[디지털비즈온 김맹근 기자] 최근 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)가 도시인구 증가와 도로교통 혼잡, 환경문제를 해 결할 3차원 미래형 교통수단으로 떠오르고 있다. UAM은 전기동력 수직이착륙 항공(eVTOL)을 이용하여 도시 권역을 이동하는 공중 교통체계를 의미한다. 과거에는 비행체 설계 수준에 머물렀지만, 분산전기 추진, 전기동력, 저소음 기술 등 eVTOL 기반기술 발달에 힘입어 가까운 시일 내에 실현될 가능성이 점점 높아지고 있다.
글로벌 UAM 시장은 2040년 1.5조 달러 규모로, 2021~2040년 중 연평균 30%씩 성장할 것으로 전망된다. 같은 기간, 전기차 시장의 연평균 성장률 18.9%보다 더 빠른 속도의 성장세다. 또한 2016년 6개 기종에서 2021년 5월 현재 ‘멀티로터’, ‘리프트&크루즈’, ‘틸트’ 등 다양한 비행방식과 사이즈의 400여개 eVTOL 모델이 개발 중으로 불과 5년 사이 그 수가 폭발적으로 증가했다.
이들 중 대부분은 미국, 영국, 독일 등 선진국의 전문 스타트업이 개발을 주도하고 있다. 우리나라도 한화시스템이 미국 오버에어社와 합작하여 기체 ‘버터플라이’를 개발 중이고, 현대차도 UAM 관련 대규모 투자에 나섰다.
도심 항공 모빌리티 개념과 특징
도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)는 도시 권역을 수직이착륙(VTOL)하는 개인용 비행체(PAV)로 이동하는 공중 교통체계를 의미함 비행체의 개발, 제조, 판매, 유지·보수 및 인프라 구축, 항공서비스 등 도심 항공 이동수단의 생산과 운영을 모두 포괄하는 개념이다.
도심 항공 모빌리티는 크게 다음 3가지 특성을 지인다. 미래형 교통수단은 별도 활주로가 필요 없으며, 최소한의 수직이착륙 공간만 확보하면 운용이 가능해 도로 혼잡을 줄여줄 3차원 미래형 도시 교통수단이다. 도로·철도·개인교통수단과 연계한(Seamless) 교통서비스(MaaS)로 스마트시티의 중요한 교통 축으로 자리잡을 전망이다.
친환경 측면은 전기동력을 사용해 탄소 배출이 없고, 저소음으로 도심에서 운항 가능한 친환경 교통수단이다. 첨단기술 집약은 소재, 배터리, 제어(정보통신), 항법 등 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 최고 수준 기술이 요구한다.
급격한 도시화는 전 세계적으로 도시화가 빠르게 진행되면서 교통 혼잡 및 환경오염, 소음 공해 등의 도시문제가 대두하고 있다. UN은 전 세계 도시화율(=도시 거주 인구 비중)이 2018년 55.3%에서 2035년 62.5%에 이를 것으로 전망한다. 인구 천만 명 이상이 거주하는 메가시티(Megacity)는 2010년 25개에서 2035년 48개로 증가할 것으로 예측된다.
운송 효율성 저하 면해서는 이러한 도시집중화 현상으로 도시 거주자들의 이동 속도가 급격이 저하 되고, 물류·운송 비용이 증가 지난해 주요 도시들의 도심 내 평균 주행속도는 30km 미만에 불과하며, 교통체증으로 시간 낭비와 이로 인한 경제적 손실이 발생하고 있다.
매해 도로 인프라 유지·보수에 많은 비용이 소요되고 있지만 운송 효율성 개선은 미미하다. 주요국은 기존 도로 인프라의 유지·보수 지출을 매해 늘려가고 있다. 우리 정부의 도로, 철도 등 교통 인프라는 노후화. 지난해 도로 관리비가 전체 도로 관련 투자액 에서 차지하는 비중도 30%대에 육박한다.
친환경 교통수단 관심은 전기 동력 기반의 도심 항공교통은 차세대 친환경 교통수단 중 하나로 인식되고 있다. 세계 전체 이산화탄소 배출량의 1/4을 교통수단이 차지하는 가운데 도로교통의 탄소집약도 (Carbon Intensity)는 일반 산업에 비해 높다. 자동차 운전자들의 이산화탄소 배출량은 2000년 이후 40% 이상 늘어난 가운데, 최근 미국, 유럽 등은 탄소배출 감축 목표를 상향 제시하면서(2021.4월 기후정상회의) 친환경 교통수단에 대한 관심이 고조되고 있다.
항공기술 발달은 과거에는 설계 수준에 머물렀던 도심형 항공교통은 기반기술 발달에 힘입어 실현 가능성이 크게 증가 개인항공기(PAV)는 전기동력, 분산전기추진 등의 기술발달로 수직이착륙이 가능해지면서 활주로 확보가 필요 없어졌으며, 저소음(60데시벨 이하) 기술로 도심에서도 운용 가능해진다.
UAM 제반기술 성숙과 더불어 사업화 가능성 증대(글로벌 기업 및 스타트업의 투자 확대)로 현실화를 앞당기고 있다. 제품 설계 수준에서 한 걸음 더 나아가 주요 스타트업들이 연달아 시험비행 성공하고 있다.
각국 정부의 지원정책도 다양하게 마련되고 있다. 미국은 공군과 민간 업체의 협력을 통해 eVTOL 국산화 및 시장주도 확보에 노력하고 있으며, EU는 eVTOL에 대한 새로운 인증체계 구축에 빠르게 나섰다. 우리나라도 최근 ‘K-UAM’ 로드맵 및 기술로드맵을 잇따라 발표하면서 UAM 단계별 추진 전략을 마련했다.