새로운 모빌리티 세상을 만드는 UAM
도심과밀화에 따른 지상 교통 혼잡은 서울을 비롯한 전세계 도심이 겪고 있는 문제입니다. 국토연구원에 따르면 전국의 교통혼잡비용은 2020년 현재 약 57조원에 달하며 이는 SOC 예산의 2.5배와 맞먹는 규모입니다. 높은 교통 혼잡도는 시민들의 출퇴근 시간에도 영향을 미칩니다. 국토교통부가 2023년 6월 발표한 ‘2022년 대도시권 광역교통조사’에 따르면 2022년 전국 대도시권 시민들의 출퇴근 소요 시간은 하루 평균 출근 56.5분, 퇴근 59.4분으로 총 약 116분이었습니다. 이는 OECD 회원국 중 가장 많은 출퇴근 시간으로, OECD 평균인 28분의 5배에 달합니다. 뿐만 아니라 지상 교통 혼잡은 환경 문제와도 직결됩니다. 경유, 휘발유 등을 주원료로 하는 지상 교통 수단은 운행 중 도심에 각종 대기 오염원을 배출하고 미세 먼지를 유발합니다.
이러한 문제를 해결하고자 UAM(Urban Air Mobility), 즉 도심 항공 교통 분야가 큰 주목을 받고 있습니다. UAM은 전기 수직 이착륙기인 eVTOL(electric vertical takeoff and landing)을 통해 도심간 주요 지점을 저고도로 비행하며 승객과 화물을 운송하는 시스템 및 생태계 전반을 일컫습니다. 지금까지 도심은 지상 중심의 2차원 교통 체계를 유지했습니다. 그러나 eVTOL 기체와 배터리, 항공 관제 시스템 등이 발전하고 있으며 도심 과밀화 해소에 대한 필요가 커짐에 따라 항공이 접목된 3차원 도심 교통 체계로 발전하고 있습니다.
UAM 시장에 대한 기업과 정부의 적극적인 움직임에 따라 전세계 UAM 시장은 큰 성장을 보일 것입니다. Marketsandmarkets 자료에 따르면 전세계 UAM 시장은 2023년 현재 38억 달러 규모에서 2030년 285억 달러 규모로 연평균 33.5% 성장할 것으로 예측됩니다. 지역별로는 미국과 유럽을 중심으로 UAM 시장의 성장이 두드러질 것이며 특히 도심 지상 교통 문제가 많은 유럽 지역에서 UAM에 대한 수요가 많을 것입니다. 한국전자통신연구원은 국내 UAM 시장이 2022년 약 4천만 달러에서 2030년 약 1.6억 달러 규모로 성장할 것으로 내다봤습니다.
이미 현대, GM 등 주요 자동차 제조사들은 eVTOL을 속속 공개하고 있으며 Joby Aviation 등 미국, 중국, EU 지역의 기업들 또한 왕성한 활동을 보이고 있습니다. 에어버스, 보잉 등 항공기 제조사들도 자체 개발 혹은 투자를 통해 eVTOL 시장에 뛰어들었습니다. 본 리포트는 UAM 생태계의 현재와 미래를 국내외에서 균형 있게 살펴보기 위해 해외는 기업, 국내는 정책 중심으로 동향을 정리했습니다.
* 참고로 미국 항공우주국 NASA는 2020년 3월부터 UAM 대신 AAM (advanced air mobility)이라는 용어를 사용하고 있습니다. 이는 차세대 항공 교통 시스템이 도심 뿐 아니라 교외 등 도심 외 지역까지도 고려해야 한다는 의도 때문입니다. 국내 법, 정책, 산업계에서는 ‘도심 항공’ 즉 urban air를 주로 사용하고 있으므로 본 리포트는 UAM 용어를 사용하도록 하겠습니다.
UAM 시장을 향한 글로벌 기업들의 날갯짓
UAM 생태계의 핵심 중 하나는 기체입니다. 글로벌 기체 개발 시장은 미국, 중국, 독일 등에 위치한 기업들이 주도하고 있으며 대표적으로 Joby Aviation (미국), Supernal (미국, 한국), EHang (중국), Xpeng AeroHT (중국), Lilium (독일), Archer Aviation (미국) 등이 있습니다.
미국 UAM 기업, Joby Aviation
Joby Aviation (이하 Joby)은 미국 UAM 업계를 대표하는 기업입니다. 캘리포니아에 본사를 둔 Joby는 2009년 JoeBen Bevirt에 의해 설립되었으며 대표 eVTOL 기체 ‘S4’ 등을 활용해 도심 교통 혼잡을 해소하고 도시 내 이동 시간을 단축해 일반 소비자들의 생활을 편리하게 바꾸는 것에 목적을 두고 있습니다.
조종사 1명, 승객 4명이 탑승 가능한 S4는 전기를 동력으로 사용해 소음이 적고, 이산화탄소 배출이 없으며, 수직으로 이착륙할 수 있어 기존의 항공기와 헬리콥터가 사용하는 공항이나 헬리패드가 필요 없습니다. 6개의 틸트 프로펠러가 달린 S4의 최대 속도는 시속 322km, 최대 항속 거리는 161km입니다.
Joby의 성장을 이야기할 때 빼놓을 수 없는 회사가 Uber입니다. Uber의 항공 부문이었던 Uber Elevate는 eVTOL을 사용하여 도심 내 승객을 항공으로 운송하는 서비스를 개발하는 프로젝트였습니다. 그런데 Joby가 2020년 말 Uber Elevate를 인수하며 UAM 시장에서의 입지를 강화하는 데 중요한 역할을 한 것입니다. 이 인수 덕분에 Joby는 Uber가 갖고 있던 기술과 인력 등의 자산을 획득할 수 있었고 이를 바탕으로 eVTOL 개발 및 사업 계획에 탄력을 받게 되었습니다.
Joby의 최근 성과도 희망적입니다. Joby는 2022년 항공사 Delta Air Lines와 집에서 공항까지 에어택시를 사용할 수 있는 home-to-airport air taxi 서비스에 대한 파트너십을 맺었습니다. 2023년에는 두바이 정부와의 협약을 통해 향후 6년간 에미레이트에서 에어택시 운영에 대한 독점권을 부여받았습니다. 미국 공군에 약 1억 3천만 달러 규모의 전기 에어 택시 기체를 제공하고 운영하는 계약도 맺었으며, 2023년 11월에는 뉴욕 맨하탄 Downtown Heliport에서 시험 비행을 펼쳤습니다. 통상 맨하탄에서 JFK 국제공항까지 차로 1시간 이상이 걸리는 거리를 Joby를 이용하면 7분 정도가 걸린다고 합니다.
뉴욕 도심을 날고 있는 Joby Aviation의 기체 | 출처: Joby Aviation
중국 UAM 기업, EHang과 Xpeng AeroHT
중국 기업 중 눈에 띄는 곳은 EHang과 Xpeng AeroHT입니다. 먼저 EHang부터 살펴보겠습니다. EHang은 중국민용항공국 (CAAC)으로부터 무인 eVTOL인증을 최초로 받은 기업으로 대표 모델 ‘EH216’ 시리즈를 앞세우고 있습니다. 화재 진압용 EH216-F, 화물 운송용 EH216-L, 여객용 EH216-S 등 쓰임에 따른 다양한 모델들이 개발되어 있습니다.
EH216-F는 소방용으로 특별히 제작된 승객 탑승형 eVTOL로 방수, 방습, 방진, 정전기 방지 기능을 갖추고 있습니다. 소방용 기체답게 고온, 연기가 많은 상황, 바람 및 비가 내리는 환경에서도 작동할 수 있습니다.
EH216-L 모델은 승객은 태우지 않고 화물만을 운반하는 중량급 항공 화물 eVTOL로 6개의 프로펠러, 16개의 전기 모터를 갖추고 있으며 배터리로 구동됩니다. 기체의 순항 속도는 시속 100km이며 최대 속도는 시속 130km입니다. 배터리를 완충 시간은 120분, 비행 가능 시간은 21분입니다. 탑재량 최대 무게는 220kg, 최대 이륙 무게는 600kg입니다.
여객용으로 사용될 EH216-S는 자율 비행, 완전 전기 추진, 듀얼 안전 기능, 지능형 제어 시스템 등을 특징으로 합니다. 공중 택시, 항공 관광, 공항 셔틀, 섬 간 이동 등 다목적으로 쓰이게 됩니다. 다음 그림은 EH216-F와 EH216-S를 각각 보여주고 있습니다.
Xpeng AeroHT는 ‘Flying Car’라는 이름의 eVTOL을 CES 2024에서 공개하며 글로벌 시장의 주목을 받았습니다. 2명이 탈 수 있는 Flying Car는 기존의 eVTOL 들과 달리 슈퍼카에 프로펠러가 달린 모양으로 미래지향적인 외형을 갖고 있습니다. 비행을 하지 않을 때는 프로펠러를 접어 일반 차량처럼 지상을 운행하다 비행시 접어둔 프로펠러를 펼쳐 비행하는 방식입니다. Flying Car는 비행 모드에서 운전대와 오른쪽 기어 레버를 조종 장치로 사용하여 전진, 후진, 회전, 상승, 하강 등의 작동을 합니다.
Xpeng AeroHT가 2023년 10월 공개한 Land Aircraft Carrier 이름의 모듈형 기체도 주목할 만 합니다. Land Aircraft Carrier는 기존의 eVTOL이 갖고 있는 짧은 비행 시간과 특정 장소에서만 이착륙하는 이동의 한계를 SUV 차량과 eVTOL을 결합한 모듈형 모빌리티로 해결하려는 의도에서 만들어졌습니다. SUV 차량 뒷 부분에 eVTOL을 결합해 SUV 차량으로 비행 목표 지점 근처까지 편리하게 이동한 후 eVTOL을 분리해 비행을 하는 방식입니다. 이러한 방식을 통해 eVTOL 운영의 효율성과 안전성을 개선하려는 아이디어가 돋보입니다.
Xpeng AeroHT의 Land Aircraft Carrier 작동 모습 | 출처: Xpeng AeroH
UAM 인프라를 지원하는 우리 정부의 날갯짓
시야를 돌려 국내 상황을 살펴보겠습니다. 도심 항공 분야는 민관 협업이 중요합니다. 개별 기업의 제품만으로 도심 항공을 운행할 수 없으며 반대로 정부의 정책과 공공 인프라만으로 도심 항공 생태계를 운영할 수 없기 때문입니다.
우리 정부는 2020년부터 국토교통부를 중심으로 ‘한국형 도심항공교통 (K-UAM) 로드맵’을 세우고 안전성 확보, 민간 기업 역량 증진, 인프라 구축, 국제 협력 등의 노력을 기울이고 있습니다. 본 로드맵은 UAM이 새로운 교통 혁신의 대표 아이템으로 수도권 교통 해결책 뿐 아니라 미래 신성장 동력으로 국가 역량을 결집할 필요가 있음을 강조합니다. 이를 위해 기체 인증, 관제, 공역, 인프라 등 국가적 제도와 일관된 지원이 뒤따라야 하며 2025년 상용화 시작, 2030년 본격 상용화한다는 목표를 제시하고 있습니다. 2021년에는 ‘한국형 도심항공교통(K-UAM) 운용개념서 1.0’이 발간되었고 2023년 도심항공교통법이 제정되어 제도적 기반이 마련되었습니다.
본격적인 UAM 도입 전 테스트단계라 할 수 있는 실증사업도 속도를 내고 있습니다. 정부는 2023년 8월, 이른바 ‘K-GC (K-UAM Grand Challenge)’라는 이름의 UAM 실증사업에 착수했습니다. 이 사업은 미국, 영국, 프랑스의 실증사업과 함께 세계 4대 UAM 실증사업으로 여겨집니다. 기체, 운항, 버티포트, 교통 관리 분야 40여개 기업이 참여하고 있으며 전남 고흥에 마련된 개활지에서 실증을 벌이고 있습니다. 2024년에는 수도권 공역에서도 실증이 진행될 계획입니다.
정부의 움직임을 따라 서울시와 경기도 지자체도 UAM 생태계 지원에 적극 나서고 있습니다. 서울시의 ‘2040 서울도시기본계획’에 따르면 2025년까지 서울 도심에서 김포공항까지 UAM 상용화 시범 노선을 운영하고 2029년까지 한강, 중랑천, 안양천 등을 비롯한 하천 위주로 광역 노선을 단계적으로 확보한다는 계획입니다. UAM 터미널은 용산, 잠실, 여의도 등 대단위 개발지구와 수변 공간 위주로 설치해 지형과 안전성, 접근성을 고려한 서울형 도심항공교통의 기반을 구축할 것으로 보입니다. UAM 운영에 필요한 기반 시설은 지상에 구축되므로 참여 민간 기업에게는 용적률 인센티브를 제공하고 수요가 감소한 지역에 UAM 터미널 개발하는 경우 추가 지원을 합니다.
특히 서울시는 미래 도심 공간을 근린형, 지역형, 광역형 등 3가지로 세분화해 각 유형에 적합한 모빌리티 허브를 구축하게 됩니다. 근린형은 가장 작은 공간 개념으로 개인형 이동장치, 공유 이동 수단 시설, 소규모 주차장 등을 포함합니다. 지역형은 도심 내 주요 거점을 기반으로 간선 통행과 물류를 지원하며 공영주차장, 차고지 등 기존 교통 시설의 입체화를 지향합니다. 광역형은 서울과 수도권을 아우르는 광역교통망이 개발되는 공간 개념으로 GTX와 함께 UAM이 이 유형에 속합니다. 이러한 미래 공간 개념을 바탕으로 서울시는 대중교통 중심의 통합 모빌리티 플랫폼을 구축해 최적의 교통서비스를 Mobility as a Service (MaaS) 형태로 제공한다는 큰 청사진을 제시하고 있습니다.
서울시 외에도 지자체 중 눈에 띄는 움직임을 보여주는 곳은 경기도 김포시입니다. 김포시가 도심항공에 적극적인 이유는 많은 예상 수요와 지리적 특징 때문입니다. 김포시는 김포 공항과 인천 공항 사이에 위치하고 있으며 한강과 경인 아라뱃길 등 UAM 기체가 저고도를 장애물 없이 안전하게 비행하기 좋은 환경을 갖고 있습니다. 서울시와 인접해 UAM 수요가 다수 예상되고 이미 항공 관련 기업 및 인프라가 그 어느 지역보다 잘 갖춰져 있다는 장점이 있습니다. 김포시는 2022년 기초 지자체 최초로 UAM 관련 조례를 제정했으며 2023년에는 항로 분석 용역 착수를 시작하는 등 UAM 생태계 조성에 노력을 기울이고 있습니다. 김포시는 시장 초기 존재하는 불확실성과 리스크를 줄여 기업들의 부담을 줄여주고 인프라 확충에 필요한 비용과 시간을 줄인다는 계획을 갖고 있습니다.
한강변 스마트 모빌리티 거점시설 구상 이미지 | 출처: 서울시
UAM 생태계 활성화를 위한 향후 과제
이상 살펴본 바와 같이 UAM 생태계는 무한한 가능성과 확장성을 품고 있는 신성장 분야입니다. 그러나 장밋빛 청사진과 달리 해결해야 할 숙제도 있습니다.
이용객의 심리적 불안함이 대표적입니다. 시장 초기 단계에 있을 수 있는 검증되지 않은 위험에 대한 예측 불가능성으로 인해 일부 사용자들이 불안함을 느낄 수 있습니다. 이러한 경향은 국토교통부 ‘한국형 도심항공교통 로드맵’의 ‘주요 도시별 교통이용객 대상 UAM 탑승의사 설문조사 결과’에도 드러납니다. 미국의 경우 휴스턴, 샌프란시스코, LA, 뉴욕, 워싱턴은 모두 UAM 탑승에 대해 긍정 56, 부정 17의 비율이었으며 우리나라의 경우 조종사가 동승할 경우 긍정 59, 부정 19로 나타났습니다. 그런데 무인 조종 UAM의 경우 긍정 27, 부정 49로 나타나 조종사가 탑승하지 않는 형태의 UAM에 대해서는 상당한 우려가 있음을 알 수 있습니다. 자율 주행 기술이 자동차 수준에서도 여전히 발전하고 있음을 감안하면 이는 충분히 납득 가능한 걱정 혹은 거부감입니다. 이용객의 심리적 불안함을 줄이고 UAM 접근성을 높이기 위해 조종사가 탑승하는 UAM 형태가 시장 초기 중요할 것입니다.
프라이버시 보호 문제도 UAM 활성화를 위해 풀어야 할 과제입니다. 일부 UAM 기체는 상당히 낮은 고도로 비행하게 되는데 이 과정에서 건물 내부나 보행자의 프라이버시를 훼손하거나, 훼손하고 있다고 느끼게 만들 소지가 있습니다. 비행을 위해 부착되는 컴퓨터 비전 기기는 비행 구역 근처를 촬영할 수 있는데 실제 촬영 여부와 상관 없이 존재 자체만으로도 일반인들에게 우려를 자아낼 수 있기 때문입니다. 이를 위해 UAM 비행과 관련한 프라이버시 보호 정책을 선제적으로 강화하고 대중에게 홍보할 필요가 있습니다. 이 외에도 비행 기체가 유발할 소음 문제, 버티포트 구축으로 인한 환경 문제 등도 UAM 생태계 활성화를 위해 풀어야 할 과제입니다.
앞서 언급한 바와 같이 올해부터는 수도권 일대에서 UAM 실증 사업이 시작될 계획입니다. 지상 중심의 2차원 교통이 모빌리티의 전부로 여겨졌던 시대에서 이제는 도심 항공 교통이 추가되는 3차원 UAM 시대로의 전환을 앞두고 있습니다. 각종 첨단 기술이 총결합하는 신성장 분야 UAM이 앞으로 우리의 모빌리티 세계를 어떻게 바꿔나갈지 큰 기대가 됩니다.
참고자료
[1] https://www.krihs.re.kr/galleryPdfView.es?bid=0023&list_no=29981&seq=1#
[2] https://www.donga.com/news/article/all/20231130/122412659/1
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/urban-air-mobility-market-251142860.html
[4] https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20200000618/downloads/20200000618.pdf
[5] https://sacd.larc.nasa.gov/uam-refs/
[6] https://www.statista.com/chart/29121/carmakers-investments-in-evtols/
[7] https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/203/0905203004/036-046.홍아름_203호.pdf
[8] https://www.law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=255409#0000
[9] https://www.jobyaviation.com/news/joby-flies-quiet-electric-air-taxi-new-york-city/
[10] https://www.ehang.com/news/1049.html
[11] https://evtol.news/ehang-216/
[12] https://www.aeroht.com/article/article?id=130
[13] "https://www.aeroht.com/article/article?id=146
[14] https://www.si.re.kr/node/66297
[15] https://urban.seoul.go.kr/UpisArchive/DATA/PWEB/STATIC/2040_seoul_plan.pdf
[16] https://www.si.re.kr/node/6629
[17] https://smartcity.go.kr/wp-content/uploads/2021/09/첨부_한국형_도심항공교통K_UAM_운용개념서1.0.pdf
[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352146521008516
[19]https://www.molit.go.kr/USR/NEWS/m_71/dtl.jsp?id=95083976
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