- 전기차 기반의 자율주행차 시대 톺아보기
- 3대 쇼크(국부수축, 세원증발, 고용감소)
- 3대 편익(국민후생, 국민안전, 생태회복)
- 한국판 뉴딜과 스마트 무선충전 국가
자동차산업은 부품 제조와 완성차 조립, 판매, 정비, 할부 금융, 보험 등을 포함하는 광범위한 전후방 연관산업을 가지고 있는 대표적인 종합산업이다. 전후방산업에 대한 파급효과와 규모의 경제 효과가 큰 산업이며 지속적인 첨단기술의 개발과 성장이 이루어지고 있는 산업이다.
자동차산업은 국가의 산업발전을 선도하는 기간산업·전략산업으로서 중요한 위치를 차지하고 있다. 코로나19 사태에도 자동차 생산 순위가 세계 7위에서 5위로 올라섰으나 포스트 코로나 시대를 대비해야 하는 숙제를 눈앞에 두고 있다.
코로나19 이후에 찾아올 ‘포스트 코로나 시대’에 국가 핵심 산업인 한국의 자동차 산업은 탄소중립 시대를 대비한 미래차 전환은 필수과제이며 전세계적인 경제 이슈는 ESG경영(환경 보호·사회적 가치 공헌·지배구조 윤리경영), 친환경, 탄소중립이다.
특히 자동차산업의 탄소중립은 단순한 환경 이슈가 아니라 미래 먹거리 산업의 핵심 포인트가 될 것으로 평가되고 있다. 자동차산업의 수출과 투자를 견인하면서 경제성장과 환경개선과 산업구조의 고도화에도 기여할 것으로 보인다.
한국 자동차산업의 생산액은 2018년 기준 190조원으로 전체 제조업의 12%, 제조업 부가가치의 9.4%, 제조업 고용의 12%, 총수출의 10.5% 담당하고 있다. 자동차산업 기업 수는 4,724개, 부가가치액은 53.2조원, 수출액은 640억 달러에 이른다.
내연기관 자동차업계에게 “전기차는 악마의 신기술이다. 적자가 예상되고, 엔진과 변속기 공장이 사라지고, 인력은 최대 70% 줄어든다”. 2018년 기준 자동차 관련 직접고용 인력은 약 39만 명으로 제조업의 12%를 차지한다.
내연기관자동차 간접고용 부분인 주유소, 정비업소 등 관련 분야까지 포함하면 180만 명이나 된다. 맥킨지 전망을 반영하면 2030년까지 48만 개의 일자리가 날아갈 수 있다. 우리나라 전체 근로자의 10%를 넘는 인원 중 3분의 2가량이 일자리를 잃게 된다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 해마다 세계에서 125만 명이 교통사고로 목숨을 잃는다. 독일의 경우 테슬라의 오토파일럿이 교통사고 발생을 80%까지 감소시키며, 테슬라의 자율주행 기능인 오토파일럿이 교통사고 발생을 크게 줄여줄 것으로 조사됐다.
향후 본격적인 전기차 시대가 된다면 시중에서 주유소처럼 충전하는 것이 아니고 유럽이나 미국처럼 집에서 충전(집밥)을 할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 이미 유럽은 전기차의 약 95%가 집이나 직장에서 충전을 하고 있다.
대한민국은 민주공화국이자 “아파트 공화국”이다. 통계청의 ‘2019 인구주택총조사’ 결과에 따르면 아파트 등 공동주택 수는 약 1400만호로 전체 주택의 77.2%를 차지했다. 이 가운데 아파트 수는 1128만7000호로 공동주택의 80.6%에 이르러 전기차에 집밥(충전)을 먹이기가 곤란하다.
국가가 부동산 중심의 경제정책으로 경기를 부양하려고 하고 단독주택보다 훨씬 좋은 편의 시설이 존재하는 아파트 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 아파트와 연립과 다세대 등 공동주택의 주차장을 대상으로 스마트 무선충전 시스템은 전기차 보급에 필수적이다.
자율주행차는 단순히 도로 환경만이 아니라 우리 삶과 연관된 많은 부분에도 큰 변화를 가져올 것이다. 미국자동차공학회(SAE) 기준 레벨 4 이상의 자율주행 기술이 본격적으로 상용화되는 시점은 2030년 경으로 전망되고 있다.
완전 자율주행 기술이 상용화되면 운전대가 사라지면서 실내 공간 구성과 자동차 이용 행태가 달라지고, 우리의 라이프 스타일도 바뀔 것이다. 그리고 이에 맞춰 우리 주위의 다양한 산업에도 큰 변화가 생길 것으로 예상된다.
전기차 보급의 확대는 그저 주유소가 전기 충전소로 변하는 수준이 아니라 자동차 수요가 현재의 1/5로 축소되어 국내총생산(GDP)감소가 불가피하며 운송·교통과 관련한 많은 직업군과 막대한 규모의 유류세 세원(稅源)이 사라질 것이다.
전기차는 소비자 측면에서 25,000달러의 반값(1/2), 5, 000달러의 반의 반의 반값(1/8)의 가격과 내연기관차 대비 소모품이 적어 유지비가 적은 데다, 연료(충전)비용이 대략 5분 1로 저렴하다. 매연과 소음, 미세먼지가 전혀 발생하지 않는 전기차는 국민후생(國民厚生)을 크게 증진한다.
성장과 효율 등 객관적인 경제지표보다는 복지, 물가 안정, 분배의 공정 등 주관적인 국민의 행복 척도를 더 중시하는 것이 국민후생(國民厚生)이다. 국민 삶의 질과 경제의 지속 가능한 발전을 위해서는 현대기아차의 끝없는 성장보다 국민행복이 우선되어야 한다.
- 전기차 기반의 자율주행차 시대 톺아보기
자동차산업은 제조업 생산의 13%를 감당하고, 부가가치의 12%를 만들어 낸다. 자동차산업은 국내 제조업 생산 1위, 수출 3위를 차지하며, 자동차부품 산업은 생산 4위, 수출 9위를 차지하는 산업군으로 한국경제의 핵심산업이다.
미래 자동차 산업은 C.A.S.E(Connected, Autonomous, Shared, Electric)의 4가지 방향으로 변화할 것이다. ▲쌍방향으로 소통하는 커넥티드카▲더 이상 사람의 손을 필요로 하지 않고 스스로 달리는 자율주행차▲소유 대신 공유하는 차(카셰어링) ▲순수 전기차 등4가지 거대한 변화의 물결이 우리의 생활패턴을 크게 바꿀 것으로 전망된다.
자동차 산업은 최근 빠르게 기술혁신이 진행되고 있다. 본격 전기차 시대의 도래를 앞두고 자동차 산업을 주도하던 기존 완성차 업계와 부품업계뿐만이 아닌 소재, 배터리, IT업계가 자동차 시장의 주류 플레이어로 도약하기 위해 도전장을 내밀고 있다.
자동차 산업 패러다임 변화의 또 다른 큰 축은 친환경이며, 온실가스 감축을 위한 친환경 자동차의 핵심기술로 폭스바겐 사태 발발로 디젤기술은 환경문제 해결에 한계가 있음을 드러냈고, 결국 차세대 친환경 자동차 기술주도권은 전기차로 넘어갔다.
전기차 시장 전망은 2021년 글로벌 수요는 전년대비 16.4% 증가한 264만대를 기록할 것으로 예상되며, 2025년 수요는 850만대로 급증할 전망이다. 정부보조금에 의존해 왔던 글로벌 전기차 시장은 본격적인 성장단계로 진입하고 있다.
2025년부터 전기차 가격이 내연기관 자동차 가격과 동일 수준에 도달할 것으로 예상됨에 따라 글로벌 전기자동차 판매량은 2026년 1,000만대, 2029년 2,000만대를 넘어설 전망이다.
2019년 기준 전세계에서 굴러다니는 자동차는 상용차를 포함하여 “14억9000만 대”로 추산되며 근래 연간 세계 자동차 판매는 평균 9000만 대 안팎이다. 지구온난화 시대를 맞이하여 수송분야는 전 세계 온실가스 배출의 25% 가량을 차지하고 있다.
전기차가 대중화되면 주요 자동차 업체들이 핵심 경쟁력으로 삼아 온 엔진과 구동 시스템 기술이 한 순간에 쓸모가 없어진다. 자동차 업계에 전기차의 등장은 큰 충격으로 정유 업계와 주유소, 자동차 부품 업체, 수리점 등 연관 업종에 번지는 충격파는 상당하다.
이제 자동차는 전기차와 자율주행차 두 기술을 한 데 합친 전기차 기반의 자율주행차로 거듭나면서 자동차는 이제 “바퀴 달린 에너지 저장장치·컴퓨터”로 변모하고 있다. 자율주행자동차 시장은 이제 완성차 업체뿐 아니라 자동차와는 무관했던 기업들까지 뛰어드는 각축장으로 변하고 있다.
전기차의 본질은 “바퀴달린 에너지 저장장치(ESS)”
배터리 가격은 통상 전기차 가격의 40%를 차지한다. 현재 미국에서 판매되고 있는 전기차의 평균 가격은 2019년 5만5600달러(약 6500만원)로 내연기관자동차 평균 가격이 3만6600달러(약 4200만원)로 전기차는 아직도 비싼편이다.
전기차용 배터리팩은 대략 1만 달러~1만2000달러(약 1200만원~1400만원)로 전기차가 보조금없이 내연기관자동차와 비슷한 가격에 도달하려면 배터리가 kWh당 100달러는 되어야 한다. 2019년 기준 배터리의 가격은 kWh당 평균 157달러로, 전문가들은 2023년에 100달러 선에 도달할 것으로 보고 있다.
테슬라 일론 머스크는 2020년 9월 22일 배터리데이 행사에서 “새 원통형 배터리 셀 ‘4680’을 소개하며 공정 혁신을 통해 원가를 56% 절감하여 3년 뒤에는차량 가격을 2만5000달러(약 2910만 원) 수준의 “반값(1/2) 전기차” 시대를 예고했다.
이에 더하여 미국 대형 투자은행(IB) 모건스탠리는 “전기차 분야 위탁생산업체(OEM), 공급업체, 도메인 전문가와 많은 대화를 나눈 결과, 전기차 가격이 5000달러(약 570만원) 밑으로 떨어져도 놀라지 않을 것“이라며 “언젠가 전기차 가격이 3000~5000달러 수준이 될 것”이라고 밝혔다
또한, 앞으로 10년 동안 자동차기업들이 전기차 생산량을 공격적으로 늘리고 기술 발전으로 생산과정도 효율화하면서 가격 하락에 기여할 것이라고 전망하고, 전기차 생산의 부품 수가 현재 1만 개 수준에서 앞으로는 100개 까지 줄어드는 유리한 환경이 만들어질 수 있다고 봤다.
전기차는 내연기관차와 비교해 소모품이 적어 유지비가 적다. 향후 상용화될 자율주행차는 순수 전기차를 기반으로 제작되기 때문에 전기차 경쟁에서 밀리면 자율주행차라는 거대한 흐름에서도 도태될 가능성은 정해진 수순이다.
전기차 생산에 필요한 부품 수가 현재 1만 개 수준에서 앞으로는 100개 수준까지 줄어드는 유리한 환경이 만들어고 앞으로 10년 동안 전기차 생산량을 공격적으로 늘리고 생산과정도 효율화하면 전기차 가격은 중장기적으로 3천~5천 달러 수준까지 낮아질 가능성이 충분하다.
장차 섀시부와 에너지원인 배터리부를 완전히 통합하는 인섀시 배터리(In chassis battery)와 차동기어와 전동축과 같은 파워트레인을 제거하는 인휠헥사모터(In wheel HEXA motor)가 도입되면 전기차 생산에 필요한 부품 수가 “수 백개 수준“까지 줄어들 것이다.
반값(1/2) 전기차의 대중화는 자동차 에너지원인 배터리를 자동차 기본 구조물인 섀시(chasis. 차대)에 내장하는 ‘인섀시배터리(In chassis battery)’와 바퀴부의 휠(wheel)내부에 6개 구동모터를 장착한 ‘인휠헥사모터(In wheel HEXA motor)’로 완성될 것이다.
자율주행차 기술의 대강
자율주행차는 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 말한다. 미국 자동차공학회(Society of Automotive Engineers, SAE)에서는 자율주행 단계를 기술 수준에 따라 여섯 단계로 분류하고 있다.
전기차 = 바퀴달린 에너지 저장장치 (바퀴: 인휠헥사모터, ESS: 인섀시 배터리) Ev = w·ESS( Ev: Electric vehicle, w: wheel, ESS: Energy Storage Systems)
자율주행차 = 바퀴달린 인공지능 컴퓨터 (바퀴: 인휠헥사모터, ESS: 인섀시 배터리) Av = w·AIComputer( Av: Autonomous vehicle, w: wheel, AI: Artificial Intelligence)
2021년 실질적인 자율주행 자동차의 상용화를 앞두고 완전자율주행 자동차 시대의 서막이 열리고 있다. 현재까지 자율주행 기능은 부분 자율주행, 즉 레벨 2에 머물러 있었다.
레벨 2는 자동차에 2개 이상의 특정 자동화 시스템을 장착해 시스템이 운전자의 속도 및 조향, 주차 보조, 장애물 회피 등을 제어하는 단계이다. 이러한 조건부 자율주행의 기술적 한계들이 점차 해결되고, 각국의 규제와 제도들이 정비되면서 레벨 3 수준의 자율주행차가 시장에 보급될 것으로 보인다.
특히 레벨 3 이상의 자율주행이 가능하기 위해서는 주행환경 인식, 위치 인식 및 맵핑, 판단, 제어, HCI(Human Computer Interaction)의 기술 구성요소를 포함하는 데이터 센서, 네트워크, 인공지능 기술의 고도화가 관건이다.
현재 자율주행차 시장에서 가장 비중이 큰 시장은 주변 환경 데이터를 인지하고 판단하는 센서이다. 자율주행차는 센서와 통신을 통해 데이터들을 생성·수집하는 일종의 디바이스로 자율주행 자동차 센서의 안전성을 담보하기 위해서는 안정적 네트워크가 확보되어야 한다.
차량 내외부의 각종 센서 및 교통 인프라, 차량-차량, 차량-사람, 차량-인프라 등 통합적 교통환경 정보를 파악해야 하기 때문이다. 현재 자율주행차 네트워크는 V2X(Vehicle to Everything)와 C-ITS의 각축전으로 보인다. V2X방식은 2017년 국제이동통신표준화기구가 처음부터 모빌리티 기술로 개발해 자동차 주행 환경에서 최적화되어 있다.
자율주행 자동차의 인지, 판단, 제어 기술 구성요소에 인공지능(AI)이 적용된다. 인공지능은 자동차 탑승자의 안전뿐만 아니라 편의, 정보, 엔터테인먼트 등을 제공하는 자동차의 ‘브레인’이다.
레벨 3 자율주행 자동차의 상용화와 레벨 3 이상의 자율주행 자동차가 곧 등장할 전망으로 자동차용 인공지능 시장은 매우 빠르게 성장하고 있다. 현재 자동차의 인공지능은 HMI(Human Machine Interface)가 적용되며, 일부 시스템은 차량 내장형으로 장착되고 일부는 클라우드 서버용으로 제공된다.
자율주행차는 자동차가 정보통신기술(ICT)과 융합해 스마트 디바이스화된 ‘첨단 기술의 집합체’로 자동차가 도로상황을 파악하고 직접 제어하며 목적지를 향해 달리며 사람은 휴식을 취하거나 일을 하고 대화하며 자유와 여유를 누릴 수 있다.
단순한 이동수단이었던 자동차가 개인화된 디지털 공간, 로보택시, 움직이는 사무실, 편안한 휴식 공간 등으로 용도 확장해 삶의 질을 높여줄 것으로 기대된다.
자율주행차는 첨단 센서와 알고리즘을 사용하여 안전한 주행을 하는 기술이다. 따라서 자율주행차의 도입시 교통사고(운전자과실: 90%, 기타 10%)로 인한 사상자 수는 급격하게 줄어들 것으로 기대할 수 있다.
또한 전기차 기반의 자율주행차는 환경에 유해한 매연을 발생시키지 않고, 20~40%가량의 전비(연비)향상으로 에너지 절감과 대기질이 개선될 것이다. 연간 약 34조 원에 달하는 교통혼잡비용(GDP의 2.13%)이 감소될 것이다.
막대한 재정이 소모되는 교통 인프라 유지보수 비용을 극적으로 절감하고 필요한 도심의 공간 부족 문제도 해결할 수 있다. 지능형교통시스템(ITC)과 V2X(Vehicle to Everything) 통신으로 차량 간 안전거리 감소 및 질서 있는 흐름을 통해 교통혼잡과 주행시간을 감소시킬 것이다.
운전과 교통혼잡으로부터 자유로워지면서 늘어난 시간은 개인과 기업, 사회 전체의 생산성을 높혀 새로운 편익을 제공하게 될 것이다. 또한 자율주행 셔틀이 운행되는 등 최첨단 기술의 교통 서비스는 사회전반에 걸친 다양한 편익을 제공할 것으로 예상된다.
그러나 새로운 기술의 변화는 예상하기 어려운 문제점들도 노출시킨다. 자율주행차는 기존 교통환경과 교통산업의 생태계를 근본적으로 변화시켜 효용을 극대화시키는 만큼의 사회에 가져올 충격과 혼란이 불가피하다.
사고 발생 시 법적 책임 소재의 문제는 현재 자율주행차 발전의 발목을 잡고 있는 주요 현안이기도 하다. 또한 교통사고 발생 시 운전자를 우선적으로 보호할지 어린이를 우선적으로 보호할지 등의 윤리적인 이슈도 발생한다.
또한 자율주행차를 이용하는 모든 개인의 이동 정보가 클라우드에 저장 및 공유되므로 국가간의 안보문제와 권력기관의 모니터링으로 강력한 사회통제의 수단으로 이용할 수 있다. 이는 현대사회의 분리와 차별 문제를 더욱 심각하게 만드는 요인으로 작용할 수 있다.
자율주행차가 제시하는 미래는 사회적, 경제적, 정치적, 환경적인 변화로 야기되는 편익과 문제들이 공존한다. 이러한 변화에 적응하는 과정에서 나오는 혼란과 갈등은 기술 진보에 따른 윤택한 삶이라는 달콤한 과실을 대가로 지불해야 하는 피할 수 없는 잠재적 비용이다.
자율주행차 개발과 관련하여 대규모 투자가 이미 진행되고 있지만 기술적인 완성 수준으로 판단해 볼 때, 아직 과제를 해결할 더 많은 시간이 필요해 보인다. 아직은 테슬라(TSLA)이외 선도적인 역할을 하는 기업이 출현하지 않고 있다.
전기차 기반 자율주행차 기술의 발전은 자동차산업의 가치사슬에 새로운 균형을 가져올 것으로 전망되며 기술개발과 수용에 적극적인 기업들은 수년 내에 시장을 주도하게 될 것이다.
테슬라, “레이더 버리고 카메라로”오토파일럿과 완전자율주행(FSD)
2021년 기준으로 자율주행 기능을 탑재한 차량을 가장 많이(120만 대 이상) 판매한 회사이다. 미국의 일부 소비자들을 대상으로 FSD 베타 서비스를 테스트하고 있으며 2021년 완전자율주행 기능의 베타 버전을 출시할 것으로 예상 된다.
자율주행기능을 수많은 테슬라 자동차에서 적용하고 딥러닝을 통해서 교육을 받음으로서 사람보다 사고확률이 낮은 것이 통계적으로 검증되면, 백만 대 이상의 자율주행 자동차를 사용하여 공유 자동차 서비스인 테슬라 네트워크를 통한 로보택시 서비스를 시작할 것으로 예상하고 있다.
테슬라의 FSD는 웨이모 등이 라이다 장비와 HDMap을 이용하는 것과 달리, 최근에 많은 발전을 보인 크라우드 소싱으로 수집한 데이터를 뉴럴 네트워크 시각 인식 기술을 사용한다. 현재 공식 서비스 중인 오토파일럿보다는 향상된 기능이 탑재됐으며 고속도로에서 차선을 변경하고, 내비게이션 경로에 따라 이동할 분기점을 선택하며, 좌회선과 우회전을 스스로 한다.
인간이 볼 수 있다면 자율주행 자동차도 볼 수 있다는 철학으로서, 전방을 탐지하는 1개의 레이더 센서와 12개의 초음파센서, 거리에 따른 전방 카메라 3대, 후방 1개, 전우측, 전좌측, 후우측, 후좌측 각각 1개씩 총 8개의 카메라를 장착하여 개발되고 있다.
2020년 테슬라의 인공신경망은 최근의 인공지능연구를 적용하여, 인식과 조작의 문제를 딥러닝으로 교육하고 있다. 테슬라의 8개의 카메라의 이미지마다 각각의 인공신경망이 원이미지들을 분석하여, 의미적 분할, 객체 인식, 거리의 예측을 수행한다.
모든 이미지를 통합하여 도로의 모양과 정적인 구조물들, 3차원 객체를 분석해 내며, 테슬라 네트워크는 백만대 이상의 자동차로부터 수집되는 데이터를 실시간으로 분석하여 복잡한 개별 시나리오로부터 학습을 한다.
테슬라는 북미 모델3·모델Y에서 레이더센서를 제거할 것이라고 밝혔다. 레이더 센서는 상대적으로 비쌀 뿐 아니라 관련 데이터를 처리하기 위해선 차량에 좀 더 강력한 컴퓨팅 파워를 제공해야만 한다.
테슬라는 오토파일럿, 완전자율주행(FSD) 등을 구동할 때 카메라와 신경망 처리에 의존하는 첫 차량이 될 것이라고 밝혔다. 카메라는 영상을 바탕으로 주변 정보를 인식하며 표지판이나 그림, 차선은 물론 색상 구분도 가능해 실제 사람의 눈 역할을 해준다.
레이더는 전파를 사용해 주변을 인식하며 눈, 안개 등 날씨의 영향을 잘 받지 않는다. 하지만 인식률이 매우 정밀하지 못하다는 한계가 있다. 작은 물체 감지 능력도 제한적이다. 라이다는 레이저 광선을 이용해 주변을 정밀하게 파악해주는 장치다.
카메라는 3차원 인식을 잘 하지 못하고 레이더는 주변은 파악해도 정밀하지 못하기 때문에 확실하게 주변을 보고 해석할 수 있는 역할을 해준다. 대다수 자동차 업체들과 구글 웨이모, GM 크루즈, 포드 등 자율주행차 기술을 선도하고 있는 기업들이 라이다 센서를 중점적으로 활용하고 있다.
테슬라는 카메라만 활용해 자율주행 기술을 활용하고 있다. 라이다는 아니지만 라이다와 같은 수준의 정확도를 갖는 다는 의미로 ‘유사 라이다(Pseudo LiDAR)’ 기술로 자율주행에 반드시 필요한 주변 환경 탐지에 레이더 대신 카메라를 쓰겠다고 밝힌 것이다. 온전히 차량용 카메라의 ‘시력’에만 의존하겠다는 것이다.
테슬라의 유사 라이다는 라이다를 사용하지 않고 카메라를 사용하며 고정밀 지도(HDMap)조차 사용하지 않는다. 사람이 사물을 눈으로 보면서 운전을 하듯, 자동차도 눈(카메라)으로 본대로 상황을 인식하고 스스로 운전을 할 수 있도록 개발됐다.
유사 라이다는 기존 라이다 센서가 알 수 없는 부분까지 확인과 해석이 가능하다. 교차로에 진입하면 왼쪽에서 오는 차, 오른쪽에서 오는 차, 보행자는 어디에 있는지, 표지판은 뭐라고 하는지, 신호등은 어떤 상태인지 한번에 읽고 판단이 가능하다.
라이다 센서 없이 화면 속 정보를 정확하게 판단하기 위해 신경망 네트워크(Neural Network)를 활용한다. 사람의 뇌를 모방한 신경망 네트워크는 인공지능 시스템이 스스로 학습할 수 있는 딥러닝 기술을 활용하며 CNN(Convolutional Neural Network)은 자율주행차에 있어서 핵심기술로 분류된다.
대다수 자동차 및 기술 회사들이 생각하는 라이다가 자율주행 자동차의 중심이 될지 일론 머스크의 유사 라이다 기술이 자율주행 시장을 뒤엎게 될지는 매우 불확실한 상황이다. 미래 자동차 기술은 한치 앞도 알 수 없는 국면으로 접어들고 있다.
자율주행기술에서 가장 강력한 경쟁상대인 웨이모는 라이다의 한계로 추락하고 있는 상황으로 2021년 현재 자율주행 경쟁은 사실상 테슬라의 완승으로 끝나는 분위기다. 다른 기업들이 뒤늦게 따라오고 있지만 이미 기술 격차가 상당히 벌어져서 당분간은 테슬라의 독주가 예상된다.
- 3대 쇼크(국부수축, 세원증발, 고용감소)
자동차산업은 제조업의 꽃으로 불린다. 2만개가 넘는 부품을 조립해 생산하는 만큼 철강, 화학제품과 같은 소재는 물론 엔진, 변속기 등 각종 기계부품과 전기전자에 이르기까지 광범위한 산업기술과 생산이 뒷받침되어야 하기 때문이다.
이에 더해 디자인 등 소프트 기술과 물류와 유통, 판매, 금융 등 서비스업 기반도 더해져야 한다. 관련 분야가 많은 만큼 제조업 가운데 가장 높은 전후방 산업연관 효과를 가진다. 자동차산업이 국가 산업정책에서 중요한 위치를 차지하는 이유이다.
<<<국부수축(國富收縮)>>>
한국 자동차산업의 생산액은 2018년 기준 190조원으로 전체 제조업의 12%, 제조업 부가가치의 9.4%, 제조업 고용의 12%, 총수출의 10.5% 담당하고 있다. 자동차산업 기업 수는 4,724개, 부가가치액은 53.2조원 종업원 수는 351,315명, 수출액은 640억 달러 기록하였다.
2018년 한국자동차산업은 수출 640억불, 수입 175억불로 465억불의 무역흑자를 달성하였으며, 36년 연속 무역흑자 행진하며 대표적인 무역수지 흑자산업이다.
자동차산업은 2만 여개 부품으로 생산되는 전후방 연관효과가 가장 큰 산업으로 제조업 생산의 13.6%, 고용의 11.8% 및 부가가치의 12.0% 차지하고 있다.
통계청 ‘광업·제조업 조사’에 따르면 2018년 ‘자동차용 엔진 및 자동차 제조업’ 등 자동차 관련 업종 5개의 출하액은 377조3884억원으로 제조업 전체 출하액 1563조8897억원의 24.1%를 차지했다.
일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 2020년 9월 22일 배터리데이 행사에서 “새 원통형 배터리 셀 ‘4680’을 소개하며 공정 혁신을 통해 원가를 56% 절감하여 3년 뒤 차량 가격을 2만5000달러(약 2910만 원) 수준의 “반값(1/2) 전기차” 시대를 예고했다.
미국 대형 투자은행(IB) 모건스탠리는 “전기차 분야 위탁생산업체(OEM), 공급업체, 도메인 전문가와 많은 대화를 나눈 결과, 전기차 가격이 “반의 반의 반값(1/8) 수준“인 5000달러(약 570만원) 밑으로 떨어져도 놀라지 않을 것“이라며 “언젠가 전기차 가격이 3000~5000달러 수준이 될 것”이라고 밝혔다.
모건스탠리는 “지난 10년간 배터리 가격이 낮아지고 생산량이 늘어나면서 전기차 비용이 크게 낮아졌다”며 제너럴모터스(GM)는 중국에서 4500달러(약 510만원)의 소형 전기차를 판매 중이고, 프랑스 시트로엥은 6600달러(약 750만원) 가격의 초소형 전기차 아미를 유럽에서 선보였다”고 강조했다.
독삼사(BMW, 포크스바겐, 벤츠), 토요타, 현대차와 같은 내연기관 자동차회사에게 ‘반값(1/2) 전기차’라는 혁신은 ‘자기시장잠식의 카니발리제이션(cannibalization)’이다. 매출감소와 부품공급 및 판매대리점 혹은 딜러망의 붕괴와 구조조정이 불가피하다.
국내총생산(Gross Domestic Product) GDP = C + I + G + X – IM
C = 소비지출, I = 투자지출, G = 정부구매 지출, X = 수출액, IM = 수입액
반값(1/2), 반의 반값(1/4), 반의 반의 반값(1/8) 전기차 시대가 본격화되면 국민소득의 지표인 국내총생산(國內總生産, Gross Domestic Product)의 수축은 불가피하다. 국부(國富)는 한 나라의 자산가치 총계로 금융자산과 비금융자산을 합친 금액이다.
국내총생산(GDP)이 매년 생산된 부가가치를 합친 유량(flow)이라면, 국부는 그동안 쌓아온 자산 총액인 저량(stock) 통계이다. 1990년대 중반 이후 한국 경제가 급격한 성장을 거듭한 덕에 국부(國富)가 5배 가까이 늘었지만 증가분 70% 이상이 부동산 자산 증가로 분석된다.
일본은 경기가 침체하는 과정에서도 설비자산 비율을 비슷하게 유지했으나 한국은 제조업 자산인 설비자산 비중이 줄고 있다. 이는 향후 부가가치 생산 및 성장 가능성은 여전히 일본에 턱없이 뒤처질 수밖에 없다는 분석이 나온다.
국가 일자리를 책임지는 공장 등 설비자산을 살펴보면 한국은 1995년 8%에서 2018년 5.5%로 뒷걸음질 쳤다. 특히 내연기관 자동차 생산 설비자산에 지식재산생산물 가치를 합한 생산자산은 전기차 시대가 본격도래하면 매몰자산으로 변하여 한국과 일본 양국경제에 암운을 드리우고 있다.
국내 완성차 업체들은 친환경차를 내세우고 있지만 내연차를 포기한 것으로 보기는 어렵다. 무엇보다 현실적으로 경제성과 수익성을 동시에 가져다 주는 내연차 생산을 마다할 이유가 없는 상황에서 아직 수익성이 불확실한 전기차에 주력할 수 없다.
국내 완성차 업체들이 내연차 생산을 중단하고 전기차로 대체한다고 가정하면 자동차 부품사들이 대폭 감소하게 된다. 내연차의 부품은 평균 3만개인 반면 전기차는 최대 1만개로 2만개의 부품을 만들어 내는 업체가 필요 없어진다.
<<<세원증발(稅源蒸發)>>>
경제협력개발기구(OECD)가 각국 국민소득을 감안한 구매력환산지수에 근거해 조사한 결과 한국의 기름값은 세계 최고수준이었다. 2010년 한국의 기름값은 ℓ당 2.079달러로 미국(0.735달러)이나 일본(1.193달러), OECD 회원국 평균(0.878달러)보다 2.3배가량 높다.
거위(Goose)털의 유류세
휘발유 가격의 48%, 경유는 40%, 등유는 18% 정도가 세금이다. 판매원가(46%)보다 더 많은 비중을 차지하며 소득 대비 휘발유 유류세 부담은 심각하다. 한국을 100으로 할 때 미국 4.7, 일본은 25.6 등으로 한국 납세자들은 소득 대비 유류세 부담이 일본보다 4배, 미국보다는 20배 이상 높다.
관세와 수입부과금을 제외한 유류세는 총국세수입의 14%(약 25조원) 정도로 그해 근로소득세(8.9%·16조원)보다 많이 걷혔다. 국세 중 간접세 비중은 52.1%로 유류세가 국세에서 차지하는 비율이 14%이고 근로소득세액 대비 56%나 더 많이 징수하는 나라는 없다.
유류세 비중이 이렇게 높아진 것은 “조세기술(art of taxation)은 거위(Goose) 털을 뽑는 기술과 같다” 는 말이 떠오른다. 루이 14세가 통치하던 프랑스 재정총감이었던 콜베르(Colbert)가 한 이 말의 의미는 ‘국가가 세금을 걷을 때에는 조세저항이 없는 방법으로 징수해야 한다’는 것이다.
정부 입장에서 세금은 가능한 많이, 그러나 국민이 잘 감지하지 못해 조세저항 없이 손쉽게 걷는 것이 좋다. 대한민국 유류세가 딱 좋은 예다. 넓은 의미의 유류세라는 용어는 5가지 세금과 2가지 준조세 항목을 통칭한다.
관세와 교통에너지환경세, 개별소비세, 교육세, 주행세, 부가가치세 등이 세금이다. 여기에 수입부과금과 판매부과금이 붙는다. 가격이 오르면 세수가 늘어나는 종가세와 양에 부과되는 종량세가 혼합돼 있다.
유류세 관련 세수통계는 제대로 식별하기조차 어려운 구조다. 조세 전문가들도 알기 어려울 정도로 세제를 복잡하게 만든 이유는 간단하다. 조세저항을 줄이고 세수를 늘리려면 세목 수를 늘리고, 세제를 아주 까다롭게 만들면 된다.
현행 유류 관련 세제는 공평성을 심각히 훼손하고 있다. 국가가 세금을 걷을 때에는 마음대로 걷는 게 아니다. 돈이 없는 사람보다 있는 사람으로부터 세금을 더 걷어야 한다는 ‘조세공평의 원칙’을 지켜야 한다. 소득에 관계 없이 동일하게 세율이 적용되는 유류세 비중이 높다는 것은 이런 원칙을 무시하는 것이다.
깃털처럼 가벼운 전력 세금 및 부과금
반면 전기차 충전의 에너지원인 전력(전기)에는전력산업기반기금과 부가가치세만 부과된다. 다른 에너지에 비해 세율이 낮은 편으로 가격대비 세금 및 부과금 비율이 14%정도 된다. 최종소비자가 부담하는 세금인 전기 부가가치세는 전력요금의 10%에 해당한다.
전력산업기반기금은 전력산업의 기반조성 및 지속적 발전에 필요한 재원을 마련하기 위해 정부가 설치한 기금이며, 과거 한전이 수행했었던 공익적 정책사업, 즉 에너지효율개선, 보편적 서비스 제공, 계통신뢰도 확보, 장기 연구개발투자, 환경보호 등에 사용된다.
부담금은 전력사용자에 대해 전력요금의 1천분의 65범위 내에서 대통령이 정하는 바에 따라 부과되며 현재는 전력요금의 1천분의 37에 해당한다. 따라서 약 14%정도의 전력세금은 휘발유 46%, 경유 44%의 유류세보다 월등히 낮아 전기차 대중화시 막대한 세원(稅源)의 증발(蒸發)이 예견된다.
징벌적 세금인 상속세와 부동산세
대한민국은 과세표준 30억 원 초과 상속재산에 50% 세율을 매기는 높은 상속세율을 갖고 있다. 특히 재벌은 대주주 할증 20-30%을 더해 60-65%의 상속세를 내게 된다. 3대에 걸쳐 상속세를 3번 내면 경영권이 넘어가는 세제로 부의 세습과 가업승계를 차단하고 있다.
부의 세습을 막고, 공정한 출발을 만든다는 취지를 가진 세금인 상속세는 기업의 경영 지속성을 위협하는 등 글로벌 추세에 어긋나며 특히 높은 상속세율은 경제 성장의 핵심인 기업 경영을 어렵게 하는 수준이라는 점에서 조속히 개혁에 나설 필요가 있다.
상속세에 대해 세수 확보 관점보다는 경영자들이 기업 활동에 집중하고 빠르게 변화하는 글로벌 산업에 적절히 대응할 수 있도록 하는 측면에서 바라봐야 한다. 기업의 경쟁력을 키우는 것이 곧 세수를 증대할 수 있는 확실한 방법 중 하나일 것이다.
촛불혁명 정부는 국민을 갈라치고 부자를 향해 징벌적 조세를 하고 있다. 자산세 비중을 보면 OECD 평균은 5.6%인데 한국은 11.6%로 높다. 정치권에서 제기하는 보편적 기본소득은 포퓰리즘 성격이 강하며 지속가능할 수 없는 모델이다. 실행할 수도 없고 시행하는 국가도 없다.
<<<고용감소(雇用減少)>>>
일부 비평가와 현대기아차 내부구조에 대해 잘 알고 있는 비판적인 경제·노동 전문가들은 “현대차가 망해야 한국경제가 산다“며 비분강개(悲憤慷慨)한다.
“현대차가 망해야 현대차 노동조합이 망하고, 현대차 노동조합이 망해야 민노총이 망한다. 그래야 대한민국의 구조조정이 일어난다. 그래야 기업이 살고 노동자도 살고, 한국경제가 되살아 난다.”는 것이다.
내연기관 자동차업계에게 “전기차는 악마의 신기술이다. 적자가 예상되고, 엔진과 변속기 공장이 사라지고, 인력은 최대 70% 줄어든다”. 2018년 기준 자동차 관련 직접고용 인력은 약 39만 명으로 제조업의 12%를 차지한다.
주유소, 정비업소 등 관련 분야까지 포함하면 180만 명이나 된다. 맥킨지 전망을 반영하면 2030년까지 48만 개의 일자리가 날아갈 수 있다. 우리나라 전체 근로자의 10%를 넘는 인원 중 3분의 2가량이 일자리를 잃게 된다.
글로벌 컨설팅 업체 맥킨지는 최근 발표한 ‘클린·전기·자율주행차 뒤의 저항할 수 없는 모멘텀’이라는 제목의 보고서에서 자동차산업 구조 변화의 영향으로 향후 10년간 자동차 관련 일자리가 최대 25% 줄어들 수 있다고 경고했다.
자동차산업협회에 따르면 2018년 기준 자동차 제조업에 약 36만명이, 판매·정비 등 관련 업계를 모두 더하면 약 190만명이 자동차 연관 산업에 고용된 상태다. 여기에 맥킨지 전망을 반영하면 2030년까지 48만 개의 일자리가 날아갈 수 있다.
인력이 줄어드는 분야는 종사자 수가 많은 판매·마케팅, 조립인 반면 늘어나는 분야는 소프트웨어, 정보기술(IT), 데이터 분석 등이다. 일자리 감소 규모가 훨씬 큰 만큼 전체 일자리는 최대 25% 줄어들 수도 있고 주유, 정비, 하청생산을 포함하면 일 백만 개의 일자리가 사라진다는 계산이 나온다.
현대차노조는 임금투쟁을 통해 대한민국 10% 안에 드는 고임금을 받는 경제적 성과를 거두었다. 하지만 이 성과는 협력·하청·부품업체를 지어짜는 ‘납품단가 후려치기’로 귀결되어 중소기업·비정규직은 착취의 희생양이 되었다. 회사야 망하던 말든 단물만 빨아먹고 내 밥그릇만 챙기겠다는 심보이다.
완성차업체의 대립적 노사관계에 의한 고비용 구조와 파업 손실 등이 부품업체에 고스란히 전가되어, 국내 부품업체들은 기술개발을 할 여력이 없다. 한국 자동차 산업이 다시 성장 가도에 진입하기 위해서는 미래형 자동차 부품 개발에 대응할 국내 부품업체 경쟁력 향상이 시급하다.
현대기아차는 국내 공장의 낮은 생산성과 고임금, 협력사와의 임금격차 확대 등 고질적인 문제를 가지고 있다. 이미 현대기아차의 임금은 세계 최고 수준이지만 국내 공장의 생산성은 글로벌 업체 중에 가장 낮다.
북유럽 국가들은 이미 2025~2030년 이후에는 가솔린을 사용하는 화석연료차 판매를 금지하고, 전기차 등 미래형 자동차로 빠르게 대처하고 있다. 무너지고 있는 자동차부품산업과 완성차의 부진을 계속 방치할 경우 한국경제는 걷잡을 수 없는 혼돈의 상황에 내몰릴 것이다.
- 3대 편익(국민후생, 국민안전, 생태회복)
카셰어링을 비롯한 ‘공유경제’와 ‘구독경제’까지 자동차 산업에 깊숙이 들어왔다. 도시, 국가 시스템과 하나로 연결된 ‘커넥티드카’를 함께 쓰는 공유서비스가 대중화하면 비싼 구입 비용과 유지비를 감수하며 자가용 차를 소유할 필요성은 크게 감소할 수밖에 없다.
결코 단순한 부분적 변화가 아니다. 전기차 보급의 확대는 그저 주유소가 전기 충전소로 변하는 수준이 아니라 자동차 수요가 현재의 1/5로 축소되어 GDP감소가 불가피하며 운송·교통과 관련한 많은 직업군과 막대한 규모의 유류세 세원(稅源)이 사라질 것이다.
<<<국민후생(國民厚生)>>>
전기차는 소비자 측면에서 25,000달러의 반값(1/2), 5, 000달러의 반의 반의 반값(1/8)의 가격과 내연기관차 대비 소모품이 적어 유지비가 적은 데다, 연료(충전)비용이 대략 5분 1로 저렴하다. 매연과 소음, 미세먼지가 전혀 발생하지 않는 전기차는 국민후생(國民厚生)을 크게 증진한다.
성장과 효율 등 객관적인 경제지표보다는 복지, 물가 안정, 분배의 공정 등 주관적인 국민의 행복 척도를 더 중시하는 것이 국민후생(國民厚生)이다. 국민 삶의 질과 경제의 지속 가능한 발전을 위해서는 현대기아차의 끝없는 성장보다 국민행복이 우선되어야 한다.
전기차 기반의 인공지능(AI) 자율주행차 시장이 성숙기로 접어들면 쓸모없이 주차된 자동차가 줄어들고 공유된 자동차만 도로를 주행하기 때문에 도로와 주차장 면적을 대폭으로 축소할 수 있어 공원이나 시민편의 공간으로 전용이 가능할 전망이다.
완전 자율주행차 산업화 시대가 만개하면 산업화 시대 도시구조는 인터넷과 센서 네트워크로 교통신호등이 하나도 없는 스마트도시 (Smart City)로 진화할 것이다.
스마트 도시의 핵심교통수단은 로보택시(RoboTAXI), 로보버스(RoboBus), 로보셔틀(RoboShuttle), 로보트럭(RoboTruck), 로보용달(用達), 로보택배 (宅配) 등이 지배할 것이다. 로보택시는 교통혼잡, 주차난, 대기오염 등을 해결할 수 있는 대안으로 확산될 가능성이 높다.
향후 로보택시가 상용화되면 현재 공유차를 이용하는 것보다 비용을 최대 80%까지 줄일 수 있다. 프랑스와 스위스 등 유럽 도시에선 로보버스(자율주행 전기버스)가 시범운행되고 있다. 대학 캠퍼스, 신도시, 공항 등을 이동하는 수단으로 로보셔틀 혹은 로보버스를 정식 대중교통 노선에 투입될 것이다.
로보택시는 운전자가 없는 자율주행 무인 택시로 스위스 금융기업 UBS는 로보택시(Robo-taxis) 보고서에서 수 년 내 상용화 될 것이라고 전망했다. 로보택시가 등장하면 대중교통과 도시 환경에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다.
로보택시의 장점으로는 저렴한 대중교통 비용과 이동성 확대, 차량유지와 관리 비용 절감, 교통사고‧교통 체증 감소, 소음 감소‧친환경 도시 실현 등이 꼽힌다. UBS는 로보택시가 상용화되면 한 가구 당 연간 5000유로(약 670만 원)를 절약할 것이라고 예측했다.
로보택시는 교통혼잡, 주차난, 대기오염 등을 해결할 수 있는 가능성이 높다. 도심 지역에서 로보택시는 2025년경부터 도입되기 시작해 2030년에는 급격히 증가하고, 2040년에는 80%에 달할 것으로 보인다. 2016년∼2050년 사이 로보택시 판매량은 연간 평균 3400만 대에 이를 것으로 추산된다.
<<<국민안전(國民安全)>>>
내연기관 자동차 배기가스는 질소(70%), 이산화탄소(18%), 수증기(8.2%), 유해물질(1%)이 포함되어 있고 일산화탄소(Carbon-monoxide, CO), 탄화수소(Hydrocarbon, HC), 질소산화물(Nitrogen-oxides, NOx) 등의 유해물질과 매연이 배출된다.
일산화탄소(CO)는 인체 흡입시 혈액 중의 헤모글로빈(Hb)과 결합하여 혈액의 산소운반 작용을 방해한다. CO가 0.3%(체적비) 이상 함유된 공기를 30분 이상 호흡하면 목숨도 잃을 수 있다. 탄화수소 (HC)는 호흡기계통과 눈을 심하게 자극하고, 암을 유발하거나 악취의 원인이 되기도 한다.
질소산화물(NOx)은 호흡기 질환(기관지염, 폐기종 등)을 유발하고 폐에 수종이나 염증을 유발할 수도 있으며, 눈에 자극을 주는 물질이다. 이외에도 오존의 생성, 광화학 스모그 발생, 수목의 고사에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
그외 매연에 포함된 입자상 고형물질(Particulate Matters, PM)은 폐암 등을 유발하는 발암물질로서 호흡기 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 특히 초미립 입자상 물질이 건강에 악영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
미세먼지(PM2.5)는 대기 중에 부유하는 분진 중 직경이 2.5㎛ 보다 작은 먼지로 머리카락 지름의 1/30 내지 1/200 수준의 매우 미세한 입자로 질산암모늄(NH4NO3, Ammonium Nitrate)과 황산암모늄((NH4)2SO4, Ammonium Sulfates)과 같은 입자를 생성한다.
대기오염에 따른 건강 피해
자동차에서 배출된 미세먼지(특히, PM2.5)는 입자가 매우 작아서 폐를 거쳐 혈관 또는 혈액까지 침투하기도 한다. 미세먼지는 기도 점막을 자극하고 염증을 유발한다. 정상인에게도 기침·가래 등의 호흡기 증상을 유발하지만, 호흡기질환, 천식 등 알레르기질환이나 심혈관질환의 증상을 악화시키는 것으로 알려져 있다.
세계보건기구(WHO)는 가솔린(휘발유) 배기가스는 2B등급, 디젤 배기가스는 1등급 발암물질로 바꾸어 지정하였다. 장기간 미세먼지에 노출되면 면역력이 급격히 저하되어 감기, 기관지염 등의 호흡기질환을 악화시키고 성인의 경우 미세먼지에 노출되면 폐 기능의 감소속도가 빨라진다.
미세먼지에 심하게 노출되면 폐, 혈액, 심혈관계 등 전신 순환계에 미세먼지가 순차적으로 침투하여 심근경색, 심부전 등 심혈관질환의 발생 위험을 높이게 된다. 이외에도 혈압을 높이거나 교감 신경계를 활성화시켜 심박수 변동성, 부정맥을 증가시킬 수 있다.
이러한 영향은 건강한 정상인 보다 고령인 사람(75세 이상), 기존 심혈관질환을 가지고 있는 환자, 당뇨, 비만 등 감수성이 높은 환자에게서 더 크게 나타난다.
서울의 대기오염도를 세계 주요 도시와 비교하면 여전히 높은 수준이다. 2014년 기준으로 서울의 미세먼지(PM10)* 농도는 일본 동경 보다 1.5배 높고, 프랑스 파리와 영국 런던 보다 각각 1.6배, 2.4배 높았다. 이산화질소(NO2) 농도는 동경 보다 1.3배, 파리 보다 1.4배, 런던 보다 1.2배 높다.
미세먼지는 천식의 발생이나 악화와 관련하여 여러 단계에 걸쳐 관여하는 것 으로 추정된다. 첫째, 미세먼지는 체내에서 활성 산소의 농도를 높여 산화스트레스를 증가 시키고, 증가된 산화스트레스는 기도 내 염증성 손상을 일으켜서 천식을 일으킨다.
둘째, 미세먼지의 구성 성분의 독성에 의해 소기도와 폐에 손상을 일으켜서 천식을 일으키기도 한다. 셋째, 미세먼지는 자체적으로 염증반응 매개 물질의 발현을 유도함으로써 체내의 면역 기능을 저하시켜 천식을 일으키기도 한다.
전기차는 연료(충전)비용이 휘발유 자동차 대비 1/5~1/3 수준으로서 고유가시대의 가계부담을 덜어주며, 석유 의존도와 에너지 수입비용을 절감할 수 있다. 또다른 장점은 엔진 없이 전기모터로 작동하기 때문에 소음이 없다. 미국 등에서는 보행자의 안전을 위해서 오히려 전기차에 소리를 내도록 하고 있다.
교통사고율의 대폭감소
2018년 기준으로 전 세계적으로 약 100만 명의 사람이 사람 운전자에 의해서 사망하고 있다. 미국의 경우 연간 3만7천명, 한국은 3781명이 사람 운전자의 실수로 사망하고 있다. 31초마다 세계에서 1명, 1시간 19분마다 한국에서 1명이 사망하고 있다.
미국 도로교통안전청(NHTSA)에서는 자율주행 자동차가 상용화되면 운전자 실수로 발생하는 치명적인 교통사고의 94% 예방 가능하며, 교통사고 건수는 최대 90% 감소가 예상되며 교통사고 관련 비용 절감액은 4000억 달러(약 430조 원)로 전망된다.
교통사고 발생원인은 크게 운전자, 자동차, 도로로 나눌 수 있으며, 교통사고의 발생 요인별 사고분석결과를 보면 운전자의 운전미숙, 피로, 과실 등이 전체 교통사고 발생율의 90%를 넘고 있다. 만약 자율주행이 완성되면 현재 음주운전처럼 사람이 자동차를 운전하는 것이 금지될 상황도 예측 가능하다.
높은 수준의 자율주행차가 상용화되면 안전에 큰 진전이 있을 것이다. 미국 도로교통안전청(NHTSA) 통계는 교통사고 원인 중 운전자가 차지하는 비중은 90%, 도로환경 7%, 차량 관련 3%로 나타나고 있다. 교통사고에서 졸음운전, 음주 운전, 조작 미숙 등 운전자로 인한 위험이 높다.
운전자의 50% 이상이 브레이크를 적절히 사용하지 않고 있으며 자율차가 이를 적절히 제어하면 치명적인 교통사고의 대부분을 예방하여 교통사고율을 획기적으로 낮추어 인명을 보호하고 사회적 비용을 줄일 수 있게될 전망이다.
완전자율주행자의 도입은 교통사고의 책임을 운전자에게서 제조사나 공급자로 옮기는 결과를 가져온다. 또한 대도시 대기오염의 80%는 교통수단이 주범으로 전기차와 자율주행차는 사고 발생은 줄어들고 도로 활용 효율은 높아지고 개별 에너지 소비율은 하락하는 긍정적 효과가 생긴다.
자율주행차가 활성화 되면 개인소유 자동차는 줄어들게 되고 공용자동차가 늘어난다. 자율주행차 선두 업체인 구글은 잠재적으로 자율주행이 대중화할 2050년 쯤이면 자동차의90%가 줄어들 것으로 예측한다.
자율주행차가 불러올 궁극적인 효과는 결국 자동차가 줄어들었을 때 효과로 자동차가 줄어들면 교통사고로 인한 인명 피해나 비용손실이 줄어든다. 자동차 스스로 운전하기 때문에 인간의 실수로 인한 교통사고도 획기적으로 감소한다.
자동차가 줄어들고 공용으로 이용하는 문화가 자리 잡으면 자동차 한 대당 활용도도 큰 폭으로 높아진다. 현재 차 한 대당 활용도는 5~10%에 불과하다. 자율주행차는 대당 활용도가 75%가 넘을 것으로 예측한다.
<<<생태회복/생태문명(生態回復/生態文明)>>>
지구온난화 시대를 맞이하여 자동차와 항공 등 수송분야는 전 세계 온실가스 배출의 25% 가량을 차지하고 있어, 온실가스 감축을 위한 세계는 ‘2050년 탄소 중립’을 위해 친환경 에너지 개발과 함께 전기차와 수소차 보급이 시급한 해결과제로 등장했다.
자동차는 온실가스 배출의 주범이다. 2018년 한 해, 미국에서 가장 많은 온실가스를 배출한 오염원이 바로 교통수단이었다(28%). 이로 인해 파리기후협정 이후 주요국들은 앞다투어 자동차의 CO2 배출량을 줄이기 위해 노력해왔다.
EU는 가장 엄격한 배출량 규제 정책을 운영해왔다. 연평균 CO2 배출량을 자동차 1대당 2015년 130g/km, 2020년 95g/km로 제한했으며, 이를 초과할 시 1g/km당 €95의 벌금을 부과하고 있다.
반값(1/2) 전기차와 전기차 대중화는 기존 글로벌 내연기관자동차회사(legacy automaker)에게는 악몽(惡夢)이나 코로나 이후(After Corona) 전세계인의 안전보건과 삶(Life,生)의 질(well-being) 향상에 매우 긍정적인 영향을 미친다.
전기차 대중화는 온실가스 감축으로 글로벌 기후변화나 생태계 회복에 기여하여 생태문명(生態文明) 시대를 앞당길 것이다. 인류생존을 위협하는 감염병 대처, 인류의 지속 가능한 삶(Life,生)과 더 나은 미래, 제로성장(zero economic growth)과 역성장(degrowth) 시대에도 삶(Life,生)의 질을 유지하고 개선하는 중요한 화두(話頭)가 되고 있다.
자율주행차는 수십 년 내에 도시 형태를 변형시킬 가장 강력한 미래의 기술이다. 자율주행차가 가져올 미래 도시사회의 변화도 단순히 혁신적 교통기술에 의해서만 이루어지지 않을 것이다. 자율주행차의 편리함과 비용에 미치는 충격은 불가피하게 거주자와 비즈니스의 입지에 영향을 미칠 것이다.
그러나 자율주행 자동차가 도시 난개발의 또 다른 파도를 일으킬지, 아니면 도시 중심의 재도시화를 촉발할지에 대해서는 아직 판단하기 이르다. 지속가능한 자율주행차의 미래는 사려 깊은 비전, 수준 높은 도시계획 기술, 스마트한 투자를 통해 만들어질 수 있을 것이다.
- 한국판 뉴딜과 스마트 무선충전 국가
무선(無線) 시스템은 유선(有線)이 가진 번거로움을 해소하기 위해 탄생했다. 과거 유선으로만 통신이 가능했던 전화기는 어느새 무선 전화기로 변신하여 사람들의 주머니나 가방 속에서 선 없는 자유를 누리고 있다. 충전도 마찬가지다.
전선이 있어야만 충전할 수 있었던 과거와 달리 최근에는 무선으로 충전하는 방식이 주목을 끌고 있는데, 대표적으로는 스마트폰을 무선으로 충전하는 기술이 꼽힌다. 운행 중 배터리가 방전에 가까워지면, 알아서 충전소를 찾아가 충전기 위에서 기다리며 무선충전으로 부족한 에너지를 채우면 된다.
전기차와 전기차 기반의 자율주행차는 ‘무선 충전’이 가능하다. 지금은 플러그를 꽂아주는 유선 충전이 보편화되어 있지만 스마트폰과 같이 무선충전이 널리 상용화된다면, 전기차와 자율주행차의 충전 문제는 걱정하지 않아도 된다.
대한민국은 아파트공화국
향후 본격적인 전기차와 자율주행차 시대가 오면 시중에서 주유소처럼 충전하는 것이 아니고 유럽이나 미국처럼 집에서 충전(집밥)을 할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 이미 유럽은 약 95%가 집이나 직장에서 충전을 하고 있다.
대한민국 헌법 제1조는 “대한민국은 민주공화국이다“. 이는 국가 형태 및 국가 정체를 민주공화국으로 규정하고 반민주적 공화제 체제와 군주제를 부정한다.
대한민국은 민주공화국이자 “아파트 공화국”이다. 통계청의 ‘2019 인구주택총조사’ 결과에 따르면 아파트 등 공동주택 수는 약 1400만호로 전체 주택의 77.2%를 차지했다.
이 가운데 아파트 수는 1128만7000호로 공동주택의 80.6%에 이르러 전기차에 집밥(충전)을 먹이기가 곤란하다.
국가가 부동산 중심의 경제정책으로 경기를 부양하려고 하고 단독주택보다 훨씬 좋은 편의 시설이 존재하는 아파트 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 아파트와 연립과 다세대 등 공동주택의 주차장을 대상으로 스마트 무선충전 시스템은 전기차 보급에 필수적이다.
자율주행차는 단순히 도로 환경만이 아니라 우리 삶과 연관된 많은 부분에도 큰 변화를 가져올 것이다. 미국자동차공학회(SAE) 기준 레벨 4 이상의 자율주행 기술이 본격적으로 상용화되는 시점은 2030년 경으로 전망되고 있다.
완전 자율주행 기술이 상용화되면 운전대가 사라지면서 실내 공간 구성과 자동차 이용 행태가 달라지고, 우리의 라이프 스타일도 바뀔 것이다. 그리고 이에 맞춰 우리 주위의 다양한 산업에도 큰 변화가 생길 것으로 예상된다.
충전 인프라가 전기차 성장력 좌우
석유값이 물처럼 저렴하다는 미국에서조차, 전기차의 연료비가 내연기관의 약 1/3에 불과하다는 연구결과가 있다. 전기차는 매연과 소음, 미세먼지가 전혀 발생하지 않고 연료(충전)비용이 대략 5분 1로 저렴하여 국민후생(國民厚生)을 크게 증진한다.
전문가들은 전기차 무선 충전 시장이 연간 약 46.7%씩 성장하면서 2027년에는 약 $2억 달러 규모 시장까지 커질 것으로 예견하고 있다. 전기차가 향후 크게 성장하겠지만 전세계적으로 충전 인프라에 대한 투자가 더 많이 이뤄져야 한다.
전기차 등록대수가 2040년 세계 자동차 등록대수의 3분의 1을 차지하는 데 그칠 것이라고 보는 이유는 가정충전이 안된다는점 때문이다. 2040년까지 전기차는 하루 800만 배럴의 석유를 수송부문에서 퇴출시킬 것이며, 전기차가 소비하는 전기는 세계 전기 소비량을 5% 증가시킬 것이라고 내다 보고 있다.
전기차 판매가 크게 늘고 있지만 8천만대가 넘는 전세계 자동차 판매량에서 차지하는 비중은 여전히 매우 작다. 하지만 2010년 1만7000대에 불과했던 세계 전기차 시장은 2015년 100만대를 돌파한 데 이어 지난해 200만대를 넘어서는 등 갈수록 가파른 성장 곡선을 그리고 있다.
주행거리, 충전 인프라, 가격 등 전기차시장 확대에 걸림돌로 작용했던 문제들이 빠르게 해결되고 있어 전기차의 성장 속도가 빨라지고 있다. 배터리 가격인하 및 주행거리 개선으로 2020년 이후 경제성 측면에서 전기차가 내연기관을 앞지르고 있다.
한국판 뉴딜은 스마트 무선충전 국가를 지향해야
전기자동차와 인공지능(AI)기반의 자율주행자동차 시장이 성숙기로 접어들면 쓸모없이 주차된 자동차가 줄어들고 공유된 자동차만 도로를 주행하기 때문에 도로와 주차장 면적을 대폭으로 축소할 수 있어 공원이나 시민편의 공간 전용 등이 가능할 전망이다.
4차산업혁명기의 자동차는 더 이상 ‘바퀴달린 발동기(원동기)‘가 아니라 ‘바퀴달린 컴퓨터’, ‘바퀴달린 에너지 저장장치(ESS)’로 진화할 것이며 현재 스마트폰 시장과 같이 자동차 산업의 중심이 제조나 생산 보다 기술, 소프트웨어로 전환될 것이다.
미래 자동차산업의 기본은 ‘전기차 기반의 자율주행차‘가 될 것이다. 결코 단순한 부분적 변화가 아니다. 전기차의 등장으로 그저 주유소가 전기 충전소로 변하는 수준이 아니라 스마트도로와 자율주행차가 융합되는 교통부분 4차산업혁명을 준비해야 한다.
매년 30조원에 육박하는 교통혼잡비용을 획기적으로 감소하는 효과까지 포함하면 ‘스마트도시구축‘에 의한 ‘도로교통 시스템의 국가적 예산효율화‘는 단순한 산술적인 예측 수준을 뛰어넘는다. 교통분야 4차 산업혁명이 필요한 이유가 여기에 있다.
전기차 보급을 확산하는 ‘스마트 무선충전 인프라‘는 웨어러블 기기를 필두로 적용분야를 점차 넓혀 최근에는 전기차 분야까지 그 영역이 확장되 있다. 도로와 주차장 등에 깔린 무선 전력 공급 인프라는 전기차의 대중화를 촉진시킨다.
무선 전력전송(wireless power transfer)시스템은 전기차 보급의 핵심요소로 전기자동차 차량 하부 바닥판(floor pan)에 무선 전력전송용의 집전장치를 부가하여 배터리셀을 무선으로 충전하여 충전에 걸리는 시간과 번거로움을 줄인다.
무선전력전송은 전기 에너지를 자기장 또는 전자기파 등의 무선전송이 가능한 형태로 변환하여 부하(load)에 전달하는 전송 기술로 자동차 차체에 충전케이블을 연결하지 않고 무선 전력전송으로 배터리를 충전한다.
스마트 무선충전은 도로․휴게소․차고지․주차 공간 등에 매설된 급전선로나 지상충전패드의 1차측 급전코일과 전기자동차 하단에 장착된 2차측 집전코일의 집전장치인 카패드(Car Pad)를 통해 전기에너지를 전자기에너지로 변환하여 차량의 모터를 구동하거나 배터리셀을 충전한다.
이와 같은 스마트 무선충전은 미래에는 자율주행과 함께 공공충전소 등에서 매우 중요한 솔루션이 될 것으로 전망되고 있어 어디를 가더라도 전기차가 끊김 없이(Seamless) 충전할 수 있는 전기이동성 에코시스템으로 진화될 것이다.
주행 중 노면에서 충전하거나, 무선으로 전기 그리드에 접속해 고객의 희망에 따라 가장 효율적인 시간대, 가격대에 충전을 결정하고 진행하거나 차량의 전력을 그리드에 되파는 스마트 무선충전, 무선 양방향 V2G(Vehicle to Grid)와 같은 미래의 ‘스마트시티(Smart city)’ 구축을 국가적 뉴딜프로젝트로 추진하여 코로나 이후(After corona)에 대비하여야 한다.
