시사위크=박설민 기자  공상과학(SF)영화에서 미래 사회의 모습을 묘사할 때 로봇과 더불어 빠지지 않고 등장하는 단골소재는 ‘하늘을 나는 자동차’다. 교통체증 없이 하늘을 자유롭게 날아다니는 미래 자동차들을 바라보며 ‘참 편리하겠다’는 생각을 누구나 한번쯤 해봤을 것이다.

그런데 정말로 하늘을 달리는 택시를 타고 출·퇴근을 할 날이 얼마 남지 않은 것 같다. 전문가들과 모빌리티 업계를 중심으로 10여년 안에 도심 항공 모빌리티(UAM)가 본격적으로 도입될 것이라는 관측이 나오고 있다. UAM은 고도가 낮은 공중을 활용한 항공 운송체계를 의미한다. 우리가 흔히 상상하는 ‘날아다니는 자동차’가 바로 UAM이다. 

◇ 교통문제와 환경문제 해결 동시에… 차세대 이동수단 ‘UAM’

현재 모든 국가들이 ‘도시화’가 빠르게 진행됨에 따라 교통체증·혼잡 등의 문제 역시 심화될 것으로 예상되고 있다. UN경제사회국에서 지난 2018년 발표한 ‘2018년 세계 도시화 전망’보고서에 따르면 앞으로 약 30년 사이 세계 전체 인구 중 25억명이 도시지역에서 정착할 것으로 나타났다. 

우리나라의 도시화도 매우 높은 수준이다. 2018년 기준 국내 도시화율은 81.5%이며 오는 2050년 86.2%으로 전망돼 도시 내 교통문제는 지금보다 심각해질 것으로 예상된다. 전 세계 모빌리티 업계와 항공 전문가들이 UAM이 차세대 이동 수단으로 자리 잡을 수 있을 것이라고 기대하는 이유이기도 하다. 하늘길을 달리는 UAM가 교통 체증을 크게 줄일 수 있다는 것이다. 

실제로 국토교통부가 지난 2018년 발표한 ‘드론산업발전 기본계획’을 통해 한국항공우주연구원(KARI)은 UAM의 서울 시내 평균 이동 시간은 자동차 대비 약 70% 짧다고 밝혔다. 사회적 비용으로 환산할 경우 서울에서만 연간 429억원이 절감된다. 국내 대도시 전체를 기준으로 집계할 시 2,735억원 이상의 사회적 비용을 절감할 수 있다. 

한국교통연구원도 지난 2017년 발표한 연구결과를 통해 국내에서 UAM기반의 개인용 비행체가 도입될 경우 교통체증 피크시간대에 평균 40%이상의 이동시간이 단축될 것이라고 밝혔다. 교통혼잡비용 역시 연간 1,183억원 감소할 것으로 예상했다.

환경문제 해결에도 UAM이 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다. UAM은 보통 리튬 전지, 액체수소를 이용한 연료전지 등을 동력원으로 사용한다. 화석연료를 전혀 사용하지 않는 전기차·수소연료전지차와 마찬가지로 친환경 교통수단이다. 때문에 택시·버스 등 화석연료를 사용하던 기존의 대중교통수단을 대체할 경우 많은 양의 대기오염물질들은 감소할 수 있을 것으로 전망된다.

아울러 전기모터를 사용하기 때문에 기존 내연기관 운송수단보다 소음이 적고 수직 이착륙으로 빌딩 옥상에 주차가 가능해 주차난 문제도 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

◇ 4차 산업혁명 시대의 ‘블루오션’ UAM

UAM이 도심 교통난을 해소할 수 있는 친환경 차세대 이동 수단으로 이용될 가능성이 높다는 기대가 커지자 글로벌 UAM시장 역시 급성장할 것이라는 예측이 나오고 있다.

삼정KPMG경제연구원은 13일 ‘하늘 위에 펼쳐지는 모빌리티 혁명, 도심 항공 모빌리티(UAM)’ 보고서를 통해 오는 2030년 도심과 공항 간 셔틀 버스를 시작으로 UAM서비스가 본격적으로 도입될 것으로 예상했다. 

이어 2040년에는 UAM을 이용해 도심을 오가는 항공 택시가 운행될 것으로 예상했다. 아울러 2050년에는 전 세계 UAM이용자 수가 4억5,000만명에 이를 것이며 UAM의 시장규모는 1조5,000억달러, 한화 약 1,830조원에 달할 것으로 전망했다. UAM 서비스의 성장 가능성이 높은 도시로는 서울과 도쿄, 베이징, 상하이 등 아시아 지역 대도시를 꼽았다.

이탈리아의 자동차 업체 포르쉐 컨설팅도 지난해 2월 ‘UAM에 관한 새로운 연구’ 보고서를 통해 오는 2025년에 전기 동력을 이용한 UAM이 상용화될 것으로 예상했다. 2035년이 되면 UAM이 정교한 승객용 네트워크 서비스를 제공할 수 있을 것으로 전망했다. 아울러 운행되는 UAM의 숫자는 2만3,000대에 달할 것이며 시장 규모는 320억달러, 한화 약 38조9,792억원에 달할 것으로 봤다.

미국 투자은행 모건스탠리는 지난 2018년 10월 발표한 연구결과에서 UAM의 최대 시장이 ‘여행 부문’이 될 것으로 예상했다. 모건스탠리는 UAM을 이용한 여행 분야의 시장규모를 약 8,510억달러, 한화 1,036조원에 달할 것으로 전망했다. 이어 △화물 운송시장이 4,130억달러(한화 503조원) △배터리 및 자율주행 제어 솔루션 시장이 1,980억달러(한화 241조원) △군사 및 국방 분야가 120억달러(한화 14조원)으로 집계됐다.

◇ UAM 시장 확보, 글로벌 ‘각축전’ 돌입

이처럼 글로벌 UAM시장이 대규모로 성장할 것이라는 전망이 나오면서 선진국들과 글로벌 기업들은 이미 UAM시장 확보에 주력하고 있다. 

미국의 경우 지난 2005년 차세대 교통시스템 연구소를 설립하고 UAM에 대해 시험 필요 요건 완화 등의 제도적 지원에 나선 상태다. 유럽연합(EU)도 UAM기술개발에 620만달러(한화 약 75억원)을 투자했다.

우리 정부 역시 UAM 2025년 실용화를 목표로 법제도 정비 등 실증 및 시범사업을 단계적으로 추진 중이다. 국토교통부와 산업통상자원부는 향후 3년간 협력을 통해 자율비행 PAV 개발 사업을 공동으로 진행한다. 국토부는 기체 인증체계 및 운항기술을, 산업부는 시험기체 및 지상장비를 개발하며 각각 213억원, 235억원을 투입된다. 

아울러 전문인력 양성, 수출 산업화 등 파급효과 극대화 방안도 검토해 국내 UAM서비스 도입과 세계시장 진출 촉진을 유도하겠다는 목표다. 

글로벌 모빌리티 기업의 움직임도 바빠지고 있다. 일본의 도요타는 UAM ‘스카이드라이브’개발에 4,000만엔(한화 4억5,000만원)을 투자한 상태다. 2인용 UAM 스카이드라이브는 4개의 원형 회전날개를 사용해 고도 10m에서 최고 시속 100km의 속도로 비행하는 것을 목표로 하고 있다. 지난해 9월 무인 시험 비행에 성공했으며 현재 유인 시험 비행을 앞두고 있다.

독일의 메르세데스-벤츠도 자율주행 드론 택시 ‘볼로시티’를 개발 중이다. 지난해 8월 공개된 2인용 드론 택시 4세대 볼로시티는 18개의 원형회전날개로 최고 시속 100km의 속력으로 비행가능하며 최대 비행거리는 35km다. 

볼로시티는 지난 2017년 두바이에서 첫 시험 비행을 성공했으며 지난해 9월 독일 도심에서 유럽 최초의 시험 비행을 성공적으로 마친 바 있다. 메르세데스-벤츠는 볼로시티가 3년 내에 서비스 상용화가 가능할 것으로 예상하고 있다.

우리나라의 현대자동차 그룹도 UAM시장 진출을 위해 속도를 높이고 있다. 현대자동차그룹은 지난해 9월 UAM 전담 부서를 신설했다고 밝혔다. 이를 통해 UAM 시장 조기 진입을 위한 로드맵을 설정하고 항공기체 개발을 핵심 기술 확보에 주력하고 있다. 아울러 지난 1월 7일 미국의 승차 공유서비스 업체 ‘우버’와 개인용 비행체를 기반으로한 UAM 사업분야 전략 파트너십을 체결하고 본격적인 UAM 개발에 들어갔다.

KPMG 관계자는 “서울을 비롯한 대도시에서는 UAM 시장 지배력을 높이기 위한 전 세계 기업들의 경쟁이 치열할 것으로 전망된다”며 “지금부터 UAM 관련 신산업에 대한 세부적인 마스터플랜을 수립하고 핵심 역량을 확보해야 한다”고 밝혔다.

◇ UAM 기술 확보, 제도 마련과 사회적 인프라 구축은 필수

다만 전문가들은 미래 UAM의 글로벌 시장 진출에 대비하기 위해선 UAM 관련 제도 및 법률 정비와 사회적 인프라 구축 등이 필요할 것이라고 보고 있다. 

UAM이 상용화될 시 기존 교통수단과 마찬가지로 ‘연료’를 공급할 충전시설과 착륙 장소는 필수적이다. 기존 헬리콥터 이착륙장을 개조하는 방법도 있으나 향후 UAM 이용자가 많아질 경우 턱없이 부족할 것으로 예상된다. 일반 빌딩의 옥상을 개조하는 방법도 있으나 주민 반발과 안전상의 문제에 부딪힐 수 있다. 따라서 업계 관계자들은 UAM 전용 터미널을 새롭게 구축하는 것이 실질적인 해결 방안이 될 것으로 보고 있다.

배터리 용량 확보와 충전 시간 감소 역시 해결해야 할 문제다. 2018년 미국 플로리다에서 개최된 ‘국제 배터리 세미나’에서 우버사가 발표한 UAM 배터리 스팩에 따르면 기본적인 UAM이 100km를 비행하기 위해서는 150kWh의 배터리 용량에 300Wh/kg의 에너지 밀도를 가져야 한다. 또한 사업 경제성 확보를 위해서 5분 이내 20%이상이 충전 가능해야 한다. 

그러나 아직까지 이 스펙을 만족시킬만한 배터리 기술은 없는 상태다. 다만 업계에서는 현재 배터리 기술의 발전 속도를 고려할 때 충분히 도달 가능한 목표로 보고 있다.

비행 시 안전 문제 역시 반드시 해결해야 할 문제다. 저고도 비행체이긴 하지만 UAM이 추락할 시 대형사고로 직결될 수 있다. 또한 건물이나 UAM끼리 충돌할 위험도 존재하기 때문에 해당 사고를 방지할 수 있는 기술 개발이 필수적이다. 

이에 따라 ‘ISO/IEC JTC1/SC6’ 국제표준화회의는 과학기술정보통신부 전파연구원이 제안한 ‘저고도 드론 간 통신 프로토콜’에 관한 표준안을 국제 표준 과제로 채택했다. 저고도 드론 간 통신 프로토콜은 드론 통신 규격을 표준화를 통해 이종 드론 간에도 서로 위치 정보를 교환하도록 하는 것이 목표다. 과기정통부는 이번 드론 통신 프로토콜 국제표준 개발을 시작으로 향후 이어질 드론 응용 서비스 표준 개발도 적극 지원할 계획이다.

아울러 전문가들은 주민 수용성도 고려해야 한다는 지적한다. 기술적 완성도가 높아지고 각종 제도 및 인프라가 구축된다 하더라도 주민들이 UAM에 반대하게 되면 UAM 생태계가 조성될 수 없다는 것이다. 실제로 친환경 에너지의 대표로 불리는 수소 역시 수소충전소 건설반대, 연료전지 발전소 반대 등으로 난항을 겪고 있다.

KPMG관계자는 “UAM생태계 조성을 위한 마지막 과제이자 가장 중요한 부분은 사회적 수용성을 높이는 것”이라며 “UAM에 소비자가 지불하는 비용이 합리적인지, 시민들이 느끼기에 충분히 안전한지 등이 고려돼야할 것”이라고 전했다.

이어 “UAM 생태계 정착을 위해 관련 제도 및 법률을 정립하고 사회적 인프라를 구축할 필요가 있다”고 덧붙였다.