<이 콘텐츠는 포춘코리아(FORTUNE KOREA) 2021년 11월호에 실린 기사입니다>

최근 빅데이터와 인공지능(AI) 등 기술적 변화로 인해 교통분야에 플랫폼 기술이 결합된 산업이 대두되고 있다. 특히 모빌리티 분야를 비롯해 자율주행 기술 전반에 클라우드와 AI기술을 결합한 혁신 사례가 늘어나면서 교통산업에 변화의 바람이 감지된다. 오는 2025년에는 SF영화에서나 볼 수 있었던 하늘나는 자동차(UAM)가 서울 창공을 가르며 미래 모빌리티를 주도할 전망이다.

초연결 사회 확산과 비대면의 일상화로 많은 기업들이 클라우드 기술을 도입함으로써 머지않은 미래의 교통서비스는 하나의 디지털 플랫폼을 통해 전동휠부터 자전거, 승용차, 택시, 철도, 비행기 등 모든 운송수단을 이용하는 ‘마스(MaaS)’가 중심이 될 것이란 전망이 우세하다.

향후 도시 거주 인구가 급증하면서 대부분의 도시 교통시스템이 이를 감당할 수 없게 될 것이란 예상이 나오고 있는 가운데, 이를 해결할 대안으로 자율주행차와 공유플랫폼을 기반으로 한 모빌리티 서비스가 부상하고 있다. 

많은 차세대 모빌리티 서비스 중에서도 하늘길을 항로로 이용하는 UAM 산업에 대한 관심도가 높다. UAM은 자동차를 넘어선 종합적인 미래혁신 모빌리티 서비스로 이동 시간의 혁신적 단축으로 도시와 도시간 경계를 허물고, 세계적인 메가시티화로 점점 저하되고 있는 이동 효율성 문제를 극복할 수 있을 것으로 점쳐진다.

UAM이란 ‘어번 에어 모빌리티(urban air mobility)’의 약자로 도심항공교통을 의미한다. 특히 만성적인 교통체증 등 포화 상태에 놓인 서울과 같은 대도시에 숨통을 틔어줄 수 있을 것으로 기대되기도 한다.

UAM은 기존 헬기와 유사한 고도로 비행하나, 전기동력 활용으로 탄소배출이 없고 소음도 대폭 저감돼 도시의 하늘을 쾌적하게 운항할 수 있는 친환경적인 미래교통수단으로 알려져 있다.

UAM은 수직이착륙이 가능한 개인 항공기(PAV)와 결합해 도심에서의 이동효율성을 극대화하는 차세대 모빌리티 솔루션으로, 미국항공우주국(NASA)은 UAM을 저고도의 공중을 활용해 새롭게 구축하고자 하는 도시의 단거리 항공 운송 생태계로 정의하고 있다.

글로벌 투자은행 모건스탠리에 따르면 세계 UAM 시장은 지난해 70억달러(약 7조8000억원)에서 2040년 1조4740억달러(약 1640조6400억원)까지 성장할 것으로 예상된다.

연평균 성장률로 보면 30.7%에 달하는 성장세다. 삼정KPMG 경제연구원도 글로벌 UAM 이용 승객이 2030년 1200만명에서 2050년 4억4500만명까지 증가할 것으로 내다봤다.

향후 모빌리티 개념은 스마트시티에 맞춰 범위가 확장되면서 1인용 개인 모빌리티에서 자율주행, UAM까지 모든 교통수단의 생태계 전반을 아우르게 될 것으로 예상된다. 자신이 원하는 시간에 이동하려는 소비자들의 욕구는 도심 항공 모빌리티 시장을 급속도로 성장시키는 원동력이 되고 있다.

공격적 UAM 개발 착수 … UAM 적극 나선 국내 기업은?

최근 가장 이목을 끈 기업은 현대자동차그룹이다. 현대차는 지난해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 IT·가전 전시회 ‘CES 2020’에서 UAM 개발에 대한 의지를 피력했다.

하늘을 새로운 이동 통로로 활용하는 UAM과 탑승객의 라이프 스타일을 충족하는 친환경 이동수단 목적기반모빌리티(PBV)가 모빌리티 환승 거점(HUB)로 연결돼 하나의 모빌리티 생태계를 구성한다는 게 골자다.

현대차는 지자체와 관련 그룹과도 지속적으로 UAM 개발 관련 업무협약을 체결하고 있다. 서울시와 ‘UAM의 성공적 실현 및 생태계 구축 협력을 위한 업무협약(MOU)’을 체결했고, 앞서 지난해 9월에는 인천국제공항공사, 현대건설, KT와 함께 K-UAM의 성공적인 추진과 시험비행 실증을 위해 힘을 합치기로 했다.

현대차는 이를 동력으로 UAM 개발부터 제조와 판매·운영·정비 등을 아우르는 사업화를 추진하며, UAM 실증사업에서 시험비행을 지원하는 등 UAM 개발에 속력을 낼 방침이다.

한화그룹은 급성장하는 UAM 시장을 선점하겠다는 판단 아래 공격적으로 관련 업체들에 투자하고 있다. 그룹 계열사 한화시스템은 지난해 1월 UAM 에어택시 기체에 대한 원천기술을 보유하고 있는 미국 기업 오버에어(Overair)사 지분 30%를 취득했다. 이후 회사는 개발자들을 미국 로스앤젤레스에 있는 오버에어 본사에 대거 파견할 정도로 UAM 시장 선점에 의지를 보이는 상황이다.

한화시스템은 이미 지난 6월 개최된 ‘서울 스마트 모빌리티 엑스포’에서 에어택시 실물모형을 선보였다. 지분 인수를 진행한 오버에어사와 공동 개발 중인 에어 모빌리티 기체 ‘버터플라이’ 실물모형을 전시했다.

버터플라이는 수직 이륙을 가능하게 하는 4개의 틸트로터에 전기 배터리로 작동하는 전기추진 시스템을 각각 장착해 최대 320km/h 속도로 여러 회 에어택시 운행이 가능한 것으로 알려졌다.

한화시스템은 한국공항공사와 에어택시가 뜨고 내릴 수 있는 도심항공교통용 터미널 버티포트의 상위개념인 ‘버티허브’도 김포공항에 설치하기로 했다.

한화시스템은 최종적으로 2024년까지 기체 개발을 마치고, 2025년에는 서울-김포 노선 시범 운행을 시작한다는 구상이다.

국내 UAM 어디까지 왔나? 2025년 UAM 상용화

국토부는 지난해 6월 ‘한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵’을 발표하고 관련 법령 정비 및 실증 등을 준비 중이다.

2025년 상용서비스 최초 도입을 목표로 2024년까지 비행실증, 2030년부터 본격 상용화를 준비하는 단계적 목표를 제시한 상황이다.

우리나라에 UAM이 상용화할 경우 김포공항~서울 강남을 잇는 노선이 검토되고 있다. 아직 구상 단계라 확정되진 않았다. 우선 정부는 김포공항·인천공항의 일부 공간에 UAM 이·착륙장을 만들 계획이다. 수직으로 이·착륙하는 곳이라 버티포트(Vertiport)라고도 불린다. 

공항을 출발한 UAM은 한강을 따라 이동하게 된다. 저고도 비행 중 만에 하나 사고가 날 수도 있기 때문에 차량과 사람이 이동하는 육지를 최대한 피해서 날겠다는 취지다.

이후 서울 강남, 광화문 등 회사나 정부 기관이 많은 중심지로 이동한다는 구상이다. 강남에 있는 공공기관의 옥상·주차장 등을 활용해 이·착륙장을 만드는 것을 정부는 계획 중이다.

국토부는 국내 UAM 상용화 서비스 운용전략과 핵심 전략 시나리오를 담은 ‘한국형 도심항공교통(K-UAM) 운용개념서 1.0’을 발간하기도 했다.

운용개념서를 살펴보면 UAM 전용 항로인 회랑(回廊·Corridor) 등 3차원 도심교통체계 운용 구상의 밑그림을 살펴볼 수 있다. K-UAM 상용 운용은 초기(2025~2029년), 성장기(2030~2034년), 성숙기(2035년 이후) 등 3단계 발전전략을 축으로 진행된다.

초기 단계에선 UAM 기내에 기장이 직접 탑승해서 조종하고 성장기에는 원격조정으로, 성숙기에는 자율비행 방식으로 비행한다는 점에서 차이가 있다. 성장기에도 비상시 승객안전을 고려해 기내에 안전관리자가 탑승하는 방식을 추진하고 있다.

UAM은 전통적 항공산업과 달리 활주로 없이 UAM 이착륙장인 버티포트(Vertiport)를 활용하며, 도심 저고도 공역(300∼600ｍ)을 운항하게 된다.

그동안 국가가 전담하던 공항시설 운영과 항공교통관제 서비스 대신, 버티포트 운영과 UAM 교통관리 업무가 새롭게 도입된다. 민간도 버티포트 운영자와 UAM 교통관리서비스 제공자로 참여할 수 있게 된다는 게 국토부 설명이다.

전용 하늘길인 UAM 회랑도 개설된다. 회랑은 버티포트를 시·종점으로 한 통로 형태로 만들어진다. 상용화 초기에는 고정된 형태(고정형 회랑)로 몇 개만 운영되지만, 버티포트와 노선 수가 많아지면 다수의 회랑이 복잡한 네트워크 형태(고정형 회랑망)가 된다.

성숙기에는 비행계획에 따라 시시각각 변화하는 동적 회랑망(Dynamic Corridor Network)으로 진화한다. UAM 회랑은 기존 항공기 공역과 분리되며 국가의 항공교통관제 대신 UAM 교통관리 서비스를 받게 된다.

회랑은 지상에서 300∼600ｍ 사이에, 소형 드론이 운항하는 높이보다 최소 150m 이상 높은 곳에 만들어질 예정이다. 초기에는 기장과 교통관리자, 또는 항공교통관제사 사이에 음성기반 무선통신(VHF·UHF)도 사용되지만, 점차 고도화된 디지털 통신체계로 대체될 것으로 국토부는 내다봤다.

이용자가 UAM에 타고 내리는 주요 과정에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 다각도로 분석해, 각 이해관계자가 수행할 역할과 상호 관계 등을 정리했다.

또 상업화 가능한 운용모델을 구상해 이해관계자가 할 일과 절차들을 규정하되, 안전을 최우선에 두고 시나리오를 검토 중이다. 국토부는 제도화가 필요한 사항은 UAM 특별법을 제정해 반영할 계획이다.

K-UAM 그랜드챌린지 등 민관합동 실증사업과 지속적인 연구개발 사업 추진을 통해 본 운용개념서를 발전시키고 구체화해 나간다는 방침이다.

국토부에 따르면 올해 11월경 UAM 비행 시연을 통해 운용시나리오를 직접 실증하는 등 상용화에 박차를 가한다는 계획이다.

UAM 상용화 과제는? “공역 규제, 국산 UAM 기체 개발”

전문가들은 UAM 기체의 국산화 없이 외산 업체에 의존한다면 향후 국내 항공우주산업 경쟁력의 질적 저하까지 불러올 수 있다고 우려하는 상황이다.

아울러 당장 UAM 상용화를 목전에 둔 것처럼 홍보에 열을 올릴 게 아니라 원천기술 개발 확보에 총력을 기울여야 한다는 의견도 함께 나온다. 

많은 민간 기업과 공공기관 모두 UAM 기술 개발을 진행하고 있지만 좀처럼 국산 원천 기술 개발엔 속력이 붙지 않고 있다. 실제 UAM 개발에 가장 큰 의지를 가지고 있는 한화 역시 미국의 오버에어사에 지분을 투자해 합작 형태로 개발을 진행 중이다.

뿐만 아니라 지난해 서울시와 국토교통부는 UAM 서울실증비행을 열고, 차세대 도심 교통의 역할을 맡을 에어택시를 선보였다. 하지만 당시 시범비행에 사용된 드론택시는 중국 드론 전문업체 이항의 2인승 드론 택시였다.

앞서 발표된 K-UAM 로드맵을 살펴보면 ‘항공업계를 비롯한 국내 UAM 신규 업체는 관련 항공기술 부족으로 빠른 시일 내 국산기체 상용화에 애로’라는 문구가 기재돼 있다. 당국 역시 사실상 기술 부족을 자인한 셈이다.

전기모터로 움직이는 에어택시는 배터리의 성능이 높을수록 비행에 유리하다. 하지만 현재 국내 배터리 기술력으로는 1회 충전 시 에어택시가 날 수 있는 시간이 20~30분에 불과하다. 거리로 따지면 한번 날아올랐을 때 40~50㎞ 밖에 날지 못하는 것.

배터리의 안전성 역시 걸림돌로 작용한다. 현재 개발 중인 대다수 에어택시는 리튬이온배터리를 사용한다. 최근 화재 사고의 위험성이 있는 것으로 지적되는 전기차 배터리와 같은 소재다. 즉, 에어택시가 전기차보다 배터리로 인한 사고 위험이 더 높을 수 있다는 것이다.

한국항공우주연구원(KARI)에서는 일종의 시험용인 시제기 기술 정도는 갖추고 있지만 완전 상용화를 위한 무인 기술 기체는 전무한 상황이다. 

실제 한국항공우주연구원뿐만 아니라 한국항공우주산업(KAI)은 지난해 시제기 성격인 무인 회전익 시험 비행에 성공했다. 그러나 복잡한 공역이 얽혀 있는 도심이 아닌 전라남도 고흥에서 초도비행에 성공했다는 점에서 완전한 기술 개발이라고 할 수는 없는 상황이다. 뿐만 아니라 서울 시내 공역 규제 역시 상용화를 위한 걸림돌로 여겨진다. 현재 서울시내 상공은 항공안전법에 대한 항로규정이 정해져 있다. 도심형 항공 이동수단인 UAM이 서울시내 상공을 운항할 수 있는 항로 자체가 전무하다는 것.

첨예한 안보 문제로 인해 서울시내 공역은 P-73, P-518구역과 같이 비행금지구역을 설정해놓고 있다. 현재 이 공역은 국방부의 허가를 받아야만 드론 등이 비행할 수 있는 상황이다.

항공안전법의 실무 주체는 국토부지만 앞서 언급했듯 서울시내 P-73구역과 같은 비행금지구역은 국방부와 공군의 허가를 얻어야 법령 정비가 가능한 상황이다.

국토부는 지난해 한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵을 발표했지만 서울시내 제한된 공역 문제를 어떤 식으로 풀어갈 지는 언급하지 않은 상황이다. 더불어 UAM 상용화 핵심 시나리오를 담은 ‘K-UAM 운용개념서 1.0’에도 공역에 대한 언급은 존재하지 않는다.

현재 민간과 공공영역에서 UAM 연구개발에 불이 붙은 건 확실하다. 하지만 아직 해결해야할 숙제 역시 산적했다는 것도 분명한 상황이다.