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[이슈분석 203호] UAM 산업 동향과 시사점
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핵심R&D분야
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생성기관명
IITP
등록일
2021-11-26
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1. UAM 개념 및 필요성


. 개념 및 특성


□ (개념) 도심 항공 모빌리티(UAM : Urban Air Mobility)는 도시 권역을 수직이착륙(eVTOL)*하는 개인용 비행체(PAV)**로 이동하는 공중 교통 체계를 의미


º 개인용 비행체(PAV)의 개발, 제조, 판매, 인프라 구축, 서비스, 유지보수운영 등 도심 항공 이동수단과 관련한 사업을 포괄하는 개념

* 수직이착륙(Electric Vertical Take-Off and Landing) : 공중에서 정지하거나 활주로 없이 뜨고 내릴 수 있고, 수직으로 이착륙하는 비행체를 의미

** 개인용 비행체(Personal Air Vehicle) : 미국 항공우주국(NASA)2003년 일반인이 운전면허만으로 운전할 수 있는 PAV 개발 프로젝트를 추진하면서 처음 등장한 개념



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□ (특성) 미래 교통수단, 친환경, 첨단기술 집약 등 3가지 특성으로 요약


º (미래형 교통수단) 별도 활주로가 필요가 없고, 최소한의 수직이착륙 공간만 확보되면 운용이 가능해 향후 도로 혼잡을 줄여줄 3차원 미래형 도시 교통수단*

* 도로, 철도, 개인교통수단과 연계한(Seamless) 교통서비스(MaaS : Mobility as a Service)로 스마트도시의 중요한 교통축으로 자리 잡을 전망


º (친환경) 전기동력을 사용해 탄소 배출이 없고, 저소음으로 도심에서 운항이 가능한 친환경 교통수단


º (첨단기술 융합) 소재, 배터리, 제어(정보통신), 항법 등 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW) 모두에서 매우 높은 수준의 첨단 기술이 집약


. 필요성


□ 대도시권 인구집중 및 지상교통망 혼잡 해결 필요


º 글로벌 경쟁시대에 대도시권은 산업금융기반이 집약된 국가경쟁력의 핵심이자 중추로 기능하며 인구 집중도가 심화

UN은 전 세계 도시화율(도시거주인구비중)’1855.3% ’3562.5%에 이를 전망

인구 1천만 명 이상이 거주하는 메가시티는 ’1025’3548개로 증가 예측


º 한국의 도시거주인구비중도 201991%로 이미 포화 수준이고, 2020년 서울인구991만명으로 전 세계 인구가 많은 도시 중 34위권

한국 도시화율(국토부) : (’00) 87.8% (’05) 89.1% (’10) 89.6%) (’19) 91.1%

도시별 인구수(만명, ’18년 기준, UN) : (1) 도쿄 3,747, (2) 델리 2,851, (3) 상하이 2,558, (4) 상파울로 2,156, (5) 멕시코시티 2,158, (34) 서울 996


º 도시 집중화 현상으로 도시 거주자들의 이동속도가 급격히 저하되고 물류 및 운송비용도 지속적으로 증가

’20년 세계 주요 도시들의 도심 내 평균 주행속도는 30km 미만 교통체증으로 시간낭비와 이로 인한 경제적 손실이 막대

(특히, 미국은 교통 혼잡으로 인해 매년 97시간, GDP 2~4% 낭비)(McKinsey&Bellflight, ’19)

한국의 교통혼잡 비용은 ’0029.9조원 ’1043.8조원 ’1759.6조원 규모로 GDP3%에 달함(한국건설기술연구원, ’21)


□ 국가 정책적으로 친환경 도심 항공 교통 수단 확보 필요


º 세계 전체 이산화탄소(CO2) 배출량의 25%를 교통수단이 차지하고 도로교통의 탄소 집약도(Carbon Intensity)*가 일반산업에 비해 높음

* 전세계 탄소 집약도(gCO2//MJ, ’18 기준) : (일반산업) 51.8%, (도로교통) 67.9% (IFA, ’18)


º 자동차 운전자들의 CO2 배출량은 2000년 이후 40% 이상 늘어났고, 세계 각국의 탄소배출 감축목표* 상향에 따라 친환경 교통수단 도입을 적극 고려하여 추진 중

* 주요국 2030년 탄소감축(’10년 대비) : (미국) -49%, (EU) -46%, (영국) -58%, (일본) -42%, (한국) -18%


□ 첨단 기술발달로 도심 항공 모빌리티 실현가능성이 급속히 증대


º 주요국가 및 글로벌 기업이 첨단기술로 개발되고 있는 eVTOL이 도심형 항공교통수단으로 부상

과거 개념 구상 및 제품 설계 수준에서 한 걸음 더 나아가 주요 스타트업들이 연달아 시험비행 성공, 글로벌 기업 및 스타트업의 투자 확대로 사업화 가능성 증대

첨단 기술가시화 : 전기동력, 분산전기추진, 수직이착륙(활주로 미필요), 틸트로터(안정성 확보), 저소음(60dB 이하), 배출가스 제로, 배터리효율 개선, 통신(5G), AI(항공관, 자율비행)



2. 산업 생태계 및 시장전망


. 시장 참여주체 및 생태계


□ 항공 업계


º 3차원 공간의 전통 강자인 항공운송 시장을 지키려는 항공제작사들이 적극 진출


- 메이저 항공업체들은 시장을 수성하며 잠재적 기회를 탐색하기 위해 프로그램을 추진 중으로 보잉과 에어버스는 승객운송용 전기동력의 무인 멀티콥터 형태를 개발 중

새롭게 열리는 eVTOL 기반 핵심기술은 엔진이나 모터의 회전력, 프로펠러 비틀림각(AOA : Angel of Attack)에 의한 양력과 앞으로 빠르게 나가는 추력이 기반


□ 자동차 업계


º 2차원 공간 주도권을 바탕으로 최근 전기차 기술을 축적한 자동차업체들의 참여가 증가


- 방어적 차원과 신시장 진출 목적 병행으로 자동차 이상의 모빌리티 서비스 시장 진입 기회를 적극 탐색하며, 기체 제작 및 투자 형태로 진입 중

현대차그룹은 ’20CES에서 UAM 컨셉 S-A1, GM’21CES에서 Concept 공개

중국 전기차 스타트업 Xpeng20209월 베이징모터쇼에서 UAM 프로토타입 기체를 공개

Geely, Daimler, Volvo 등은 독일 스타트업 Volocopter, Toyota는 미국 스타트업 Joby, Stellantis는 미국 스타트업 Archer에 투자


□ 대형 모빌리티 플랫폼 테크기업


º 플랫폼 생태계 구축에 참여하여 각기 전문분야 기술을 적용하여 기회를 탐색 중


- ICT 기술을 바탕으로 2차원 공간의 멀티모달 서비스(multimodal service)를 넘어 3차원 공간까지 모두 공유 플랫폼 생태계 내에 두겠다는 전략을 적극 추진

H/W생산업체들에게 모빌리티 플랫폼이 존재하여 UAM사업의 성립이 촉진되는 산업구조로 Uber가 사업모델을 만들고, 기체 생산업체들과 협력 및 정부와 

서비스 시행에 필요한 법적제도적 협의 추진. , 플랫폼 내에서 항공이동 서비스를 이용하겠다는 고객들이 넘쳐나기 때문에 가능한 것으로 GrabVolocopter와 

협력하여 UAM 서비스 제공계획을 발표


□ 신생 스타트업


º 기존 항공기나 헬리콥터는 막대한 자본이 투입되는 산업이지만, 신생 UAM 산업은 그보다 낮은 진입장벽으로 신생 스타트업들이 적극적인 창업을 가속화


- NASA나 각종 대학연구소, 항공업체의 인재들이 모험자본의 전폭적 투자와 관심 있는 대형사로의 인수합병(M&A) 등 출구(Exit)가 가능하다는 점에서 

많은 업체*들이 진출

* 주요기업 : Volocopter, Kitty Hawk, Lilium, Joby Aviation, Ehang, Aurora Flight Sciences



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□ e-Commerce 업체


º 드론 기반 배송서비스를 주된 목적으로 e-Commerce 업체들이 적극적인 투자 및 신속한 시장참여자로 부상


- 드론 배송 서비스 분야를 선점하기 위해 뛰어든 대표적인 기업들은 Amazon, Alibaba, UPS, FedEx, Domino’s Pizza, Ukraine Postal Service, Flirtey, Workhorse, 

Zomato 등이 존재


- 아마존의 Amazon Prime Air2.25kg 무게의 상품을 전용상자에 배송하는 드론 서비스* 추진

* App 주문 후 최대 10마일 거리를 자율비행으로 배송을 완료, Amazon traffic system을 통해 최적의 동선을 관리


- 알리바바(Alibaba)도 유사한 서비스를 준비 중으로 물류자회사인 챠이냐오(Cainiao Smart Logistics Network)*는 드론과 로봇을 자본 및 전략적 제휴를 통해 생산

* 드론 제작사인 Beihang Shine과 챠이냐오가 합작해서 다양한 무게의 상품을 배송할 수 있는 드론을 선보일 계획



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. 시장 전망


□ 2040UAM 시장 규모는 14,740억 달러에 달할 전망


º 개인여객용 UAM 운행대수는 기준선(Baseline, 중립적) 추정으로 2025500대에서 203515,000대에 이를 것으로 예측



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º 개인여객용 UAM 제조와 여객화물 운용 서비스 시장을 아우르는 전체 UAM의 잠재적 시장규모(Baseline)202070억 달러에서 연평균 성장률(CAGR) 30.7% 성장하여 204014,740억 달러로 예측


- 새롭게 태동하는 거대한 시장이지만 아직까지 UAM 시장에 지배적인 강자가 없고, 시장을 조기선점하고 신성장동력을 창출하기 위해 기업들이 경쟁적으로 

기술확보 및 자본투자에 진입 중



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□ 중국의 UAM 시장규모가 가장 크고, 미국, 유럽 순으로 전망


º 세계 1위 시장은 중국으로 202024억 달러에서 20404,312억 달러로 성장하고, 미국은 202020억 달러에서 20403,281억 달러로 성장 예측



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□ COVID-19 영향을 고려, 최근 시장조사에서는 203091억 달러로 전망


º 최근 Markets and Markets 조사(2021.1)에 따르면 UAM 세계시장은 202026억 달러 203091억 달러(CAGR 13.5%)로 기존*보다 축소 전망

* 기존(’17) 전망 : ’1746억 달러 ’30152억 달러 (CAGR 11.3%)


- 2020COVID-19 발생으로 전세계 항공산업에 부정적으로 영향으로 UAM 상용화에 대한 지연을 촉발하고, 2021년부터 완만한 회복세와 함께 2025년을 기점으로 

높은 성장이 예상



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º 2020~2030년간 UAM 시장은 플랫폼, 유인(piloted), 공유회사(ride sharing companies) 및 운항사(scheduled operators), 전자상거래(e-Commerce), 

북미/유럽 중심으로 성장하고, 인프라 부문은 2025년을 기점으로 급속성장 예상

국내 시장전망 : (’20) 4,200만 달러 (’30) 9,800만 달러 (CAGR 8.8% 성장)



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3. 기술 및 정책 동향


. 기술 동향


□ UAM 부문별 참여주체와 기술적제도적 연관성을 기반으로 기술분야로 분류


º 현재는 주로 기체개발*에 우선 집중하고 있고, 운송운용 및 공역설계통제 등 부문은 중장기 관점에서 기술개발을 추진 중

* 기체개발은 상용화의 핵심으로 대부분 기체+인프라(이착륙장)+헬기 운영절차로 우선 상용화



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□ UAM 시장선점을 위해 eVTOL 개발에 국가 및 기업의 진출이 날로 증가


º 2016년 개발 중인 전기동력 수직이착륙항공(eVTOL) 기종은 6개에 불과했으나, 2021년 현재 500여개 모델이 개발 중 또는 계획

(Electric VTOL News, eVTOL Aircraft Directory, 2021.9.6.)


- 특히, 중국의 Ehang2016CES에서 자율비행 드론택시 ‘Ehang 184(1인용)’ 처음 선보였고, 이후 글로벌 eVTOL 개발 경쟁이 촉발


- 2019년 기준 미국 52, 영국 11, 프랑스 8개 등 선진국 전문 스타트업이 개발을 주도하며, 비행체는 기업마다 멀티로터*, 리프트&크루즈*, 틸트* 등 

다양한 비행방식과 크기의 모델 개발 중

* (멀티로터) 기술적 난이도가 낮아 조기 상용화에 유리, (틸트형) 고속장거리 비행이 가능하나 기술적 장벽이 높음, (리프트&크루즈형) 멀티로터와 틸트의 

중간적 형태



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º 현재 시험비행 단계의 eVTOL 개발에는 전문 스타트업이 다수 참여