하여 그들로 하여금 “아! 이 새로운 산업이 우리의 삶을 긍정적으로 바꿔 줄 수 있겠구나.”라는 생각을 갖게 하는 것이다. 사회적 수용성이 높으면 UAM 관련 투자가 좀 더 원활하게 이루어져 기술적인 진보도 빨라지고, 규제 측면에서도 사회적 합의가 좀 더 쉽게 이루어지 것이기 때문이다
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