모빌리티의 미래

모빌리티의 미래 - 전기차부터 자율주행, 도심항공에서 우주여행까지 세상을 바꿀 모빌리티 기술의 거의 모든 것
서성현 지음 / 반니 / 2021년 12월

전기자동차메이커 테슬라가 쏘아올린 공이 전세계 자동차메이커들을 흔들고 있습니다. 최근 기사로 하이브리드기술에 미련을 못버리고 전기차에 미온적이었던 세계1위 자동차메이커 도요타가 2030년까지 41조원을 투입해 30종의 전기차를 출시해 350만대를 판매하겠다고 선언했습니다. 이제 내연기간의 거인들이 본격적으로 전기차로의 전환을 서두르기 시작했습니다. 내연기관자동차의 판매중지시점을 2021년4월기준으로 발표한 국가도 22개국에 이릅니다. 노르웨이는 2025년부터 종료를 한다고 했고 중국과 일본도 2035년부터는 내연기관차는 생산하지 않겠다고 선언했습니다. 이는 모빌리티의 혁명적 상황이고 <모빌리티의 미래>는 이러한 큰변화를 배터리전기자동차, 연료전지전기자동차, 자율주행, 도심항공모빌리티의 현재 상황을 점검해보고 우주를 향하는 롯켓, 뉴스페이스 등을 살펴보면서 모빌리의 미래도 지식을 쌓게 도와줍니다. 

저자는 서성현 국립한밭대 기계공학과 교수입니다. 과학고를 거쳐 카이스트에서 기계공학, 펜실베니아주립대학에서 박사를 받고 현대차에서 엔진을 개발한후 한국항공우주연구원에서 30톤급 액체로벳엔진을 주도했습니다. 얼마전 누리호발사성공에 공이 있는 분이시네요. 대학에서는 미래자동차와 에너지, 환경을 주제로 강의를 하십니다. 

한국의 최대 자동차메이커는 현기차입니다. 이곳에서는 수소차를 개발했고 현재도 다니고있고 전기차도 전용플렛폼을 만들어서 벌써 3종이상을 출시했습니다. 코로나로 인한 공급망차질로 생산은 부족합니다만 전기차로의 전환의 확실한 전환점은 잡은 상태입니다. 세계 5대 자동차메이커를 가진 한국인으로 자부심을 느껴도 되겠죠. 세계적인 경쟁의 장에서 우리도 함께 참여한것이나 같죠. 반도체,자동차, 배터리가 모두 여기서 다루는 모빌리티와 연관이 있습니다. 

우선 배터리전기자동차는 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 탄소제로문제가 현시점에 최대 화두가 되었기에 전기자동차는 매우 크게 각광을 받고 있습니다. 2030년쯤에는 1억4천대가 넘을 거라고 예상합니다. 저자는 전기자동차의 원리와 배터리의 비밀, 리튬이온과 전고체배터리까지 기술적 문제를 정리합니다. 내연기관의 평균주행거리가 650km인데 전기자동차배터리가 70%수준이라고 합니다. 연료전지 전기자동차는 속칭 수소자동차이죠. 수소는 냄새도 색도 없습니다. 수소자동차는 BMW도 100대정도 생산을 했었고 한국의 현대차는 넥소를 현재 판매하고 있습니다. 자율주행은 "인공지능이 찾은 적성"이라는 재미있는 제목을 붙이셨습니다. 자율주행이 현실화되면 통근시간활용의 혁명이 일어날겁니다. 한국도 통근시간이 58분이나 걸리는 스트레스받는 시간을 활용이 가능하게 됩니다. 자율주행시스템의 프로세스는 센서, 프로세싱유닝 엑추에이터로 작동이 됩니다. 테슬라의 방법을 설명하고 일반적인 자율주행방식인 라이다를 사용할때의 기술을 소개합니다. 인공지능과 신경망과 관련된 부분도 알수있습니다. 도심항공 모빌리티는 현대차도 선언을 한 분야죠. UAM이라고요. 도심에 항공체를 띄우지 못했던 이유는 소음이라고 합니다. 그런데 새롭게 대두되는 비행체를 플라잉카라고 합니다. 기술개발단계이지 아직 구체적으로 사업화된 서비스는 없습니다. 즉 상업적으로 성공한 케이스는 없다는 겁니다. 도심에서는 수직이착률을 해야 하므로 eVTOL이라는 비행체가 주로 개발이 되고 있습니다. 현재는 비행안전성의 확보가 가능중요한 부분입니다. 기술이야 몇년안에 모두 확보가 되겠지만 문제는 법적인 문제와 안전에 대한 신뢰문제가 있을 겁니다. 종로와 강남사이를 운행을 한다면 무척빠른 시간절약이 될겁니다. 

일론머스크, 제프배조스, 리차드 브랜든의 공통점은 억만장자라는 것이고 우주사업입니다. 몇달전 앞서거니 뒤서거니 민간우주사업을 시작했습니다. 이것을 가능하게 했던 것은 로켓이죠. 로켓으로 우주여행을 꿈꾼사람이3명이 있습니다. 치올곱스키, 고다드, 오베르트입니다. 실험용로켓을 제작하면서 노력했습니다. 이중에 치올콥스키는 액체엔지의 기본개념을 만들고 고다드는 액체로켓을 최초로 쏘아올립니다. 얼마전 한국에서 발사한 누리호도 액체엔진을 사용했습니다. 이 로켓은 전쟁용 무기로 개발로 더욱 발전합니다. 뉴스페이스는 미국과 소련사이에 벌어졌던 우주경쟁입니다. 여기서 소유즈우주선이나 미항공우주국NASA가 등장합니다. 달을 보냈던 아폴로프로그램에 쓰인 로켓은 새턴V였습니다. 총길이가 111m라고 합니다. 일론머스크가 화성계획을 가지고 있는데 화성으로 보내는 로켓의 길이는 정말 대단할 듯합니다. 그런데 이 경쟁은 냉전의 종식과 함께 경쟁은 마무리되었지만 상업적이용이라는 이유로 새로운 뉴스페이스가 벌어졌습니다. 스페이스X의 로켓재사용기술을 설명하고 화성을 가는 방법도 흥미진진합니다. 

1712년 뉴커먼이 증기기관을 영국의 탄광에 최초로 설치한 이후 300년간 열기관은 우리와 함께 하면 발전해왔습니다. 하지만 기후온난화로 드디어 화석연료 열기관은 강제퇴출이 되어야 하는 시기를 맞이했습니다. 이제 내연기관인 열기관은 포기되고 전기에너지를 이용한 배터리의 시대가 열려야 합니다. 이는 강제명령입니다. 우리 주위에는 파란색번호판을 단 차량이 늘고 있고 앞으로 이경향은 더욱 심화되겠죠. 물론 아직 충전문제 그리고 전기를 생산하는데 친환경발전의 한계등 다양한 문제가 많습니다. 자율주행도 교통사고의 94%가 인간의 실수이므로 자율주행의 미래는 밝겠지만 극복해야할 난관도 만만치않다고 합니다. 물론 테슬라는 오토파일럿기능으로 자율주행능력을 계속 향상하고 있기는 합니다만 그래서 일론머스크를 천재라고 할겁니다. 우리 주변에는 전동퀵보드가 작년부터 부쩍늘었습니다. 타는 사람들이 편리한만큼 걸어다니는 사람들의 위험도 늘었습니다. 반대급부일가요. 하지만 모빌리티의 미래는 활짝 열려있음은 확실할겁니다.