보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1885호(2019. 2. 26. 발행)에 기고한 원고입니다. 

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[ 요 약 ]

아세안 지역은 브릭스 이후 자동차 산업의 신흥시장으로 손꼽히고 있으며 경제성장에 따른 수요 증가로 신차 판매대수가 매년 증가하고 있음. 아세안 지역의 자동차 수요는 단지 내연기관 차량에 한정된 것이 아니며 전기차(EV)에 대한 수요도 빠르게 늘고 있으며, 각국 정부도 일본 및 중국 자동차 업체와 협력을 통해 전기차 생산 및 보급 계획을 추진해 나가고 있음. 우리나라도 베트남을 거점으로 아세안 자동차 시장 확대를 모색 중이나 미래지향적 시장 전략이 필요한 상황

[ 본 문 ]

◾ 지난 2016년 컨설팅기관 KPMG가 전세계 자동차 기업 CEO와 전문가를 대상으로 ‘브릭스(BRICs)’ 이후 신흥시장이 어디인지에 대해 설문한 결과 ‘아세안’이라는 응답이 많았음

▸ 조사 결과 태국이 1위, 인도네시아 3위, 말레이시아가 6위를 차지하였는데, KPMG는 아세안(ASEAN, 동남아시아국가연합) 국가들이 자동차 유망시장으로 꼽히는 핵심요인으로 크게 4가지를 꼽은 바 있음

▸ 우선 구매력을 가진 중산층의 규모가 2012년 1억 9천만 명에서 2020년 4억 명으로 증가하고, 자동차 수입관세 완전 철폐에 따라 시장이 커질 것이며, 아세안경제공동체(AEC) 출범에 따라 자동차 생산 분업체계가 확대되고, 각국 산업 육성정책으로 공급이 확대된다는 것

▸ 실제 2013년 이후 하락세를 보이던 아세안 지역 자동차 내수 시장 규모는 2016년부터 다시 반등하며 현재까지 완연한 성장세를 보이고 있으며, 인구 기준으로 아세안 3대국인 인도네시아, 필리핀, 베트남의 자동차 보급률이 모두 낮아 향후 성장 여지는 크다고 할 수 있음

◾ 시장조사기관 프로스트&설리번은 최근 아세안 자동차 시장의 주요 3개국인 인도네시아, 태국, 말레이시아의 2018년 실적을 바탕으로 2019년 시장 전망을 발표

▸ 아세안 회원국은 현재 10개 나라인데, 이 중 인도네시아, 태국, 말레이시아 3개국이 2017년 기준으로 아세안 자동차 시장의 약 80% 이상을 점유하고 있으며, 나머지 약 20%를 필리핀과 베트남이 차지하고 있음

▸ 보고서에 따르면 주요 3개국 모두 2018년에 비해 시장이 급성장할 것이며, 2019년 3개국의 자동차 신차 판매대수는 전년 대비 4.1% 증가한 291만 대가 될 것으로 예상

▸ 아세안의 최대 시장인 인도네시아의 2019년 신차 판매대수는 전년 대비 4.2% 증가한 119만 2,700대로 예상됨

▸ 차종별로 보면 승용차는 전년 대비 4.2% 증가한 90만 6,500대, 상용차는 4.0% 증가한 28만 6,200대가 될 것으로 보임

▸ 2019년 인도네시아 자동차 시장의 특징은 다목적 차량의 인기가 지속되며 5종의 신형 SUV(스포츠형다목적차량) 및 MPV(다목적차량)의 출시가 예정되어 있다는 점

▸ 업체별로 보면 중국의 상하이GM우링(上汽通用五菱汽車, Wulling)은 중형 SUV인 ‘알마즈(Almaz)’를 출시할 예정이며, 아세안 시장을 장악하고 있는 일본의 혼다, 스즈키, 토요타, 닛산 등은 소형 MPV 차종을 출시할 예정

▸ 전반적으로 인도네시아 자동차 시장은 무난한 성장이 예상되나 단, 미중 무역 마찰과 미국 금리 정책의 강화 등이 인도네시아 경제에 악영향을 미칠 가능성은 있음

▸ 프로스트&설리번에 따르면 인도네시아의 주요 무역 상대국인 미국과 중국의 무역 마찰로 인해 수출의존도가 높은 인도네시아 시장의 성장이 저해될 우려가 있고, 이는 전반적인 소득 성장 둔화와 소비심리 위축을 가져올 위험이 있음

[표 1] 아세안 주요 3개국 2019년 자동차 시장 신차 판매대수 전망

◾ 인도네시아에 이어 제2의 아세안 시장인 태국의 2019년 신차 판매대수는 전년 대비 5.5% 늘어난 110만 7,800대로 전망됨

▸ 차종별로 보면 승용차는 전년 대비 5.4% 증가한 51만 6,200대로 예상되며, 상용차는 전년 대비 5.5% 늘어난 59만 1,600대로 예상되는데, 아직 승용차보다 상용차의 비중이 높다는 것이 태국 자동차 시장의 특징

▸ 2019년에는 BMW는 세단 3 시리즈와 제너럴모터스(GM) 쉐보레 브랜드의 중형 SUV인 트레일블레이저(TrailBlazer), 혼다의 중형 세단 어코드 등의 출시가 예정되어 있어 승용차 시장의 본격적인 성장이 예상되고 있음

▸ 태국 정부가 인프라 개발에 주력하고 있어 상용차 시장도 계속 성장할 것으로 기대되나, 인도네시아와 마찬가지로 미국의 금리 상승에 따른 바트화 하락과 미·중 무역 마찰이 수출 중심의 태국 경제에 악영향을 미쳐 소비심리를 위축시킬 우려가 있음

◾ 아세안 제3위 시장인 말레이시아의 성장세는 인도네시아나 태국에 비해 상대적으로 더뎌 2019년 신차 판매대수는 전년 대비 1.4% 증가한 60만 9,700대로 예상됨

▸ 차종별로 보면 승용차의 신차 판매대수는 전년 대비 1.4% 증가한 54만 4,121대, 상용차의 경우 1.0% 증가한 6만 5,579대로 전망됨

▸ 말레이시아 자동차 시장은 승용차가 전체의 90%를 차지하는 것이 특징인ㄷ, 임금 상승에 따른 소비 심리 향상, 민간 투자의 증가 등에 따라 자동차 시장의 성장이 기대됨

▸ 말레이시아 정부와 일본 다이하츠의 합작 법인인 ‘페로두아(Perodua)’는 올해 1월에 국민차로 소형 SUV인 아루즈(Aruz)'를 출시했으며, 토요타도 올해 안에 소형차 야리스(Yaris)를 출시할 예정인데, 이런 신형 소형 모델들이 자동차 시장의 성장을 견인할 것으로 보임

▸ 말레이시아 자동차 시장의 우려 요인은 원유 생산국인 말레이시아에게 유가 하락은 경제 성장 둔화 요인이 될 가능성이 있다는 점과, 미·중 무역 마찰 등으로 인해 링깃화의 가치가 하락해 신차 수요가 낮아질 가능성이 있다는 점

◾ 2018년에 아세안 3개국에서 가장 많이 판매된 자동차를 보아도 각국의 특징이 드러나는데, 인도네시아는 MPV, 태국은 픽업트럭, 말레이시아는 자국의 소형 국민차였음

▸ 인도네시아에서 작년에 가장 많이 팔린 차는 토요타의 아반자(Avanza)였으며, 승용차의 신차 판매대수 중 70% 이상을 MPV가 차지하였음

▸ 토요타, 혼다, 다이하츠 등 일본 기업 3사가 시장 점유율의 3분의 2를 차지하는데, 2018년의 점유율은 도요타가 39.1%, 혼다가 18.5%, 다이하츠가 18.2%였음

▸ 태국에서는 승용차와 상용차의 신차 판매대수가 엇비슷한데, 승용차에서는 배기량 1,300cc 미만의 소형차, 상용차에서는 1t급 픽업트럭이 주로 팔리고 있으며, 2018년에 가장 많이 팔린 차종은 토요타의 픽업트럭인 하이럭스 레보(Hilux Revo)였음

▸ 태국 역시 일본 자동차 업체들의 시장 점유가 두드러져, 2018년 승용차 점유율은 도요타가 26.6%, 혼다가 26.1%, 마쓰다가 13.3%였음

▸ 승용차 중심의 말레이시아 시장에서 작년에 가장 많이 판매된 차종은 페로두아의 소형차로 국민차로서 아주 인기가 높은 마이비(Myvi)였는데, 2017년 11월 출시되었으나 여전히 구매 예약 후 3개월가량 기다려야 하는 선풍적 인기를 구가하고 있음

▸ 말레이시아 자동차 시장은 페로두아와 혼다가 2강을 이루는 가운데, 또 하나의 국민차 제조업체인 프로톤(Proton)이 뒤쫓는 형국인데, 2018년의 점유율은 페로두아가 41.5%, 혼다가 19.7%, 프로톤이 12.2%였음

[표 2] 아세안 주요 3개국의 2018년 판매대수 기준 Top5 차종 비교

◾ 한편 프로스트&설리번은 아세안 자동차 시장 전망 보고서와 함께 아세안 지역 소비자들을 대상으로 실시한 전기자동차(VE) 구매 의향 조사의 결과도 함께 발표하였음

▸ 인도네시아, 태국, 말레이시아, 필리핀, 베트남, 싱가포르 등 아세안 주요 6개국의 소비자 1,800명을 대상으로 조사를 실시한 결과, 6개국 평균 37%의 소비자가 전기차 구매 의향을 밝혔는데, 국가별로는 필리핀(46%), 태국(44%), 인도네시아(41%)가 평균을 웃돌았음

▸ 구매 의향이 있다고 응답한 소비자들만을 대상으로 ‘내연기관 자동차와 가격 차이는 어느 정도까지 감수할 수 있나’라고 물어보았는데, 그 결과 절반이 넘는 52%의 소비자가 EV의 가격이 21% 이상 비싸도 구매하고 싶다고 답했음

▸ 특히 내연기관 자동차보다 가격이 50% 가량 비싸더라도 EV를 구입하겠다는 응답률이 가장 높게 나타났는데, 이런 결과에 대해 프로스트&설리번은 심각한 배기가스 오염과 높은 연료 수입 의존도 문제를 겪고 있기 때문에 EV의 구매 의향이 상당히 높아지고 있다고 분석

[표 3] 아세안 주요 6개국 소비자들의 전기자동차 구매 의향 조사

[표 4] 전기차와 기존 내연기관 자동차의 가격 차이 허용치에 대한 조사

◾ 이러한 소비 증가에 대응하기 위해 아세안 각국은 자동차 생산 분업체제에서 위상을 강화함과 동시에 적극적으로 외자를 유치하고 자동차 산업을 전략산업으로 지정하고 있음

▸ 아세안 지역 자동차 생산의 허브이자 수출기지로서 위상 강화에 적극적인 태국은 신성장동력 10대 산업의 하나로 자동차를 선정하고, 친환경차와 전기자동차 생산 등 고부가가치화를 통해 제2의 도약을 추진하고 있음

▸ 인도네시아는 태국을 넘어 아세안 자동차 생산 제1 허브 자리를 노리고 있으며, 저가 소형차인 ‘저비용 그린카(LCGC: Low Cost Green Car)’를 중점 육성하기 위해 다양한 투자 인센티브를 부여하고 있음

▸ 말레이시아 역시 자국 브랜드의 지원에 적극적이며, 에너지효율차(EEV: Energy Efficient Vehicle)의 생산 허브로서 도약하는 것과 수출확대에 정책 역량을 집중하고 있음

▸ 이 밖에 자동차 생산이 미진했던 필리핀도 자동차산업부활전략(CARS)을 발표하고 외국계 자동차 업체와 부품업체에 투자 인센티브를 제공하고 있으며, 베트남 역시 부품 현지화율을 2025년까지 45%까지 확대키로 하고 자동차 기업 투자 유치에 적극 나서고 있음

◾ 또한 싱가포르를 제외한 ASEAN 주요 5개국은 2020년대 중반에서 2030년대 중반을 겨냥한 EV 보급 목표를 제시하며, 이의 달성을 위한 정책도 잇달아 내놓고 있음

▸ 인도네시아의 경우 2025년까지 210만 대의 EV 도입을 목표로 하고 있으며, 말레이시아는 2030년까지 20만 대, 태국도 2036년까지 120만 대의 EV를 보급한다는 계획임

▸ 그러나 이러한 계획을 실현하려면 충전 인프라의 정비라는 과제를 해결해야 하는데, 각국의 정비 계획을 보면 말레이시아는 2030년까지 12.5만 대로 비교적 양호하지만, 인도네시아는 2025년까지 1,000대, 태국은 2036년까지 불과 690대로 되어 있음

▸ 소비자들의 높은 EV 구매 의욕을 감안할 때 아시안 각국의 정부는 그에 부응할 수 있는 충전 설비의 정비 계획을 강화해야 할 과제를 안고 있는 것임

◾ 아세안이 새로운 자동차 시장으로 부상하며 글로벌 자동차 업체들 간 경쟁도 본격화되고 있는데, 일본이 장악하고 있던 시장에 중국이 전기차를 앞세워 도전장을 내밀고 있는 상황

▸ 일본은 2017년 기준으로 아세안 전체 자동차 시장의 약 80%를 장악하고 있으며, 특히 아세안 자동차 생산의 양대 축인 태국과 인도네시아 시장은 95% 이상을 점유하고 있음

▸ 특히 2015년부터는 인도네시아와 필리핀에 대한 투자를 대폭 늘리고 있는데 일본 자동차 업체들은 인도네시아에 완성차와 엔진 생산라인을 새롭게 구축하였으며, 필리핀에서는 필리핀 정부의 인센티브를 받아 소형차 생산에 주력하고 있음

▸ 중국 자동차 업계는 태국과 인도네시아, 말레이시아 등 주요 3국에 투자를 늘리며 일본에 도전하고 있는데, 상하이자동차는 태국과 인도네시아에 각각 25만 대와 12만 대 규모의 생산라인을 가동 중이며 특히 태국을 우측핸들 자동차의 생산 허브로 육성한다는 계획

▸ 지리자동차는 2017년에 말레이시아 프로톤의 지분 49.9%를 인수하며 아세안 시장 진출기반을 마련하였고, 베이징자동차도 말레이시아를 아세안의 전기자동차 허브로 지정하고 2016년부터 현지 기업인 앰버듀얼과 합작으로 전기차를 생산하고 있음

◾ 우리나라는 베트남을 중심으로 아세안 자동차 시장의 교두보를 마련 중이나, 베트남이 상대적으로 마이너 시장이고 내연기관차 생산 중심이어서 보다 미래지향적 관점의 투자가 필요한 상황

▸ 한국의 아세안 자동차 시장 점유율은 2017년 기준 4.3%에 불과한데, 시장 확대를 위해 현대자동차는 2017년에 일본 자동차 업계의 영향력이 낮고 역내 최대 성장시장인 베트남에 아세안 지역에서는 처음으로 완성차의 생산 및 영업을 위해 합작법인을 설립한 바 있음

▸ 합작법인의 생산공장이 완공되면 2020년까지 생산능력은 기존 2만 대 수준에서 5만 7천 대로 증가하는데, 현대자동차는 2021년까지 베트남 내 시장 점유율을 10%로 끌어 올려 베트남 내 1위에 오르고 이를 교두보 삼아 아세안 시장의 점유율을 늘려나간다는 계획

▸ 그러나 아세안 지역 주요 국가들이 이미 EV 등 친환경 차량의 보급 계획을 세우고 있고, 일본 및 중국의 자동차업체들이 EV 생산기지를 구축하고 있는 것을 감안한다면 미래의 경쟁력을 담보하기 어려워 보이며 미래 시장 변화를 염두에 둔 투자 전략이 필요해 보임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1882호(2019. 2. 5. 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

[ 요 약 ]

친환경 모빌리티로 전기차에 대한 관심이 높아지고 있지만, 우리나라 전기차 보급률은 2017년 기준 0.1%, 선진국의 경우도 1% 정도에 불과한데, 여러 요인이 있지만 충전의 어려움이 주요 요소로 꼽히고 있음. 케이블을 이용한 충전방식에서 탈피해, 주차하는 동안 충전이 가능한 무선충전이나 도로를 달리면서 주행하는 다이내믹 무선충전 등 새롭고 혁신적인 충전기술을 모색해 나갈 때 전기자동차와 새로운 모빌리티의 미래는 비로소 우리 실생활 속에 현실화될 수 있을 것임

[ 본 문 ]

◾ 환경부가 2018년 11월에 발표한 자료에 따르면, 2018년 연간 국내 전기자동차 판매대수는 3만 대를 넘어섰으며, 전기차 보급사업이 시작된 2011년 이래 누적 보급대수는 46,968대임

▸ 전기자동차 보급사업 첫해 판매된 전기차는 338대였으며, 2014년에 연간 판매량 1천 대를 넘었고, 2017년에 처음으로 연간 판매량 1만 대를 넘어선 13,826대를 기록

▸ 2018년 1월부터 9월까지 판매된 전기차는 21,375대인데, 판매 속도 증가 추이를 고려할 때 환경부는 2018년 연간 판매대수가 3만대를 넘어설 것으로 추정한 것

▸ 환경부는 현재 추세대로라면 올해 전기차 연간 판매대수는 5만대 내외로 추정하고 있으며, 누적 판매대수는 10만 대 내외가 될 것이라 보고 있음

[표 1] 2011~2018.09 국내 전기차 및 공공 급속 충전기 보급대수 추이

▸ 작년까지 9개 모델이었던 전기차가 2019년에는 최대 17개 모델까지 늘어나고, 대형 세단차량이나 스포츠유틸리티차량(SUV), 스포츠카 등으로 다양해져 소비자의 선택폭이 넓어질 것이기 때문에 보조금 감액에도 불구하고 판매대수가 급증할 것이라는 판단

▸ 환경부가 2018년 9월 진행한 ‘친환경차 국민인식조사’ 결과에 따르면 전기차 이용 경험이 없는 시민들도 75%가 조건에 따라 구매를 검토 중인 것으로 나타났으며, 이런 근거를 토대로 환경부는 2022년까지 전기차 누적 35만대 보급을 목표로 하고 있음

◾ 국내 전기차 판매대수 증가율이 2017년부터 J-커브를 그리고 있기는 하지만, 전체 자동차 시장에서 전기차가 차지하는 시장점유율은 다른 나라에 비해 아직 낮은 편

▸ 국제에너지기구(IEA)가 발표한 ‘Global EV Outlook 2018’ 보고서에 따르면, 2017년에 전기차가 가장 많이 판매된 나라는 중국으로 57만 9천 대의 전기차가 판매되었으며, 2017년까지 누적 보급대수 기준으로도 중국은 약 123만 대로 세계 1위를 기록

▸ 그 다음 많이 판매된 국가는 미국으로 2017년에 약 20만 대가 판매되었으며, 미국의 2017년 기준 누적 전기차 보급대수는 약 76만대임

▸ 2017년 기준으로 전체 자동차 시장에서 전기차가 차지하는 비중을 보면, 점유율이 가장 높은 국가는 노르웨이로 무려 39.2%를 기록하고 있으며, 2위를 아이슬란드로 11.7%

▸ 중국은 2.2%로 세계 4위이며, 주요 선진국들을 보면 독일 1.6%, 미국 1.2%, 일본 1.0%로 대략 1% 이상의 점유율을 보이고 있음

▸ 우리나라의 경우 2017년 말 기준으로 차량 등록대수는 2,253만 대이므로 전기차의 시장점유율은 0.1% 수준이며, 2018년을 기준으로 추정해도 대략 0.2% 수준으로 주요 선진국들에 비하면 아직 낮은 수준이라 할 수 있음

[표 2] 2017 주요 국가 전기차 시장점유율 비교

◾ 전기차 보급률을 결정하는 요인들은 다양하고 국가별 특성도 있지만, 우리나라의 전기차 시장점유율이 낮은 현실적 이유로는 ‘충전의 어려움’이 꼽히고 있음

▸ [표 1]에서 보듯, 정부는 전기차 보급사업과 함께 공공 급속충전기 설치도 병행해 오고 있으며, 2018년 9월 현재 전국에 약 1,700 기가 설치되어 있음

▸ 정부가 2022년까지 누적 35만 대 보급을 목표로 하고 있기 때문에 향후 수년 간 공공 급속충전기 설치도 비례해 늘어날 것으로 전망되긴 하지만, 이는 어디까지나 공공 인프라이기 때문에 충전의 편의성을 높이려면 주거지 인근에 충전소 설치가 필요함

▸ 전 국민의 70% 이상이 아파트에 거주하는 우리나라는 아파트 주차장에 충전기를 설치하는 것이 가장 효과적인데, 현재 한국전력은 전기차를 보유하거나 보유 예정인 주민이 있는 아파트를 대상으로 무료로 충전소를 설치해주는 사업을 실시하고 있음

▸ 아파트형 충전소는 보통 아파트 주차면 중 일부를 전기차 전용 주차면 겸 충전소로 할당하여 설치하게 되는데, 한전이 임의로 설치하는 것은 아니고 ‘요건’이 충족되어야 함

▸ 요건이란 충전소 설치에 대해 입주자대표회의나 관리소장의 동의를 받아야 한다는 것이며, 입주자대표회의가 없을 경우 전체 입주자 3분의 2 이상의 동의를 얻어야 함

▸ 그런데 이 동의서를 받는 것이 결코 간단한 것이 아니어서, 주차장 면수가 부족한 아파트일수록 소수의 전기차 소유자들을 위해 주차면을 할당하는 일에 부정적인 경우가 많음

▸ 게다가 작년 9월 ‘충전방해금지법’이 발표되어, 전기자동차 충전구역 내에 일반 자동차가 주차를 하거나 물건을 쌓아 놓은 경우 충전을 방해한 것으로 간주해 과태료가 부과됨에 따라, 아파트 입주민들의 충전소 반대 입장이 보다 강화되는 경향도 나타나고 있음

▸ 이 때문에 전기차 구매 계약까지 했다가 입주자대표회의 동의를 얻지 못해 구매계약을 철회하는 경우도 적지 않은데, 주거지 근처에서 간편하게 충전하기가 어렵다는 점은 전기차의 시장점유율을 늘리는 데 상당한 걸림돌이 되고 있음

◾ 전기차의 충전 이슈는 자동차 운용의 편의성과 직결될 뿐 아니라, 배터리와 전기차의 무게, 전기차의 가격 등에도 영향을 미치기 때문에 전기차 보급 촉진에 중요한 요인이 됨

▸ 전기차의 충전은 자동차의 연료 주입과는 다른데, 전기차 충전소를 현재의 주유소만큼 곳곳에 설치한다고 해도 완전히 해결되지 않는다는 데 주목할 필요가 있음

▸ 전기차 충전은 여러모로 스마트폰의 충전과 상당히 유사한데, 우선 배터리가 바닥나면 아무리 급속충전을 한다고 해도 1시간 가까이 기다려야 하며, 급속 충전을 할 수 있는 곳을 아무리 많이 늘린다고 해도 자동차 주유처럼 몇 분 안에 끝낼 수는 없음

▸ 전기차 충전 장소가 많지 않고 충전하는데 시간이 오래 걸리다 보니 한 번의 충전으로 최대한 먼 거리를 주행할 수 있게 하기 위해 배터리 용량이 증가하는 경향도 나타나고 있는데, 이는 오히려 충전의 편의성을 더욱 떨어뜨리는 악순환을 낳는 원인이 되기도 함

▸ 전기차 배터리 용량이 커지면 가정용 교류전원을 이용한 출력 3kW의 충전으로는 밤새해도 완전 충전을 할 수 없으며, 50kW 출력으로 급속 충전을 해도 30분 이상이 걸리게 됨

▸ 결국 급속충전으로만 충전하는 경향이 나타날 텐데, 스마트폰과 마찬가지로 급속 충전은 전기차의 배터리 수명을 단축시키는 원인이 됨

▸ 또한 배터리 용량 증가는 전기차 가격의 인상으로 이어지며, 차량 전체의 무게를 증가시켜 연비에도 좋지 않은 영향을 주게 됨

▸ 충전과 관련해서는 급속 충전의 규격이 국가별, 전기자 제조업체별로 다른 표준화의 문제도 있지만, 표준화는 차치하고라도 우선은 전기차 소유주가 집 근처에서 충전하기가 쉽지 않고, 급속 충전을 하더라도 30분 이상 기다려야 한다는 문제를 해결할 필요가 있음

◾ 전기차 충전 문제 해결을 위한 시도는 다각도로 전개되고 있는데, 우리나라에서는 최근 아파트형 거주형태에 적합한 ‘이동형 충전기’ 보급사업이 시작되었음

▸ 이동형 충전기는 기존 아파트에서 주차장의 일부 주차면을 전기차 충전기 설치 장소로 할당하는 것이 현실적으로 쉽지 않은 문제를 해결하기 위한 대안이 될 수 있음

▸ 이동형 충전기의 기본 컨셉은 전기차용 주차면을 할당하는 것이 아니라 전기차 충전 요금을 별도 과금할 수 있는 콘센트를 할당하는 것임

▸ 아파트 주차장 곳곳에는 콘센트가 설치되어 있는데, 이동형 충전기 사업자에게 요청하면 이 콘센트들을 ‘모자분리’ 해주는데, 모자분리란 전기료를 별도 산정하기 위해 하는 작업임

▸ 모자분리된 콘센트 옆에는 RFID 태그가 부착되는데, 전기차 소유주는 사용자 식별 모듈이 내장된 충전 케이블을 RFID에 갖다 댄 후 충전을 하면 됨

▸ 해당 콘센트에서 발생한 전체 전기요금은 이동형 충전기 사업자가 한전에 먼저 납부하게 되고, 사업자는 충전 사용자별로 전기 이용량에 따른 요금을 청구하는 받게 됨

▸ 주차장 내 최대한 많은 콘센트를 모자분리 할 수 있게 된다면 이동형 충전기의 장점은 명확한데, 전기차 전용으로 주차면을 할당할 필요가 없어 입주민들 설득이 쉬워지며, 전기요금이 별도 산정되기 때문에 입주민들이 전기차 요금을 같이 낸다는 오해도 불식시킬 수 있음

▸ 그러나 이동형 충전기가 완벽한 해결책은 아닌데, 모자분리를 하기 위해서도 입주자대표회의나 관리소장의 동의가 필요한 것은 마찬가지이며, 모자분리가 가능한 고압전기실이 있는 아파트나 대형건물에서만 가능하다는 제약도 있음

▸ 무엇보다 가장 큰 번거로움은 가정용 교류전원을 이용한 충전이기 때문에 충전 효율이 좋지 않아 케이블을 밤새 꽂아 두어도 별로 만족스럽지 못하다는 것임

▸ 이동형 충전기는 혁신적이거나 미래형 충전 기술이라 보기는 어려우며, 아파트 주차장에 충전기 설치하는 것이 현실적으로 매우 어려운 일이 되고 있는 우리나라에서 일반차와 전기차 소유자간 갈등을 없앨 수 있는 수단으로서 의미가 크다고 볼 수 있음

▸ 참고로 현재 국내 ‘500 세대 이상 신축’ 아파트의 경우 전체 주차면수의 50분의 1에 해당하는 개수 이상의 이동형 충전용 콘센트를 설치하도록 의무화되어 있음

◾ 세계적으로 전기차의 새로운 충전 방식으로 현재 실용화 논의가 활발한 것은 ‘무선전력전송(Wireless Power Transfer, WPT)' 기술임

▸ 무선전력전송(WPT) 기술 역시 전기차와 스마트폰의 유사성을 보여주는데, 기본적으로 스마트폰 무선 충전기술을 전기차의 충전에 응용하려는 시도임

▸ WPT의 작동방식을 보면, 우선 노면에 송전 코일을 매립하고, 이 코일에서 차체의 밑부분에 설치된 수전 코일에 전자유도 응용기술인 ’자기공명결합방식‘으로 전력을 공급하게 한 다음, 이 전력을 전기차의 배터리로 보내 충전하는 순서임

▸ WPT의 가장 이상적인 구현형태는 송전 시스템을 모든 주차면 바닥에 매립하는 것으로, 이렇게 되면 주차를 하는 시간 동안 충전이 가능하게 되므로, 현재처럼 이용자가 충전을 위해 케이블을 연결하는 번거로움이 사라지게 됨

▸ 무엇보다 주차장 전체가 곧 충전소가 되기 때문에 충전소를 크게 늘릴 수 있는 효과를 달성할 수 있고, 충전이 수시로 이루어지게 되므로 배터리 용량을 지금처럼 크게 할 필요가 줄어들어 차체 무게 감소와 전기차 가격 인하에도 도움을 줄 수 있음

▸ 전기차 충전의 어려움이 배터리의 용량 증대, 차체 가격 인상, 전기차에 대한 불만으로 이어지는 악순환 대신, WPT의 편의성은 배터리 용량 감속, 차제 가격 인하, 전기차 선호도로 이어져 전기차 보급을 선순환을 이끌어 낼 수 있게 되는 것임

◾ WPT는 이미 많은 자동차 관련 기업들이 연구해오고 있는데, 미국의 ‘와이트리시티(WiTricity)'와 ’퀄컴(Qualcomm)'이 각각 진영을 구축하여 상용화 경쟁을 벌이고 있음

▸ 와이트리시티는 MIT의 연구 프로젝트가 기업으로 발전한 케이스로 진동 자기장 기반의 공명유도결합을 사용하여 무선 전력 전송 장치를 제조하는 엔지니어링 기업이며, 퀄컴은 전자유도의 기술을 개량하여 자계공명결합방식에 의한 WPT 기술을 개발하고 있음

▸ 현재 양사 WPT 기술의 주된 차이는 송수전 코일의 형상인데, 와이트리시티가 동심원 모양의 ‘서큘러 코일(Circular Coil)'을 이용하는 반면, 퀄컴은 루프가 2개 있는 ’Double D(DD)‘라 불리는 형상의 코일을 이용하고 있음

▸ 와이트리시티 진영에는 도요타, 닛산, 혼다 등 주로 일본의 자동차 업계가 참여하고 있으며 우리나라 현대자동차도 2018년 4월 라이선스 계약을 체결하였음

▸ 퀄컴 진영에는 리카르도, 리어 등 2016년까지 주로 영국과 미국 업체들의 참여가 활발했으나, 2017년 이후에는 한 건의 라이선스 계약만 체결하는 등 최근 다소 주춤함 모양새

▸ WPT의 국제 표준화는 자동차 관련 기술 표준화 단체인 미국 자동차엔지니어협회(SAE)에서 진행 중인데, WPT 표준인 ‘SAE J2954’의 표준화 작업은 2019년 완료를 목표로 하고 있어 올해 연말을 전후에 WPT 시스템을 탑재한 전기차 출시 러시가 시작될 것으로 보임

▸ 시장조사기관 와테크 에이전시(WhaTech Agency)는 전세계 무선 전기차 충전시장이 2020년부터 2025년까지 연평균 118%씩 급성장할 것으로 전망하고 있음

◾ 물론 WPT도 몇 가지 기술적 과제가 있는데, 시내 주행만 놓고 본다면 WPT로 충전 문제를 상당부분 해소할 수 있으나 장거리 주행일 경우는 아직 미흡하며, 전자파 유해 이슈도 있음

▸ WPT는 기본적으로 케이블 충전에 비해 충전효율이 떨어지는 것이 단점인데, 스마트폰의 무선 충전에서 보듯 코일의 위치가 잘 맞지 않으면 하지 않느니만 못할 수도 있음

▸ 전기차에서도 무선 충전 효율을 높이려면 노면 밑의 송전 코일과 전기차의 수전 코일 위치가 잘 맞아야 하는데, 주차지원시스템의 도움을 받거나 자율주행차가 정확한 위치에 주차해주기 전까지는 운전자의 주차 스킬에 따라 충전 효율에 차이가 발생할 수 있음

▸ 반대로 생각하면, 무선 충전이 제대로 되려면 코일이 매립된 위치 위에 정확히 주차해야 한다는 점을 주지시킴으로써 간접적으로 주차 문화가 개선되는 효과도 기대할 수 있음

▸ 충전 효율을 높이기 위한 기술도 개발 중이며 대표적인 것이 ‘양방향 WPT'인데, 전기차 측에도 'DC-DC 컨버터'를 추가하여 지면 쪽의 DC-DC 컨버터와 함께 최적 제어함으로써 양 코일 사이의 거리가 떨어져 있어도 전송 효율이 낮아지지 않게 하는 기술임

▸ 양방향 WPT는 충전 효율을 높이는 장점이 있기는 하나, 전기차 쪽에 DC-DC 컨버터를 추가해야 하고 전기차의 코일도 대형화해야 하기 때문에 자체가 무거워지는 단점이 있어 그 동안 자동차 업계에서는 채택을 꺼려하는 경향이 있었음

▸ 그러나 최근 들어 전기차 배터리에 충전된 전력을 집으로 보내는 V2H(Vehicle to Home)이나, 그리드에 보내는 V2G(Vehicle to Grid) 기술이 등장해, 차체 무게 증가의 문제를 상쇄하고 남을 만큼의 이점을 얻을 수 있게 됨에 따라 다시 관심을 보이는 업체가 늘어나고 있음

▸ 낮은 충전 효율은 시내 주차장 대부분에 WPT 시스템이 갖춰지고 이용자가 시내 주행만 한다면 문제될 것이 없으나 장거리 주행에서는 불안 요인이 될 수 있으며, 따라서 WPT 시스템을 채택한 전기차라도 배터리 용량을 마음 놓고 크게 줄이기 어려운 한계가 있음

▸ 한편 무선충전 기술의 전자계 누출은 출력이 낮아지는 문제와 함께 인체 유해성 이슈도 불러일으킬 수밖에 없는데, 현재 진행 중인 WPT 표준화 작업에서도 ‘WPT 시스템의 누설 전자파 강도와 안전성 확보에 대한 지침’이 중요하게 다뤄지고 있음

◾ WPT에서 한걸음 더 나아가는 기술은 주차중일 때뿐만 아니라 도로에서 주행하는 도중에 필요한 전력을 얻을 수 있게 하는 것으로 ‘다이내믹 무선전력전송(Dynamic WPT)'이라 부름

▸ 다이내믹 WPT의 기본 컨셉은 일반 도로 또는 주요 고속도로에 WPT를 이용한 송수전 시스템을 부설하자는 것인데, 크게 도로 주행 중 신호로 인해 정차하게 되는 동안 충전하는 방식과 말 그대로 달리면서 전기를 공급받는 방식으로 나눠볼 수 있음

▸ 주행 중 정차하는 동안 충전하자는 아이디어는 전체 주행시간의 25%는 신호등 앞에 서 있는 시간이라는 사실에 착목한 것인데, 도쿄대학 연구팀이 한 간선도로의 215km 구간을 관찰한 결과 신호등 정지선에서 뒤쪽으로 30m 구간에 서 있는 시간이 총 운행시간의 25%였음

▸ 관찰 결과에 따라 연구팀은 신호 정지선 뒤쪽으로 30m 구간에만 도로 밑에 WPT 시스템을 부설하고 그 위에 정차하는 전기차에 송전할 경우를 시뮬레이션 하였음

▸ 그 결과 간선도로 215km 구간을 주행하는 전기차의 배터리 충전상태에는 조금밖에 변하지 않았고, 자동차 배터리의 전원을 거의 사용하지 않고도 주행이 가능한 것으로 나타났음

▸ 신호에 잘 걸리지 않은 차량의 경우는 상대적으로 배터리가 더 소모되었고, 반대로 자주 신호에 걸린 경우는 배터리 잔량이 늘어나기도 했는데, 그 차이는 최대 4.09kWh 정도였음

▸ 이 아이디어는 이미 상용화되어 있기도 한데, 미국 텍사스에서 전기 버스 운행서비스를 제공하고 있는 'Metro McAllen(메트로 맥앨런)‘은 2015년부터 버스가 정류장에 정차하는 동안 급속 충전하는 시스템을 도입해 배터리 용량보다 훨씬 긴 거리 구간을 운행하고 있음

▸ 이처럼 주행 중 급속 충전을 위한 WPT 시스템 및 전기차 개발 시도가 여러 나라에서 전개 중인데, 송전쪽(노면쪽) 시스템을 가능한 단순하게 하여 부설 비용을 절감하는 것이 관건이라고 하며, 비용은 의외로 낮을 것으로 추정되고 있음

◾ 주행 중 정차하는 동안 충전하는 것에서 더 나아가 도로 위를 달리면서 충전을 받을 수 있는 궁극의 다이내믹 WPT 기술 개발도 진행 중에 있음

▸ 신호가 없는 고속도로에서 전기차의 주행 중 급전 충전이 가능하다는 것을 증명한 업체도 있는데, 퀄컴은 2017년에 자체 제작 시스템을 통해 길이 100m의 실험 도로에서 최대 20kW의 급속 충전을 받아 시속 100km로 달리는 실험을 성공시킨 바 있음

▸ 이런 방식은 ‘도로 충전(Road Charging)'이라 불리는데, 마치 현재의 버스전용차선처럼 전기차 충전 전용차선을 두어 전기차들이 도로를 달리며 충전이 되는 것을 비전으로 하고 있음

▸ WPT의 단점 중 하나라 송수전 코일의 위치가 정확해야 충전이 양호하다는 점을 감안하면 다이내믹 WPT의 충전효율은 운전자에 따라 편차가 클 것으로 추측해 볼 수 있지만, 이런 문제는 미래의 전기차가 자율주행차가 된다면 해결될 수 있을 것임

▸ 한편 주행 중 급속 충전이 반드시 무선일 필요는 없는데, 전철이나 트롤리(트램) 같이 유선으로 전력을 공급받아 주행하는 방식을 전기차에도 구현하려는 시도가 있음

▸ 혼다자동차는 고속도로 일부 구간의 가드레일에 전력을 공급하는 트롤리선(접촉선)을 두자는 제안을 하고 있는데, 전기차에는 집전을 위한 로봇 팔(arm)을 두어 전기를 받을 때만 팔을 밖으로 뻗어 트롤리선에 접촉하면서 달리게 하자는 것임

▸ 이 방식은 유선 공급이기 때문에 WPT에 비해 초고출력 전원 공급이 가능한 것이 장점인데, 시속 150km로 달리는 자동차에 450kWh를 급속 충전할 수 있음이 확인되었음

▸ 즉 단시간에 많은 전력량을 공급받을 수 있기 트롤리선을 부설하는 구간도 단축시킬 수 있는데, 시속 100km로 주행하는 승용차라면 전체 주행 구간의 5% 구간에서 충전을 받으면 됨

◾ 주행 중 충전이 가능한 다이내믹 WPT가 구현된 전기차는 현재의 전기차와는 전혀 다른 모습이 될 것인데, 이런 면에서 전기차의 미래를 결정짓는 것은 새롭고 혁신적인 충전기술이 될 것임

▸ 다이내믹 WPT와 도로 위 충전이 구현된다면 사실상 언제 어디서나 충전이 가능한 환경이 되므로, 전기차에 탑재하는 배터리는 최소화할 수 있고 주행거리는 거의 무제한이 될 것이며, 차체가 가벼워지니 차량 가격과 충전 요금도 낮아질 것임

▸ 아파트 주차장에 충전기 설치를 위해 입주민의 동의서를 받으러 다니며 황당함을 느껴야 하는 현재의 다이내믹 WPT가 구현되었을 때의 모습을 비교해 보면 전기차 보급에서 가장 중요한 것이 무엇인지는 자명함

▸ 현재 전기차 충전 인프라 구축 계획은 급속 충전기의 설치 대수 증가에 초점이 맞춰져 있지만, 급속으로 충전해도 최소 30분 이상, 일반 충전일 경우 밤새 충전해야 하는 전기차의 특성상 설사 충전소가 현재의 주유소 수만큼 늘어난다 해도 편의성 문제는 여전히 남을 것임

▸ 전기차, 자율주행차, 수소차 등 새로운 모빌리티에 대한 논의가 본격화되고 있지만, 지금까지의 충전 방식에서 벗어나 새로운 방향을 모색해 가지 않는다면 전기자동차와 새로운 모빌리티의 미래는 어쩌면 오지 못할 수도 있음

▸ 이런 면에서 전기차의 미래를 결정짓는 것은 새로운 충전 인프라가 될 것이며, WPT이든 다이내믹 WPT이든, 태양광 패널을 덮개로 하는 차량이든 혹은 또 다른 무엇이든, 혁신적인 충전기술과 이 기술을 탑재한 전기차의 개발이 향후 전기차 시장 경쟁의 화두가 것임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1850호(2018. 6. 13. 발행)에 기고한 원고입니다.

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모빌아이 최신 칩 ‘EyeQ4’, 중국 전기자동차에 최초로 탑재.pdf

◾ 자동차 이미지 처리 칩 개발업체인 모빌아이(Mobileye)의 최신 칩 ‘EyeQ4’가 중국의 전기자동차 벤처기업 NIO의 ES8 모델에 세계 최초로 탑재되었음

▸ 모빌아이는 2017년말 현재 전세계 27개 자동차 업체 313개 차종에 이미지 처리 칩 ‘EyeQ’ 시리즈를 공급하고 있는데, 이전 모델인 ‘EyeQ3’까지는 유럽의 자동차 제조업체에 ‘세계 최초 채택’이라는 수식어를 안겨주었음

▸ 제 4 세대 모델인 EyeQ4에서 관행이 깨진 것인데, 전세계 자동차 시장에서 중국의 위상 변화를 보여주는 상징적 사건이라는 평가가 나오고 있음

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1844호(2018. 5. 2. 발행)에 기고한 원고입니다.

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도로를 달릴 수 있는 전기 항공기, 하늘을 날 수 있는 전기 자동차.pdf

ž 항공기 제조업체인 프랑스의 ‘에어버스(Airbus)’는 전기 추진력으로 비행하는 ‘전기 항공기’의 연구 개발 프로젝트에 수억 유로를 투자 중이라고 밝힘

Ø 에어버스는 지금까지 일부 전기 항공기에 대한 R&D 프로젝트를 진행 중이라고만 밝혀 왔으며, 투자액의 규모를 밝히기는 이번이 처음임

Ø 전기 추진 시스템은 터보 팬 엔진과 같이 열기관을 이용한 기존의 추진 시스템에 비해 온실가스 감축과 연비 향상, 소음 감소, 구조의 단순화에 따른 유지 보수 부담 경감 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있음

Ø 이러한 장점 외에도 전동화를 위해 필수적인 모터와 모터를 제어하는 ​​인버터, 그 전력원이 되는 배터리의 성능이 크게 향상되면서, 항공기 산업 분야에서는 현재 전기 항공기의 연구 개발이 한창 진행 중에 있음

Ø 그 중에서도 특히 에어버스는 소형 기기에서 대형 기기에 이르기까지 다양한 타입의 기체에서 전동화를 진행하고 있는데, 그룹 소속의 기업뿐 아니라 외부 기업과도 협력하면서 전동화를 추진하고 있음

ž 에어버스가 연구에 골몰하고 있는 전동 소형 비행기는 여러 개의 회전 날개(로터)를 갖춘 ‘수직 이착륙(VTOL, Vertical Takeoff Vertical Landing)’ 기기임

Ø 에어버스에는 현재 ‘시티에어버스(CityAirbus)’, ‘바하나(Vahana)’, 그리고 ‘팝.업(Pop.Up)’의 3개 VTOL 프로젝트가 있음

Ø 이 중 시티에어버스(CityAirbus)는 에어버스 그룹 소속인 ‘에어버스 헬리콥터(Airbus Helicopters)’가 중심이 되어 연구 개발을 진행하고 있음

Ø 시티에어버스의 폼팩터는 간단 쿼드콥터형 드론을 확대한 것으로, 현재 시제품을 개발 중이며, 2018 년 말에 시험 비행을 실시할 예정임

Ø 바하나(Vahana)는 틸트형의 회전 날개(로터)를 갖춘 VTOL 기기로, 이러한 폼팩터의 특징은 큰 양력과 추진력을 얻기 쉽다는 것임

Ø 이륙시에는 로터 부분을 지상과 수평이 되게 하여(로터의 회전축이 수직이 됨) 지상을 향해 바람을 불어 보내 양력을 얻고, 공중 부상 후에는 로터가 지면에 대해 경사지게(틸트) 회전시킴으로써 수평 방향의 추진력을 얻어 목적지까지 비행하게 함

Ø 바하나의 연구 개발은 실리콘밸리에 있는 에어버스의 R&D 조직 ‘A³(에이 큐브)’에서 진행 중이며, 틸트형 로터는 아니지만 실제와 같은 크기(1:1 크기)의 시험 제작 기기로 올해 1월 비행 시험을 했는데, 약 5m의 높이에서 53초 동안 비행했다고 함

Ø 연구 개발에 참여하고 있는 연구원들은 바하나 프로젝트 진행 상황을 공식 블로그에 세세하게 게재하고 있는데, 이 블로그를 통해 에어버스가 틸트형 기기뿐 아니라 무인 비행을 가능하게 하는 자율비행 기술의 연구 개발에도 적극적으로 임하고 있음을 알 수 있음

ž 실용화를 염두에 두고 실증 실험을 진행하는 VTOL 기기가 시티에어버스와 바하나라면, 팝.업(Pop.Up)은 아직까지 컨셉 모델 단계에 있음

Ø 팝.업의 외형은 캡슐형의 2인승 캐빈으로, 비행할 경우는 쿼드콥터형의 ‘에어 모듈’에 캐빈을 합체시키며, 땅에서 주행하는 경우는 ‘그라운드 모듈’에 합체시켜 전기 자동차로 이용할 수 있게 하였음

Ø 팝.업이 최초로 개발된 것은 2017년 제네바 모터쇼로, 에어버스는 폴크스바겐 그룹 소속 이탈리아의 디자인 기업인 이탈디자인(Italdesign)과 공동으로 개발을 진행하고 있음

Ø 2018년 제네바 모터쇼에서는 차기 컨셉 기기인 ‘팝.업 넥스트(Pop.Up Next)’를 선보였는데, 이탈디자인뿐만 아니라 폴크스바겐 그룹 소속인 아우디가 전지 및 자율운전 기술 관련 협업을 했다고 함

<자료> Airbus 

[동영상] 에어버스의 ‘팝.업 넥스트’

ž 에어버스는 소형 VTOL 기기 외에도 ‘E-쓰러스트(E-Thrust)’ 같이 열기관과 전기로 추진하는 ‘하이브리드’ 대형 여객기의 실현을 위한 연구 개발도 진행하고 있음

Ø 에어버스는 우선 완전히 전기로 움직이는 소형 실증 기기 ‘E-팬(E-Fan)’ 시리즈 연구를 시작했으며, 이를 고출력화 한 중간 크기의 실증 기기 ‘E-Fan X’를 독일 지멘스 및 영국 롤스로이스 홀딩스와 협업으로 개발 중인데, 2020년에 첫 비행을 목표로 하고 있음

Ø E-Fan X는 100명 내외가 탑승 할 수 있는 기존의 로컬 운행 기기 ‘BAe 146’ 모델을 바탕으로 하며, 4개의 터보 팬 엔진 중 1 개를 출력 2MW의 모터로 대체하였음

ž 에어버스 등 대형 항공사가 소형 및 중형 전기 항공기 연구개발에 박차를 가함에 따라 향후 하늘을 나는 자동차를 개발하려는 기업들과 경쟁이 볼 만할 것으로 기대

Ø 에어버스의 VTOL 기기 중 관심을 모으는 것은 컨셉 모델인 ‘팝.업 넥스트’인데, 그라운드 모듈과 합체하여 도로를 주행하는 전기차로도 이용할 수 있기 때문

Ø 흥미로운 것은 전기차를 개발하고 있는 대기업 및 스타트업 중에 ‘비행 자동차’를 개발하고 있는 곳들이 있고, 따라서 이종 산업간 융합에 따른 경쟁이 벌어지게 되었기 때문

Ø 파나소닉과 NEC는 최근 전동 승용 비행기를 개발에 대한 지원 및 협력 계획을 각각 발표했는데, 지원 대상이 되는 협력 업체는 2020년 ‘비행 자동차’의 실현을 목표로 개발에 나서고 있는 ‘카티베이터(CARTIVATOR)’임

Ø 카티베이터는 도요타 자동차의 젊은 엔지니어들을 리더로 100명의 유명 개발자를 모아 진행중인 개발 프로젝트로, 2020년 도쿄 올림픽 성화대에 점화할 비행 자동차를 개발하고, 2030년에 세계 최소형 비행 자동차를 상용화한다는 로드맵을 가지고 있음

Ø 네덜란드의 스타트업 ‘PAL-V 인터내셔널’은 도로 위뿐 아니라 공중으로 이동할 수 있는 비행 자동차의 세계 최초 상용화를 목표로 뛰고 있는 기업 중 선두 주자임

Ø 이 기업은 2인승 비행 자동차 ‘PAL-V 리버티(Liberty)’를 2019년에 세계 최초로 상용화 할 예정인데, 올해 제네바 모터쇼에서 실제 모습을 처음으로 공개한 바 있음

Ø PAL-V 리버티는 지상을 주행하는 ‘드라이브 모드’와 공중을 이동하는 ‘비행 모드’를 갖추고 있는데, 비행 모드는 ‘오토 자이로(자이로콥터)’로 움직이게 됨

Ø 오토 자이로는 헬리콥터처럼 회전 날개(로터)를 갖고 있지만 그 구조는 다른데, 헬리콥터가 엔진에서 직접 로터를 회전시키는 반면, 자이로 플레인의 경우 별도로 갖춘 프로펠러로 전진시키고, 그 전진에 의해 생기는 기류를 로터로 받아 회전시키는 방식임

Ø 2020년을 전후해 지공 혹은 공지 양용의 전기 비행기나 전기 자동차들이 모습을 드러내면서 새로운 이동기기 시장이 만들어질 것으로 보이며, 자동차 산업과 항공 산업 간 새로운 차원의 경쟁과 협업이 뜨겁게 벌어질 것으로 예상됨

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1810호(2017. 8. 23. 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

테슬라의 저가 자율주행 전기차 &lsquo;모델3&rsquo;, 새로운 자동차 시대 개막.pdf

[ 요 약 ]

[ 본 문 ]

ž 테슬라(Tesla)가 7월부터 차량 인도를 시작한 ‘모델3(Model 3)’는 보급형 전기차라는 점과 함께 완전 자율운전 차량을 지향한다는 점에서 주목을 받고 있음

Ø 모델3는 일론 머스크 CEO가 테슬라의 모든 것을 쏟아 부었다고 말한 ‘대중형 전기차’로, 지속가능한 에너지로 전환이라는 일론 머스크의 포부를 지지한 50만 명의 사람들이 1년여 전 머스크의 약속만 믿고 예약금을 납부하여 출시 전부터 유명세를 탄 바 있음

Ø 테슬라의 기존 전기차 모델 라인업이 최소 9만 5천 달러여서 사실상 부유층만 구매 가능했다면, 모델3는 일반 자동차 가격과 비슷한 수준이기 때문에 전기차의 대중화에 결정적 기폭제가 될 것으로 기대를 모아 왔음

Ø 모델3의 기본형인 스탠더드 버전의 가격은 테슬라가 지금껏 약속했던 대로 3만 달러 대인 3만 5천 달러이고 장거리 운행용인 롱레인지 버전도 4만 5천 달러인데, 미국 정부의 보조금을 받을 수 있기 때문에 실제 비용은 5천 달러 이상 더 낮아 짐

Ø 스탠더드 모델은 완전 충전 시 350km를 달릴 수 있고 제로백은 6초 미만에 최고 속도 시속210km이며, 롱레인지 모델은 500km 주행이 가능하고 제로백은 5초 초반에 최고 속도 시속 225km여서 일반 자동차를 대체하기에 충분한 성능을 제공하고 있음

Ø 게다가 모델3는 ‘향상된 자동운전 지원 기능(Enhanced Autopilot)’을 제공하고 있는데, 이 기능은 자율운전 기능으로 업그레이드 될 수 있어 모델3가 대중적 성공을 거두게 된다면 단순히 전기차 보급 확대 차원을 넘어서는 사회적 영향력을 가져올 것으로 보임

ž 모델3는 자율운전에 필요한 하드웨어 장비를 탑재하고 있으며, 소프트웨어를 업데이트 하는 것 만으로 완전 자율운전차량(레벨 5)이 될 수 있다고 함

Ø 테슬라는 ‘완전한 자율운전 기능(Full Self-Driving Capability)’의 제공을 강조하고 있으며, 이를 위해 모델S의 최신 라인업과 모델3에 필요한 장비를 탑재했는데, 센서로 자동차 주위에 8대의 카메라와 초음파 센서 12개, 자동차 전면에 레이더 1개를 장착하고 있음

Ø 테슬라는 레이저 센서인 라이더(Lidar)는 사용하지 않기 때문에 카메라가 자동차의 눈이 되며, 센서 데이터들은 차량용 슈퍼 컴퓨터인 ‘엔비디아 드라이브(Nvidia Drive) PX2’로 처리됨

Ø 자율운전 기능은 ‘향상된 오토파일럿’ 기능 위에 구축되는데, 자율운전을 희망하는 운전자는 우선 모델3의 기본 차체에 옵션으로 5천 달러를 내고 오토파일럿 기능을 추가해야 하며, 다시 3천 달러를 추가해 자율운전이 가능하도록 소프트웨어를 업그레이드 해야 함

Ø 즉 8천 달러의 추가 요금을 통해 완전한 자율운전차량(레벨 5)을 손에 넣을 수 있게 되는 것인데, 테슬라는 이 기능의 제공 시기에 대해 아직 명확히 밝히고 있지 않으며 현재 완전한 자율운전 기능의 시험을 거듭하고 있는 중이라 말하고 있음

Ø 시기를 정확히 못박을 수 없는 것은 정부로부터 인가가 필요한 사안이고 따라서 자율운전 차량의 운행이 가능한 지역은 연방 정부 혹은 주 정부의 판단으로 결정될 것이기 때문

ž 테슬라는 라이더 센서 없이 저비용으로 자율운전 기능을 구현하고 있는데, 이를 위해 선택한 방식은 인공지능(AI) 역량을 강화해 소프트웨어 중심축을 둔 시스템을 구현하는 것

Ø 자율운전 차량에 탑재되는 여러 종류의 센서 중에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 라이더인데, 라이더는 레이저 광으로 자동차 주위의 보행자나 다른 차량 등 객체를 파악하며, 다양한 조건 속에서도 안정적으로 측정 할 수 있어 가장 필수적인 센서로 받아들여지고 있음

Ø 반면 라이더는 부피가 있고, 가격이 비싸며 해상도가 충분하지 않은 것이 단점인데, 지붕에 장착하면 구급차의 사이렌 불빛을 방불케 해 디자인 측면에서 심각한 문제를 야기하며, 그 자체로 7만 달러 안팎인 부품 가격은 자율운전 차량 대중화에 최대 걸림돌로 지적받고 있음

Ø 라이더를 반도체 칩에 구현하여 소형화 한 제품이 등장하고 있기도 하지만 해상도가 충분하지 않아 아직 자율운전 차량에 탑재되지 못하고 있음

Ø 구글의 자회사인 웨이모(Waymo)는 이 문제를 해결하기 위해 독자적인 기술로 라이더를 개발하고 있는데, 라이더를 소형화하고 해상도를 향상시키되 가격은 기존 상용 제품의 1/10 수준으로 낮춰 자율운전 차량의 대중화를 위한 기술 기반을 닦고 있음

Ø 이와 더불어 웨이모는 ‘비전 시스템(Vision System)’이라 부르는 고성능 카메라도 개발하여 라이더와 함께 사용하고 있는데, 이런 방식은 ‘센서 퓨전(Sensor Fusion)’이라 불리며 자율운전에서는 사실상 표준 기술로 받아들여지고 있음

Ø 개별적으로는 불완전한 센서들이지만 이들을 조합하여 사용하면 전체 시스템에서는 선명한 영상을 얻을 수 있기 때문에, 센서 퓨전은 가장 안정적인 자율운전 구현 방법으로 웨이모 이외에 많은 기업들이 채택하고 있음

Ø 이런 현실에 비추어 보면 테슬라가 라이더 없이 카메라만으로 자율운전 기술을 구현하는 것도 차량 가격을 낮추는 혁신적인 방법이라 할 수 있음

Ø 딥러닝 기술을 바탕으로 카메라와 같은 일상적인 기기를 사용하여 안전한 자율운전 기술을 달성하려는 테슬라의 선택은 하드웨어가 아닌 소프트웨어에 축을 둠으로써 가격의 문제를 해결하려는 것으로, 테슬라 전기차 비즈니스의 성패를 좌우할 승부수라고 할 수 있음

ž 이런 배경 하에 테슬라는 자체 AI 개발 체제를 강화해 왔으며, 독자적인 자율주행 AI 기술인 ‘테슬라 비전(Tesla Vision)’은 테슬라 사업의 성패를 가름할 핵심 기술로 꼽히고 있음

Ø 테슬라의 독자적인 AI 기술은 ‘테슬라 비전’이라 불리는 심층신경망(Deep Neural Network)을 기반으로 구축되는데, 테슬라 비전은 차량에 탑재된 카메라로부터 영상이 입력되면 이를 분석하여 차량 주변의 개체를 파악하게 됨

Ø 기존의 컴퓨터 비전(Computer Vision) 기술을 고도화 한 테슬라 비전은 객체를 빠짐없이 정확하게 확인할 수 있어, 안전성이 최우선으로 요구되는 자동차에 AI가 시각을 담당하는 자율운전 기술의 접목을 가능케 한다고 함

Ø 테슬라는 테슬라 비전을 탑재한 차량의 자율운전 데모 주행을 실시했는데, 테슬라 본사에서 출발해 다운타운을 통과해 다시 본사로 돌아오는 루트의 전 과정을 자율운전으로 주행하였음

Ø 데모 주행에서 테슬라 비전은 카메라 이미지를 분석하고 자동차 주위의 객체와 주행 경로 상의 객체, 차선, 신호등, 도로 표지판 등을 정확히 식별할 수 있음을 보여주었는데, 전문가들은 테슬라 비전의 완성도가 테슬라 자율주행 전기차 사업의 성패를 쥐고 있다고 보고 있음

Ø 이를 인정하듯 테슬라는 AI 개발 체제를 강화하고 있는데, 올해 6월에는 AI와 오토파일럿 부문에서 최고라 평가받고 있는 딥러닝 연구 전문가 안드레이 카패시를 채용하였음

Ø 또한 테슬라는 현재 판매되어 운행 중인 차량이 주행 중에 촬영하는 영상 이미지를 수집하기 시작했는데, 오토파일럿이 실행되는 동안 카메라가 촬영한 영상이 테슬라 클라우드로 전송되면, 테슬라는 수집된 이미지를 이용해 자율운전 기술을 정교화해 나가고 있음

Ø 웨이모는 개발 전용 차량으로 비디오 이미지를 수집할 수 밖에 없지만, 테슬라는 판매된 자동차들이 테스트 차량이 되어 대규모로 데이터를 수집하여 AI에 대한 교육이나 테스트에 활용할 수 있다는 것이 최대 강점임

ž 테슬라가 지향하는 완전 자율운전 차량 기술은 이용자와 차량 간의 인터페이스에도 큰 변화를 가져올 것으로 보임

Ø 모델3는 자동차 키가 별도로 없고 스마트폰이 블루투스로 도어와 통신하며 잠금과 해제를 하기 때문에 이용자가 스마트폰이 있어야만 탑승할 수 있는 구조로 되어 있으며, 다만, 긴급 사태에 대비해 전용 카드(NFC Key Card)가 제공되고 있음

Ø 운전석에는 15인치 디스플레이만 갖추고 있고 여기에서 모든 작업을 지시하는데, 최소한의 장비만 갖추고 점점 더 심플해지는 실내 디자인은 마치 애플의 제품 디자인을 연상시켜며, 자동차가 점차 컴퓨터에 접근하고 있음을 확인시켜주고 있음

Ø 테슬라는 모델3로 자율운전 할 수 있는 장소는 미국의 거의 모든 지역이라 설명하고 있는데, 탑승하여 목적지를 말하면 최적의 경로를 산정하여 그 위치까지 자동으로 주행하며, 목적지를 말하지 않으면 차량이 탑승자의 일정을 참조하여 행선지를 파악함

Ø 목적지에 도착하여 하차하면 자동차는 주차 모드가 되어 자동으로 빈 공간을 찾아 주차를 하며, 다시 차량을 이용하기 위해 스마트폰으로 자동차를 호출하면 자율주행으로 지정한 장소까지 와서 이용자를 맞이함

ž 이런 인터페이스 변화는 필연적으로 차량 소유가 아닌 차량 공유의 개념을 강화하게 되는데, 테슬라는 이미 카 쉐어링을 위한 자동차 네트워크를 개발하고 있음

Ø 지금은 차를 운전해 출근할 경우 퇴근하기 전까지 차량을 어쩔 수 없이 주차장에 주차시켜 놓아야 하며, 부분적으로 자율운전 기능을 구현한 차량이라 하더라도 현행 법률상 반드시 운전자가 탑승해야 주행이 허용되므로 주행 후에는 차량을 놀릴 수밖에 없음

Ø 그러나 완전 자율운전 차량은 탑승자를 목적지로 옮긴 후 그 곳에 계속 머무를 필요가 없으며 스스로 다른 곳으로 이동해 다른 탑승자를 태우는 일을 할 수 있어 상황이 완전히 달라짐

Ø 이런 점 때문에 자율운전 차량은 본질적으로 차량 공유 개념과 밀접하게 연관되어 있으며, 환경운동가들이 차량 감소와 주차 공간 효율화의 유력한 방안으로 자율운전 기술을 지지하고 나서는 이유가 되고 있음

Ø 테슬라는 자율운전 자동차들을 연결하는 네트워크인 ‘테슬라 네트워크(Tesla Network)’를 개발하고 있는데, 자동차가 완전 자율운전 차량이 되면 이를 통해 차량을 공유할 수 있게 될 것이라는 설명

Ø 가령 모델3 소유자는 휴가 기간이나 업무 시간대 등 자동차를 사용하지 않는 동안에 테슬라 네트워크 앱을 통해 이 차량을 다른 이용자에게 대여한다고 허용할 수 있고, 다른 이용자가 자신의 차량을 이용할 경우 임대 소득을 올릴 수 있게 된다는 것임

Ø 공유되는 차량은 자율운전으로 임차인의 위치로 직접 이동할 수 있으므로, 이용자 입장에서도 빌리는 데 전혀 수고가 들지 않는데, 테슬라 네트워크는 자율운전 자동차 시대의 카 쉐어링의 모습을 머리 속에 그릴 수 있게 해주고 있음

ž 카 쉐어링 뿐만 아니라 모델3는 새로운 자동차 시대로의 전환 속도를 대폭 앞당길 것으로 보이며, 자동차 산업 구조조정, 세금, 전력 등 각종 이슈의 활발한 논의를 촉진할 전망

Ø 카메라만으로 자율운전 기술을 개발하는 것은 고가의 라이더에서 벗어나 자율운전 차량을 대중화시킬 수 있는 방안으로 전세계 연구개발팀의 공통된 목표였으며 현재 테슬라가 가장 가까운 위치에 있다고 할 수 있음

Ø 테슬라 역시 아직 완전히 기술을 달성한 것으로 보이지 않지만 시판되고 있는 차량에서 수집한 데이터로 AI 개발을 가속화하고 있기 때문에 예상보다 이른 시점에 자율주행 차량이 대중적으로 보급될 가능성이 보이고 있음

Ø 일론 머스크는 2018년에 50만 대 생산, 2020년에 100만 대 생산을 목표로 하고 있는데, 그의 계획이 실현된다면 모델3는 사회 전반에 커다란 파장과 이슈를 몰고 올 것이 자명함

Ø 모델3의 고객 인도가 시작되며 이미 고급 세단의 판매량이 줄기 시작했는데 BMW 3시리즈와 메르세데스 C클래스의 7월 미국 판매는 각각 40%와 22% 감소했다고 하며, 현재 모든 예약이 실제 주문으로 이어진다면 모델3는 미국에서 가장 많이 팔린 자동차가 될 수도 있음

Ø 이는 전통적인 자동차 산업 생태계에는 엄청난 압박이 될 것이며, 자동차 업체들은 테슬라와 기술 경쟁을 해 승리하거나 테슬라의 사업이 망하길 비는 수밖에 없음

Ø 모델3 생산이 시작되자마자 미국에서는 기존 자동차의 판매 감소에 따른 휘발유세 감소를 보완할 세원으로 차량의 주행거리에 세금을 부과하는 ‘마일리지세’ 논의가 시작됐는데, 마일세는 각종 센서와 통신 장치가 장착돼 주행거리 파악이 쉬운 전기차를 겨냥한 것임

Ø 전기차 대중화로 전력 부족 현상이 초래될 것에 대비한 논의도 시작되고 있는데, 블룸버그에 따르면 세계 전력 소비에서 전기차 충전이 차지하는 비율이 2040년에 8%에 달할 것으로 보임

ž 테슬라의 사업에 현재 많은 위험이 존재하는 것도 사실이지만, 간과하지 말아야 할 것은 테슬라의 비전이 사람들의 마음을 움직이고 있으며 미래는 그렇게 갈 가능성이 크다는 점

Ø 테슬라의 2분기 실적 보고서에 따르면 매출은 약 27억 9천만 달러로 전년 동기의 12억 7천만 달러에 비해 2.2배 증가했으나 영업적자는 약 3억 4천만 달러로 전년 동기의 2억 9천만 달러 적자에 비해 적자 폭이 오히려 커졌음

Ø 적자 폭이 커진 원인은 모델3 개발과 생산 설비 확대 때문인데, 이처럼 취약한 재무구조와 로드스터, 모델S, 모델X 등 지금까지 출시된 차량들이 모두 차량 인도가 6~18개월 이상 지연된 과거 사례를 들어 모델3의 생산계획이 머스크의 바람대로 되지는 않을 것이란 분석이 많았음

Ø 자금 위기를 넘기기 위해 테슬라는 올해 7월 처음으로 15억 달러 규모의 회사채를 발행했는데, 국제 신용평가 기관인 무디스는 테슬라의 채권에 투자적격 등급 보다 6단계 아래로 평가하였고 S&P는 전체 21개 등급 가운데 16등급, 즉 사실상 망해가는 기업으로 평가하였음

Ø 그러나 정크 본드라는 평가와 달리 테슬라는 보통의 회사채들보다도 훨씬 낮은 수익률에 목표를 상회하는 18억 달러를 조달하였으며 2019년까지 현금 유동성을 확보하였음

Ø 전통적인 평가 기준과 달리 투자자들은 테슬라의 비전에 전폭적인 지지를 보내고 있는 것이며, 적자 폭이 늘어나는 것과 무관하게 올해 들어 테슬라의 주가는 70% 이상 급등하였음

Ø 비전이 사람들의 마음을 움직이는 것은 그것이 구체적인 것으로 받아들여질 때인데, 가령 모델3의 출시로 전기차 충전에 의한 전력 부족 문제에 대한 이슈가 제기되면, 태양광 패널업체 솔라시티를 26억 달러에 인수한 테슬라의 결정은 사람들에게 구체적 액션 플랜으로 인정받게 됨

Ø 보급형 자율주행 전기차의 등장과 태양광 패널로 테슬라는 이미 미래를 현실로 보여주었으며, 이는 이제 거스를 수 없는 흐름이 될 가능성이 높기 때문에, 미래를 준비하기 위한 생각과 발걸음의 속도에 더 이상 여유가 없다는 점을 직시할 필요가 있음

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1810호(2017. 8. 23. 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

&lsquo;즉시 배터리 충전&rsquo; 기술 개발, 전기차 급속 확산 계기 전망.pdf

ž 퍼듀 대학의 존 쿠쉬먼 교수는 전기차와 하이브리드 자동차의 배터리를 안전하고 저렴한 가격에 ‘즉시’ 충전할 수 있게 해 주는 기술을 개발했다고 발표

Ø 네덜란드 로테르담에서 개최된 국제 다공질체 학회에서 퍼듀 대학의 대기·행성학 및 수학 교수인 존 쿠쉬먼은 ‘다공성 매체에 대한 비혼화성 유체의 산화 환원 반응 - 무격막 전지 응용’이라는 연구 결과를 발표하였음

Ø 존 쿠쉬먼은 이미 자신의 연구 결과를 바탕으로 한 배터리의 개발 및 상품화를 위해 ‘IF-배터리(battery)’라는 기업을 공동 설립했는데, 즉시 재충전이 가능한 배터리의 개발을 목표로 함

Ø IF-배터리의 제품은 배터리뿐만 아니라 자동차 업계에 큰 변혁을 몰고 올 것으로 보이는데, 주유소에서 간단하게 자동차에 휘발유를 보충하듯 전기차와 하이브리드 자동차의 배터리에 신속한 충전이 가능해지기 때문

Ø 존 쿠쉬먼은 테슬라 같은 전기차의 인기는 믿을 수 없을 정도로 높지만 전기차와 하이브리드 자동차는 여전히 기존 자동차 업계와 소비자를 상대로 힘든 싸움을 강요 당하고 있는데, 최대 과제는 배터리의 충전 시간과 실제 차량 충전에 필요한 인프라가 부족한 점이라고 지적

Ø 수십 초 만에 주유를 하는 기름 자동차와 달리 전기차 운전자는 운전 전에 충분한 시간을 확보할 필요가 있으며, 현재의 전기차 배터리가 채택하고 있는 기술은 전용 충전소가 필요하기 때문에 충전소 확충까지는 많은 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다는 것

ž IF-배터리의 기술은 지하 배관 시스템, 철도화물 운송 시스템, 주유소 등 기존 시설의 활용이 가능해, 상용화 시 충전 인프라 확충에 많은 비용이 들지 않을 것으로 기대됨

Ø 기존 연료 전지는 발전막의 ‘셀’이 중요한 역할을 담당하지만 IF-배터리의 제품은 이러한 막을 필요로 하지 않는 ‘무막 전지’임

Ø 기존 연료 전지는 막 오염 문제가 있어 재충전 횟수에 제한이 생기며 많은 배터리 화제의 원인이 되는데, IF-배터리는 무막 전지이기 때문에 가정에서 이용하는 경우에도 충분히 안전성이 보장돼 전용 충전소를 굳이 찾을 필요가 없는 장점이 있다고 함

Ø 또한 IF-배터리는 운전자가 가솔린 탱크에 연료를 보급하는 것처럼, 전기차나 하이브리드 자동차에 액체 전해질을 보충함으로써 배터리 액을 다시 활성화 할 수 있는 에너지 저장 시스템을 개발 중에 있다고 함

Ø 이 액체 전해질에는 물과 에탄올 또는 메탄올 용액이 사용되며, 사용된 것은 회수 후 태양광 발전이나 풍력 발전 등으로 재충전 되어 몇 번이고 재사용이 가능한데, 무엇보다 이 기술은 지하 배관 시스템이나 주유소 등 기존 시설의 이용이 가능한 것이 최대 강점

Ø 즉시 충전이 가능한 데다, 기존 시스템을 충전 시설로 활용할 수 있기 때문에, IF-배터리의 기술이 상용화된다면, 전기차와 하이브리드 차량의 확산을 앞당길 또 하나의 마일스톤이 될 것으로 기대되고 있음