UAM(Urban Air Mobility) 상용화, 핵심 기술(5G, 인공지능 등)

UAM이란 Urban Air Mobility의 약자로, 도심 속에서 사람과 화물을 지상이 아닌 항공으로 운송하는 모빌리티를 말합니다. UAM은 저소음, 친환경 동력 기반의 수직 이·착륙을 위한 교통시스템으로, ‘플라잉카’, ‘에어택시’, ‘드론택시’라고도 불립니다.

 

UAM 시장은 전세계적으로 급성장할 것으로 예상되고 있습니다. 글로벌 투자은행 모건스탠리는 지난 2020년 74억달러 (약 8조8900억원)였던 세계 UAM 시장이 연평균 30% 성장해 오는 2040년 1조4739억달러 (약 1770조원)에 달할 것으로 내다봤습니다. 국내에서도 정부가 UAM 사업을 향후 주요 미래 혁신사업으로 선정하고, 2025년에 UAM 서비스를 최초로 상용화하겠다고 발표했습니다. 국토부는 에어택시 일일 이용객수가 오는 2025년 29명에서 2030년 8445명, 2035년 14만5953명이 되고, 2040년 시장규모는 13조원이 될 것으로 전망했습니다.

 

그렇다면 UAM 상용화를 위해 어떤 핵심 기술들이 필요하고, 왜 중요한지 알아보겠습니다.

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UAM 상용화: 전기 수직 이착륙 항공기 (eVTOL)의 개발과 인증체계 구축

UAM의 가장 기본적인 요소는 전기 수직 이착륙 항공기 (eVTOL)입니다. eVTOL은 전기 동력을 사용하여 수직으로 이착륙할 수 있는 비행체로, 헬리콥터와 비슷하지만 소음이 적고 배터리 교체가 가능하며 다양한 형태와 크기로 제작될 수 있습니다. eVTOL은 도심 공간에서 안전하고 효율적인 비행을 위해 다수의 프로펠러와 날개를 갖고 있으며, 자율주행 기능을 탑재할 수 있습니다.

 

eVTOL의 개발과 인증체계 구축은 UAM 상용화의 핵심적인 과제입니다. eVTOL은 현재까지 개발된 항공기와는 다른 특성과 요구사항을 갖기 때문에 새로운 기준과 방법론이 필요합니다. 예를 들어, eVTOL은 기체의 안전성, 성능, 내구성, 신뢰성 등을 평가하고 인증하는 과정이 필요합니다. 또한, eVTOL은 기존의 항공기와는 다른 공간과 시간에서 운항하므로, 적절한 항행·교통관리 시스템과 버티포트 (수직 이착륙장) 운영·지원 시스템을 구축해야 합니다.

 

이러한 과제들을 해결하기 위해 국내외에서 다양한 연구·개발 사업이 진행되고 있습니다. 국토교통부는 2025년 UAM 상용화 이후 본격적인 성장기에 대비해 핵심기술을 선제적으로 개발하는 R&D 사업을 추진하고 있습니다. 이번 R&D 사업은 항행·교통관리, 버티포트 운영·지원, 안전 인증 등 3가지 분야의 핵심기술 개발을 위해 2024년부터 2028년까지 총 2천997억원 규모로 구성됐습니다. 또한, 국토부는 8월부터 추진되는 실증사업 (그랜드 챌린지)과 초기 상용화를 위해 현재 추진 중인 UAM 관련 R&D 사업을 연계할 경우 큰 시너지가 날 것으로 기대하고 있습니다.

 

 

UAM의 핵심기술 1: 5G와 인공지능 (AI)의 활용, 안전하고 효율적인 관제와 통신을 위한 초저지연 통신 기술

UAM의 안전하고 효율적인 관제와 통신을 위해서는 초저지연 통신 기술인 5G와 인공지능 (AI)의 활용이 필수적입니다. 5G는 기존의 LTE보다 20배 빠른 데이터 전송 속도와 1/10 수준의 지연시간을 제공하며, 한 번에 많은 기기를 연결할 수 있는 특징을 갖고 있습니다. AI는 빅데이터를 기반으로 학습하고 예측하며, 자동화된 의사결정과 행동을 수행할 수 있는 기술입니다.

 

5G와 AI의 활용은 UAM의 관제와 통신에 다양한 장점을 제공합니다. 예를 들어, 5G는 UAM과 지상교통, 버티포트 등 다양한 요소들과 실시간으로 데이터를 주고받을 수 있게 하며, AI는 이러한 데이터를 분석하고 최적의 운항경로나 비상상황 대응 등을 도와줍니다. 또한, 5G와 AI는 UAM의 자율주행 기능을 강화하고, 승객에게 다양한 서비스를 제공할 수 있습니다.

 

이러한 장점들을 활용하기 위해 국내외에서 다양한 연구·개발 사업이 진행되고 있습니다. 예를 들어, KT는 인공지능 (AI)과 5세대 (5G) 이동통신, 위성, 양자암호 등 역량을 총결집해 2025년 도심항공교통 (UAM)을 상용화한다고 밝혔습니다. KT는 '5G에어’를 모토로 시스템을 개발한다. KT는 5G와 위성 하이브리드 통신을 차별화 무기로 내세웠다. 공중망에 5G 네트워크를 활용하고, 커버리지가 미치지 못하는 지역에서는 위성을 활용해 비상 상황 대응 가능한 촘촘한 항공망을 구축하겠다는 구상이다. 항공망은 장기적으로 네트워크 슬라이싱 등 적용을 통해 기체 내 5G 기반 승객 서비스를 제공하는데에도 활용한다.

 

UAM의 핵심기술 2: 수소연료전지와 배터리를 혼합하는 동력 기술의 적용

UAM의 비행거리를 늘리기 위해서는 수소연료전지와 배터리를 혼합하는 동력 기술의 적용이 필요합니다. 수소연료전지는 수소와 산소의 화학적 반응을 통해 전기를 생산하는 발전 시스템으로, 기존 화석연료와는 달리 순수한 물 이외에 다른 부산물이 없어 탄소중립과 친환경 기반의 그린뉴딜 정책에 적합한 신재생에너지입니다. 수소연료전지는 기존 리튬이온배터리에 비해 무게도 가벼워 UAM에 사용될 차세대 에너지원으로 각광받고 있습니다. 특히 수소연료전지는 에너지 밀도가 높아 배터리를 적용했을 때보다 UAM의 운항 시간 및 거리를 대폭 확대할 수 있습니다.

 

수소연료전지와 배터리를 혼합하는 동력 기술은 UAM의 비행거리를 늘리면서도 안정성과 효율성을 유지할 수 있는 방법입니다. 수소연료전지는 배터리보다 오래 작동할 수 있지만, 충전 시간이 길고, 고온과 고압에서 작동해야 하며, 수소 저장 탱크가 필요합니다. 반면 배터리는 충전 시간이 짧고, 낮은 온도와 압력에서 작동할 수 있으며, 전기 충전만으로도 사용할 수 있습니다. 따라서 수소연료전지와 배터리를 혼합하면 각각의 장점을 살리고 단점을 보완할 수 있습니다.

 

이러한 장점들을 활용하기 위해 국내외에서 다양한 연구·개발 사업이 진행되고 있습니다. 예를 들어, 한화에어로스페이스는 최근 산업통상자원부 한국에너지기술평가원이 공고한 ‘항공용 모빌리티를 위한 연료전지 경량화 기술개발’ 과제를 수주했다고 밝혔습니다. 한화에어로스페이스는 2025년까지 연료전지의 성능 향상과 시스템 경량화 등 항공용 수소연료전지 핵심 기술을 개발할 계획입니다. 또한, 한국항공우주연구원 (KARI)은 수소연료전지와 배터리를 혼합하는 하이브리드 동력 시스템을 개발하고 있습니다.

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결론

UAM 상용화를 위해 필요한 핵심 기술들은 전기 수직 이착륙 항공기 (eVTOL)의 개발과 인증체계 구축, 5G와 인공지능 (AI)의 활용, 수소연료전지와 배터리를 혼합하는 동력 기술의 적용 등이 있습니다. 이러한 기술들은 UAM의 안전성, 효율성, 친환경성, 편의성 등을 높여줄 수 있으며, 국내외에서 다양한 연구·개발 사업이 진행되고 있습니다. UAM은 미래 모빌리티의 새로운 패러다임으로 자리잡을 것으로 보이며, 이에 맞는 기술적 준비가 필요합니다.