eVTOL 도심 항공 모빌리티의 기술, 시장, 그리고 미래 전망

1. 차세대 항공 모빌리티, eVTOL의 부상

1.1 eVTOL의 정의와 핵심 개념

eVTOL(electric Vertical Take-Off and Landing)은 전기 에너지를 동력원으로 사용하여 활주로 없이 수직으로 이착륙할 수 있는 비행체를 지칭한다.1 이는 운용 방식 면에서 헬리콥터와 유사성을 가지나, 내연기관 대신 전기 동력을 사용함으로써 저소음과 친환경성이라는 근본적인 차별점을 확보한다.3 현재 국제적으로 표준화된 용어는 없으나, ’전기 추진 수직이착륙기’로 통용되며 제자리 비행(호버링)이 가능한 항공기로 정의할 수 있다.5

eVTOL은 종종 ’플라잉카(Flying Car)’와 혼용되기도 하지만, 도로 주행 기능이 없다는 점에서 엄밀히 구분되는 개념이다.5 eVTOL은 단순한 이동 수단을 넘어, 도심 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)라는 새로운 교통 생태계를 구성하는 핵심 운송수단(Vehicle)으로 간주된다.6 UAM은 기체뿐만 아니라 이착륙장인 버티포트(Vertiport), 관제 시스템, 그리고 각종 연계 서비스를 포괄하는 종합적인 교통 체계를 의미한다.6

1.2 패러다임 전환: 왜 eVTOL인가?

eVTOL의 등장은 전 세계적인 도시 과밀화와 그로 인한 지상 교통의 한계를 극복하기 위한 필연적인 결과물이다.7 지형적 제약 없이 3차원 공간을 활용하는 eVTOL은 지상 운송수단 대비 평균 4배 빠른 이동성을 제공하며, 극심한 교통 혼잡 문제의 혁신적인 해결책으로 급부상하고 있다.7

또한, 전기 동력을 사용함으로써 운항 중 탄소 배출이 전혀 없는(Zero Operating Emissions) 친환경 교통수단이라는 점은 지속 가능성을 추구하는 시대적 요구와 완벽하게 부합한다.6 기존 헬리콥터가 소음, 높은 운영 비용, 안전성 문제로 도심 내 대중화에 실패한 반면, eVTOL은 전기화와 분산 추진 기술을 통해 이러한 고질적인 문제들을 해결할 잠재력을 지닌다.3

이처럼 eVTOL의 부상은 단순히 ’전기 헬리콥터’의 개발을 넘어선다. 이는 교통의 3차원적 확장과 에너지 전환이라는 두 가지 거대한 메가트렌드가 항공 산업에서 교차하는 지점에서 발생하는 패러다임의 전환이다. 헬리콥터가 이루지 못한 ’도심 항공의 대중화’라는 목표를 달성하기 위한 새로운 접근법인 것이다. 그러나 이는 기술적 혁신만으로 완성될 수 없다. 대규모 전력 공급이 가능한 버티포트 신설, 다수의 저고도 비행체를 관리할 새로운 항공 교통 관리 체계(UATM), 그리고 소음과 안전에 대한 높은 수준의 사회적 수용성 확보 등 도시 계획, 에너지 인프라, 사회적 인식의 근본적인 변화를 요구하는 복합적인 과제이다. 즉, eVTOL은 단일 제품이 아닌, 하나의 거대한 사회-기술 시스템(Socio-technical system)이자 생태계로서 접근해야 한다.

2. eVTOL 핵심 기술 심층 분석

2.1 추진 방식에 따른 분류와 특성

eVTOL 항공기는 추진 시스템의 구성 방식에 따라 크게 세 가지 유형으로 분류된다: 멀티콥터(Multicopter), 리프트 플러스 크루즈(Lift + Cruise), 그리고 편향 추력(Vectored Thrust).5 이 분류는 단순한 기술적 차이를 넘어, 각 기체의 성능, 운용 목적, 그리고 상용화 전략을 결정하는 핵심적인 설계 철학의 차이를 반영한다. 이는 각 기업이 목표로 하는 시장과 리스크 감수 전략을 보여주는 경영 판단의 결과물이기도 하다.

2.1.1 멀티콥터 (Multicopter)

멀티콥터 방식은 고정된 날개 없이 여러 개의 수직 방향 로터만을 이용해 양력과 추력을 모두 생성한다.8 일반적인 드론과 비행 원리가 거의 동일하며, 구조가 상대적으로 단순하다는 특징을 가진다.5 대표적인 기체로는 독일 볼로콥터(Volocopter)의 ’볼로시티(VoloCity)’와 중국 이항(EHang)의 ’EH216’이 있다.8

구조가 단순하여 개발 및 제작이 용이하고, 이는 감항인증 획득에 유리하게 작용할 수 있다.8 또한, 제자리 비행(호버링) 효율이 높다는 장점이 있다.8 하지만 수평 비행 시 양력을 추가로 생성하는 날개가 없어 에너지 효율이 크게 떨어진다. 이로 인해 비행 속도가 약 100 km/h 내외로 비교적 느리고, 항속 거리 또한 40~100 km 정도로 짧아 장거리 운항에는 한계가 있다.8 이러한 특성은 기술적 복잡성을 최소화하여 가장 빠르게 인증을 획득하고 단거리 도심 셔틀이나 관광 비행과 같은 초기 틈새시장을 선점하려는 전략으로 해석된다.

2.1.2 리프트 플러스 크루즈 (Lift + Cruise)

리프트 플러스 크루즈 방식은 수직 이착륙을 위한 양력(lift)용 로터와 수평 비행을 위한 추력(cruise)용 프로펠러를 각각 독립적으로 장착한 복합형(하이브리드) 구조다.5 이는 비행기처럼 양력을 발생시키는 고정익 날개와 헬리콥터의 프로펠러를 결합한 형태다.8 대표적인 기체로는 보잉과 협력하는 위스크 에어로(Wisk Aero)의 ’코라(Cora)’와 아처 에비에이션(Archer Aviation)의 ’미드나잇(Midnight)’이 있다.15

순항 비행 시에는 고정익을 통해 양력을 얻으므로 멀티콥터에 비해 에너지 효율이 높다.8 또한, 복잡한 틸팅 메커니즘이 없어 편향 추력 방식보다 구조적으로 단순하고 수직 이착륙이 비교적 용이하다는 장점이 있다.8 그러나 순항 비행 중에 사용되지 않는 양력용 로터들이 공기 저항을 발생시켜 전체적인 에너지 효율을 저하시키는 단점이 있다.17 성능 면에서는 비행 속도 약 180 km/h, 항속 거리 80~150 km 수준으로, 멀티콥터와 편향 추력 방식의 중간 단계에 위치한다.8 이는 두 방식의 장점을 절충하여 기술적 리스크를 관리하면서도 멀티콥터보다 높은 성능을 확보하려는 균형 잡힌 시장 진입 전략으로 볼 수 있다.

2.1.3 편향 추력 (Vectored Thrust)

편향 추력 방식은 동일한 추진 장치의 방향을 물리적으로 전환(tilting)하여 수직 이착륙과 수평 비행을 모두 수행하는 가장 진보된 형태다.5 이착륙 시에는 로터를 수직 방향으로 향하게 하여 양력을 얻고, 순항 시에는 수평 방향으로 전환하여 추력을 얻는다. 로터만 회전하는 ’틸트로터(Tilt-rotor)’와 날개 전체가 함께 회전하는 ’틸트윙(Tilt-wing)’으로 세분화된다.8 대표적인 기체로는 조비 에비에이션(Joby Aviation)의 ‘S4’, 현대자동차그룹 슈퍼널(Supernal)의 ‘S-A2’, 릴리움(Lilium)의 ‘릴리움 제트’ 등이 있다.18

모든 추진 장치를 비행 전 구간에서 활용하므로 공기역학적으로 가장 효율적이며, 가장 빠른 속도(230~350 km/h)와 긴 항속 거리(100~300 km)를 구현할 수 있다.8 하지만 로터를 정밀하게 기울이는 틸팅 메커니즘이 매우 복잡하여 기술적 난이도가 가장 높고 개발 비용 또한 많이 소요된다.5 특히, 수직 비행 모드에서 수평 비행 모드로 전환되는 ‘천이 비행(Transition flight)’ 구간에서의 안정성 확보는 이 방식의 핵심 기술 과제로 꼽힌다.23 이는 높은 기술적 허들과 막대한 투자 비용을 감수하는 대신, 월등한 성능을 바탕으로 공항-도심 연결, 도시 간 이동 등 더 넓은 시장을 공략하고 장기적인 경쟁 우위를 확보하려는 전략을 반영한다.

표 1: 추진 방식별 eVTOL 비교

자료: 5

2.2 분산 전기 추진(DEP) 기술

분산 전기 추진(Distributed Electric Propulsion, DEP)은 eVTOL의 핵심 기술 중 하나로, 하나의 중앙 동력원에서 생성된 에너지를 여러 개의 전기 모터와 프로펠러로 분산하여 추력을 발생시키는 시스템을 의미한다.12 기존 항공기가 소수의 대형 엔진에 의존하는 것과 달리, 다수의 소형 전기 모터를 기체 곳곳에 전략적으로 배치하는 것이 특징이다.26

DEP 기술의 가장 큰 장점은 안전성이다. 여러 개의 추진 시스템이 독립적으로 구동되기 때문에, 일부 모터나 프로펠러가 새 충돌이나 기계적 결함으로 인해 고장 나더라도 나머지 시스템이 추력을 보상하여 비행을 지속하고 안전하게 착륙할 수 있다.8 이는 치명적인 단일 고장점(single point of failure)이 존재하는 기존 헬리콥터와 비교할 때 구조적인 안전성을 획기적으로 향상시키는 요소다.28

저소음 역시 DEP의 중요한 장점이다. 하나의 대형 로터 대신 여러 개의 작은 로터를 사용하고, 각 모터의 출력을 비행 상황에 맞게 독립적으로 정밀 제어함으로써 로터 끝단 속도(tip speed)를 낮춰 소음을 크게 줄일 수 있다.12 전기 모터 자체가 내연기관보다 훨씬 조용하다는 점도 도심 운용에 유리하게 작용한다.8

효율성 측면에서도 이점을 가진다. 비행 상황에 따라 필요한 모터만 작동시키거나 각 모터의 출력을 최적화하여 에너지 낭비를 최소화할 수 있다.24 또한, 날개 표면을 따라 흐르는 느린 공기층을 흡입하여 추력으로 활용하는 경계층 흡입(Boundary Layer Ingestion, BLI)과 같은 공력-추진 통합 설계를 통해 항력을 줄이고 추진 효율을 더욱 높일 수 있다.24

DEP 기술은 eVTOL의 안전 철학을 근본적으로 바꾸는 역할을 한다. 이는 기계적 신뢰성에만 의존하여 ’고장’을 원천적으로 ’방지(Failure Prevention)’하려던 전통적 항공 안전 개념에서, 시스템의 다중화를 통해 일부의 ’고장’을 ’감내(Failure Tolerance)’하면서도 안전 운항을 지속하는 개념으로의 전환을 의미한다. 일부 모터의 고장을 시스템이 스스로 감지하고, 나머지 모터들의 출력을 실시간으로 재분배하여 기체의 균형을 유지하는 복잡한 과정은 조종사의 수동 제어 범위를 넘어선다. 따라서 이는 고도로 자동화된 비행 제어 컴퓨터(FCC)와 플라이 바이 와이어(FBW) 시스템의 개입을 필수로 만든다.30 이러한 고장 감지 및 자동 대응 로직은 자율 비행 시스템의 핵심 기능과 맞닿아 있으며, 결국 DEP의 안전성을 완벽하게 구현하기 위해서는 고도화된 자율 비행 제어 기술이 필수적임을 시사한다. 즉, DEP는 eVTOL의 제어 시스템이 필연적으로 소프트웨어 중심의 지능형 시스템으로 발전해야 함을 의미하며, 완전 자율 비행으로 가는 중요한 기술적 교두보 역할을 한다.

2.3 동력원: 배터리 기술의 현주소와 미래

eVTOL의 심장이라 할 수 있는 배터리는 일반 전기차(EV) 배터리보다 훨씬 더 엄격하고 복합적인 성능을 요구한다.4

첫째, **높은 에너지 밀도(High Energy Density)**는 항공기의 항속 거리를 결정하는 가장 중요한 요소다.33 항공유에 비해 에너지 밀도가 현저히 낮은 배터리의 한계를 극복하기 위해, 무게 대비 최대한 많은 에너지를 저장해야 한다.33 업계에서는 상용화를 위해 최소 230 Wh/kg을 넘어, 400~500 Wh/kg 수준의 에너지 밀도를 목표로 하고 있다.34

둘째, **높은 출력(High Power Output)**이 필수적이다. 특히 수직 이륙 시 기체 무게 전체를 들어 올리기 위해 막대한 에너지를 순간적으로 방출해야 하므로, 높은 방전율(C-rate)을 감당할 수 있어야 한다.37

셋째, 급속 충전(Fast Charging) 능력은 사업성과 직결된다. 항공기 가동률을 극대화하기 위해 승객이 타고 내리는 수 분 내에 재충전이 가능해야 한다.12

넷째, **안전성 및 수명(Safety & Longevity)**은 타협할 수 없는 가치다. 고출력 사용 시 발생하는 열을 효과적으로 제어하여 열 폭주(thermal runaway) 위험을 방지해야 하며 39, 잦은 급속 충방전에도 성능 저하가 적어 긴 수명을 보장해야 운영 비용을 절감할 수 있다.34

그러나 현재 상용화된 리튬이온 배터리의 에너지 밀도는 약 170~300 Wh/kg 수준에 머물러 있어, eVTOL의 비행시간을 1시간 내외로 제한하는 가장 큰 기술적 병목으로 작용하고 있다.32 이를 극복하기 위해 리튬-황(Lithium-Sulfur) 배터리, 전고체(All-Solid-State) 배터리 등 차세대 기술 개발이 활발히 진행 중이다.4 리튬-황 배터리는 이론적으로 에너지 밀도가 더 높고 가벼우며, 전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체하여 안전성을 획기적으로 높일 수 있어 유력한 대안으로 주목받고 있다.4

현재 eVTOL 산업의 발전은 미래의 배터리 기술 로드맵이 계획대로 실현될 것이라는 기대를 선반영한, 일종의 ’기술적 부채’를 안고 진행되는 양상이다. 대부분의 eVTOL 개발사들이 제시하는 100 km 이상의 항속 거리와 같은 공식 제원은 사실상 400 Wh/kg 이상의 에너지 밀도를 가진 차세대 배터리의 상용화를 가정한 수치다.38 이는 항공기라는 하드웨어의 개발 속도와 배터리라는 소재 기술의 발전 속도 사이에 존재하는 불일치를 의미하며, 상용화 시점과 초기 시장의 규모를 결정할 가장 큰 불확실성 요인으로 작용한다. 만약 배터리 기술 발전이 예상보다 더딜 경우, 초기 상용화 eVTOL은 발표된 제원에 미치지 못하는 성능으로 운용되거나, 잦은 배터리 교체로 인해 운영비가 급증하여 경제성 확보에 심각한 차질을 빚을 수 있다.41

2.4 자율 비행 시스템의 진화

장기적으로 eVTOL의 대중화를 위해서는 완전 자율 비행 기술의 확보가 필수적이다. 이는 조종사 인건비를 제거하여 운영 비용을 획기적으로 절감하고, 인적 오류(human error)에 의한 사고 가능성을 원천적으로 차단하여 안전성을 극대화하기 위함이다.6

자율 비행 시스템은 크게 센서, 항법, 그리고 비행 제어 기술로 구성된다. GPS, 라이다(Lidar)와 같은 센서들은 기체 주변 환경과 기체의 상태를 실시간으로 인지하는 역할을 한다.23 항법 시스템은 도심의 고층 빌딩 숲과 같이 GPS 신호가 불안정한 환경에서도 정확한 위치를 파악하기 위한 고정밀 복합항법기술(INS/GNSS)을 요구한다.30 비행 제어 시스템은 조종사의 조작이나 자율 비행 시스템의 명령을 전기 신호로 변환하여 기체의 움직임을 제어하는 플라이 바이 와이어(FBW) 시스템과, 비정상 상황 발생 시 자동으로 대처하는 비행 제어 컴퓨터(FCC)가 핵심이다.30

자율 비행 기술은 자동차와 유사하게 단계적으로 발전할 것으로 예상된다.47 초기 상용화 단계에서는 조종사가 탑승하여 시스템을 감독하는 형태로 운영되다가, 기술이 성숙함에 따라 점차 시스템의 개입이 늘어나 최종적으로는 모든 상황에서 시스템이 운항을 책임지는 완전 자율 비행으로 나아갈 것이다.35

그러나 완전 자율 비행으로 가는 길에는 복잡한 도심 환경에서의 돌풍, 난기류 등 예측 불가능한 변수에 강건하게 대응하는 제어 기술, 통신 음영 지역에서의 안정적인 항법, 그리고 해킹과 같은 사이버 보안 위협 등 해결해야 할 기술적 과제가 산적해 있다.30 특히, 정해진 경로를 따라 비행하는 것을 넘어, 허가받지 않은 드론, 새 등 예측 불가능한 비협조적 비행체와 동적으로 상호작용하며 충돌을 회피하는 ‘탐지 및 회피(Detect-and-Avoid, DAA)’ 기술의 성숙도가 자율 비행의 안전성을 담보하는 핵심이다.45 이는 단순히 기술적 문제를 넘어, 만약 DAA 시스템의 판단 오류로 사고가 발생했을 경우 그 법적, 윤리적 책임을 기체 제조사, 소프트웨어 개발사, 관제 시스템 중 누가 질 것인가에 대한 새로운 규제 프레임워크와 사회적 합의를 요구하는 고차원적인 문제이기도 하다. 따라서 완전 자율 비행의 상용화 시점은 기술 개발 속도뿐만 아니라, 이러한 사회-기술적 시스템의 성숙도에 의해 결정될 것이다.

3. 글로벌 eVTOL 시장 경쟁 구도 및 주요 플레이어

3.1 시장 개요 및 주요 기업

현재 글로벌 eVTOL 시장은 에어버스(Airbus), 보잉(Boeing)과 같은 전통적인 항공우주 대기업과 조비 에비에이션(Joby Aviation), 아처 에비에이션(Archer Aviation) 등 수많은 기술 스타트업이 치열하게 경쟁하는 역동적인 구도를 형성하고 있다.49 주요 선도 기업으로는 미국 국적의 조비 에비에이션, 아처 에비에이션, 위스크 에어로(Wisk Aero), 유럽의 릴리움(Lilium), 볼로콥터(Volocopter), 버티컬 에어로스페이스(Vertical Aerospace), 그리고 중국의 이항(EHang) 등이 꼽힌다.49 이들 기업은 기업인수목적회사(SPAC)를 통한 상장, 벤처캐피털로부터의 대규모 투자 유치, 그리고 주요 항공사로부터의 대규모 선주문 확보 등을 통해 상용화에 필요한 자금을 조달하며 개발에 박차를 가하고 있다.49

이러한 경쟁 구도는 크게 두 가지 흐름으로 양분되는 경향을 보인다. 조비, 아처 등 미국 기업들은 비교적 긴 항속거리와 빠른 속도를 목표로 하여 공항-도심, 도시-교외 연결 등 중장거리 노선의 사업성을 공략하는 ‘속도/장거리 지향’ 전략을 추구한다. 이는 넓은 국토와 분산된 대도시 구조를 가진 북미 시장의 특성을 반영한 결과다. 반면, 볼로콥터, 이항 등 유럽과 중국 기업들은 짧은 항속거리의 멀티콥터 방식에 집중하여 조밀한 도시 구조 내 단거리 셔틀, 관광 비행 등 틈새시장을 우선 공략하고, 빠른 인증을 통해 시장을 선점하려는 ‘도심 최적화/단거리 지향’ 전략을 편다. 이러한 차이는 각 지역의 도시 구조와 시장 환경뿐만 아니라, FAA의 신중한 접근법과 중국 CAAC의 산업 육성을 위한 과감한 규제 결정 등 규제 철학의 차이도 반영하고 있다.52

3.2 주요 기업 및 기체 상세 분석

각 주요 기업들은 저마다의 기술 철학과 시장 전략을 바탕으로 독자적인 기체를 개발하고 있다.

• 조비 에비에이션 (Joby Aviation, 미국) - S4: 조종사 1명과 승객 4명이 탑승 가능하며, 6개의 틸팅 프로펠러를 사용하는 편향 추력 방식을 채택했다.55 최고 속도 322 km/h, 최대 항속 거리 241 km의 높은 성능을 자랑하며, 현재 FAA 인증 절차에서 가장 앞서 있는 기업 중 하나로 평가받는다.55 자동차 제조사 토요타(Toyota)와의 생산 협력 및 델타 항공(Delta Air Lines)과의 파트너십을 통해 강력한 양산 및 서비스 생태계를 구축하고 있다.51

• 아처 에비에이션 (Archer Aviation, 미국) - 미드나잇 (Midnight): 조종사 1명과 승객 4명을 태울 수 있으며, 수직 이착륙을 위한 6개의 고정 프로펠러와 순항 비행 및 수직 이착륙을 위한 6개의 틸팅 프로펠러를 함께 사용하는 리프트 플러스 크루즈 방식을 적용했다.58 최고 속도는 241 km/h, 항속 거리는 최대 161 km다.16 자동차 대기업 스텔란티스(Stellantis)와 협력하여 대량 생산 체계를 구축 중이며, 유나이티드 항공(United Airlines)으로부터 10억 달러 규모의 대규모 주문을 확보했다.49

• 위스크 에어로 (Wisk Aero, 미국) - 6세대 기체 (Cora): 보잉(Boeing)과 구글 창업자 래리 페이지의 키티호크(Kitty Hawk)가 설립한 합작사로, 초기부터 ’완전 자율 비행’을 목표로 개발을 진행하고 있다는 점이 가장 큰 특징이다.49 6세대 기체는 4인승으로, 순항 속도 약 222 km/h, 항속 거리 144 km 이상을 목표로 한다.62 12개의 프로펠러를 사용하는 리프트 플러스 크루즈 방식을 사용한다.62

• 이항 (EHang, 중국) - EH216-S: 16개의 고정 로터를 사용하는 2인승 멀티콥터 기체다.13 최고 속도 130 km/h, 항속 거리 30~35 km로 성능은 제한적이지만, 세계 최초로 중국민용항공국(CAAC)으로부터 무인 조종 eVTOL에 대한 형식 인증, 생산 인증, 표준 감항 인증을 모두 획득하고 상업 운항을 시작했다는 점에서 상징적인 의미가 크다.51 주로 관광 비행과 같은 특정 분야에 집중하는 전략을 사용한다.

• 볼로콥터 (Volocopter, 독일) - 볼로시티 (VoloCity): 18개의 고정 로터를 사용하는 2인승 멀티콥터로, 이항의 기체와 유사한 개념이다.65 최고 속도 110 km/h, 항속 거리 35 km 수준이며, 다중화 설계를 통해 안전성을 극대화했다.67 2024년 파리 올림픽에서의 시범 운항을 목표로 하는 등 단기 상용화에 집중하고 있으며, 신속한 운항 회전율을 위해 배터리 교체(swapping) 시스템을 채택했다.65

• 릴리움 (Lilium, 독일) - 릴리움 제트 (Lilium Jet): 30~36개의 소형 전기 덕티드 팬(ducted fan)을 날개에 내장하여 추력의 방향을 바꾸는 독자적인 편향 추력 방식을 사용한다.69 7인승 모델 기준 최고 속도 300 km/h, 항속 거리 250 km 이상이라는 야심 찬 성능 목표를 제시하며, 도심 내 이동을 넘어 도시 간 이동을 포함하는 지역 간 항공 모빌리티(RAM, Regional Air Mobility) 시장을 공략하고 있다.71

• 버티컬 에어로스페이스 (Vertical Aerospace, 영국) - VX4: 조종사 1명과 승객 4명이 탑승하며, 8개의 틸팅 프로펠러를 사용하는 편향 추력 방식의 기체다.73 최고 속도 322 km/h, 항속 거리 161 km를 목표로 한다.73 롤스로이스(엔진), 하니웰(항공전자) 등 유수의 항공우주 부품 전문기업들과의 파트너십을 통해 핵심 부품을 공급받는 ‘자산 경량화(asset-light)’ 비즈니스 모델을 추구하는 것이 특징이다.51

표 2: 글로벌 주요 eVTOL 기체 제원 비교

자료: 16

4. 한국형 도심 항공 모빌리티(K-UAM) 생태계 분석

4.1 정부 주도 K-UAM 로드맵 및 그랜드챌린지

대한민국 정부는 UAM을 미래 핵심 성장 동력으로 인식하고, 세계 시장을 선도하기 위해 체계적이고 강력한 산업 육성 정책을 추진하고 있다. 그 중심에는 2020년 6월 국토교통부가 발표한 「한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵」이 있다.75 이 로드맵은 2025년 초기 상용화를 시작으로, 준비기(’20~’24), 초기(’25~’29), 성장기(’30~’35), 성숙기(’35~)에 이르는 단계별 발전 전략을 명확히 제시하고 있다.76

로드맵의 성공적인 이행을 위해 정부, 공공기관, 대기업, 중소기업, 학계 등 40여 개 이상의 핵심 주체들이 참여하는 민관협의체 ’UAM 팀 코리아(UAM Team Korea)’가 발족되었다.76 팀 코리아는 정책, 기체·운항, 인프라, 교통관리 등 5개 실무 분과를 중심으로 UAM 생태계 전반에 걸친 과제를 논의하고 협력하는 컨트롤 타워 역할을 수행한다.76

이러한 정부 주도 전략의 핵심 실행 프로그램이 바로 ’K-UAM 그랜드챌린지(GC)’다.79 이는 상용화에 앞서 기체의 안전성을 검증하고, 한국의 복잡한 도심 환경과 통신 인프라에 최적화된 운용 개념 및 기술 기준을 마련하기 위한 대규모 민관 합동 실증 사업이다.81 그랜드챌린지는 2단계로 구성된다. 1단계는 전라남도 고흥의 국가종합비행성능시험장이라는 통제된 개활지 환경에서 기체의 안전성, 통합 운용성, 소음 수준 등 기초 성능을 검증하는 단계다.83 2024년, 다수의 컨소시엄이 이 1단계 실증을 성공적으로 완료하며 상용화 가능성을 입증했다.85 2단계는 2024년 하반기부터 수도권의 아라뱃길, 한강 등 실제 도심 환경과 유사한 준도심 지역에서 상용화에 준하는 시나리오 기반의 시험 비행을 추진하는 단계다.83

이러한 한국의 ‘선(先)실증, 후(後)상용화’ 전략은 불확실성이 높은 신산업 분야에서 정부가 주도적으로 테스트베드를 제공하고 초기 시장 창출을 유도함으로써 민간 기업의 투자 리스크를 경감시키는 ‘생태계 구축형’ 모델의 전형을 보여준다. 정부는 그랜드챌린지를 통해 단순히 기술을 시험하는 것을 넘어, 실증 과정에서 축적된 데이터를 한국 실정에 맞는 운항 기준, 안전 인증 제도 등 ’제도화’의 근거로 활용한다.84 이는 정부가 단순한 ’심판’이 아닌, 산업의 ’코치’이자 ’판을 까는 주체’로서 기능하며, 참여 기업 간의 기술 및 운용 표준을 조기에 확립하고 향후 통합된 서비스 제공의 기반을 마련하려는 강력한 산업 정책적 의지를 나타낸다.

4.2 국내 주요 컨소시엄 경쟁 전략

K-UAM 그랜드챌린지를 중심으로 국내 UAM 시장은 각 분야의 강점을 가진 기업들이 연합한 대규모 컨소시엄 간의 경쟁 구도로 재편되었다. 이는 UAM이 단일 기업의 역량만으로는 실현 불가능한, 생태계 전반의 협력이 필수적인 사업임을 방증한다.

• 현대차 컨소시엄 (K-UAM 원팀): 현대자동차(기체 개발), 대한항공(운항), 인천국제공항공사(인프라), KT(통신/교통관리), 현대건설(버티포트) 등 각 분야의 대표 기업들로 구성되었다.85 현대차그룹의 미국 UAM 독립법인 슈퍼널(Supernal)이 개발 중인 틸트로터 방식의 5인승 기체 ’S-A2’를 중심으로, 2028년 상용화를 목표로 하고 있다.20 이들의 전략은 세계적인 자동차 제조 역량을 기반으로 한 기체 양산 능력과 각 분야 1위 기업들의 전문성을 결합한 ’제조 기반의 수직계열화’로 요약된다.

• SKT 컨소시엄 (K-UAM 드림팀): SK텔레콤(서비스/운항), 한국공항공사(인프라), 한화시스템(기체/관제), 티맵모빌리티(플랫폼) 등이 주축이다.91 글로벌 기체 개발 선두주자인 미국 조비 에비에이션(Joby Aviation)의 ‘S4’ 기체를 도입하여 실증 및 초기 상용화에 활용할 계획이다.93 이는 기체 개발의 리스크와 시간을 최소화하고, 자사의 핵심 역량인 5G 통신망과 T맵 플랫폼을 활용해 서비스 생태계를 선점하려는 ‘플랫폼 기반의 개방형 협력’ 전략이다.

• LGU+/카카오모빌리티 컨소시엄 (UAM 퓨처팀): LG유플러스(교통관리), 카카오모빌리티(플랫폼/운항), GS건설(버티포트)로 구성되어 있다.92 초기에는 영국 버티컬 에어로스페이스와 협력했으나, 최근 카카오모빌리티가 미국 아처 에비에이션의 ‘미드나잇’ 기체 50대 구매 계획을 발표하며 기체 파트너를 다원화하고 있다.96 카카오T 플랫폼의 막강한 가입자 기반을 UAM으로 자연스럽게 연결하는 ‘모빌리티 플랫폼 확장’ 전략을 구사한다.

이러한 국내 경쟁 구도는 크게 ’자체 기체 개발(현대차)’과 ’해외 선진 기체 도입(SKT, 카카오모빌리티)’이라는 두 가지 상반된 접근법의 대결로 압축된다. 현대차는 UAM 생태계의 핵심인 하드웨어, 즉 기체를 내재화하여 기술 종속을 피하고 장기적으로 글로벌 시장의 공급자가 되겠다는, 자동차 산업에서의 성공 방정식을 UAM에 적용하려는 시도다. 반면 통신 및 플랫폼 기업들은 기체 개발의 불확실성을 회피하고, 이미 검증된 해외 기체를 활용해 자사의 핵심 역량인 서비스와 인프라를 바탕으로 초기 시장을 빠르게 장악하겠다는 전략이다. 두 전략의 성패는 향후 K-UAM 시장의 개방성, 기술 표준화 동향, 그리고 정부의 정책적 지원 방향 등 다양한 변수에 따라 결정될 것이며, 이는 한국의 제조업 역량과 ICT/플랫폼 역량 중 어느 것이 UAM 시대의 주도권을 잡는 데 더 유리할 것인지에 대한 거대한 실험이 될 것이다.

표 3: K-UAM 주요 컨소시엄 현황

자료: 85

5. eVTOL 상용화의 제반 조건 및 과제

eVTOL의 상용화는 단순히 기술 개발을 넘어 인프라, 규제, 경제성, 사회적 수용성 등 다차원적인 조건이 동시에 충족되어야 하는 복합적인 과제다.

표 4: eVTOL vs. 헬리콥터 비교 분석

자료: 3

5.1 시장 전망 및 활용 분야

글로벌 UAM 시장은 폭발적인 성장이 예상된다. 여러 시장조사기관은 2024년 약 38억~46억 달러 규모의 시장이 형성된 후, 연평균 30% 이상의 높은 성장률을 보이며 2030년에는 230억~290억 달러, 2035년 이후에는 400억 달러를 훌쩍 넘는 거대 시장으로 성장할 것으로 예측하고 있다.98

초기 시장은 도심 내 교통 체증을 피해 이동 시간을 획기적으로 단축하는 **에어택시(여객 운송)**가 주도할 것으로 보인다.6 그러나 eVTOL의 활용 분야는 이에 국한되지 않는다. 도로 교통을 우회하여 도서/산간 지역 등 접근성이 낮은 곳까지 신속한 배송이 가능한 물류 및 화물 운송 분야는 가장 큰 잠재 시장 중 하나로 꼽힌다.101 특히 야간 운항과 자율 비행 기술이 결합되면 물류 효율을 극대화할 수 있다.104 또한, 교통 체증과 무관하게 의료진, 의약품, 이송 장기 등을 신속하게 운송하여 골든타임을 확보하는 응급 의료 서비스(EMS) 분야에서의 활약도 크게 기대된다.105 이 외에도 정찰, 물자 수송 등 국방 및 공공 서비스 분야와 관광, 농업 등 다양한 산업에서 새로운 부가가치를 창출할 것으로 전망된다.52

5.2 인프라 및 교통 관리 시스템

eVTOL 운항을 위해서는 새로운 물리적, 디지털 인프라 구축이 필수적이다. **버티포트(Vertiport)**는 eVTOL의 수직 이착륙, 급속 충전, 정비 등을 위한 전용 터미널이다.3 기존 헬리포트와 외형은 유사할 수 있으나, 대규모의 안정적인 전력 공급이 필수적이라는 점에서 근본적인 차이를 가진다.110 버티포트의 충전 스탠드 하나는 피크 시 1~2 MW의 전력을 요구하는데, 이는 수백 가구의 전력 사용량과 맞먹는 수준이다.111 따라서 기존 도심 전력망에 막대한 부담을 줄 수 있으며, 이를 해결하기 위해 별도의 전력망 증설, 에너지 저장 장치(ESS), 태양광 등 신재생에너지와 연계된 마이크로그리드 구축이 필요하다.111

도심 항공 교통 관리(UATM, Urban Air Traffic Management) 시스템은 다수의 eVTOL이 복잡한 도심 저고도 공역을 안전하고 효율적으로 운항하기 위한 디지털 인프라다.113 기존의 항공 교통 관제(ATC) 시스템은 소수의 대형 항공기를 관제사가 직접 통제하는 데 최적화되어 있어, 수많은 소형 비행체가 빈번하게 운항하는 UAM 환경에는 적합하지 않다.41 UATM은 실시간 비행 경로 설정, 기체 간 충돌 방지, 기상 정보 제공, 버티포트 자원 할당 등을 자동화된 알고리즘으로 처리하여 대규모 운항을 지원하는 것을 목표로 한다.116

5.3 규제 환경 및 인증

새로운 형태의 항공기인 eVTOL의 안전성을 보장하고 상용 운항을 허가하기 위한 규제 및 인증 체계 마련은 상용화의 가장 중요한 관문이다. 현재 미국 연방항공청(FAA)과 유럽항공안전청(EASA)이 글로벌 eVTOL 인증 표준 수립을 주도하고 있으며, 두 기관은 상호 인증 절차를 간소화하기 위해 규제 조화에 긴밀히 협력하고 있다.118

특히 FAA는 eVTOL을 기존의 ’비행기(airplane)’나 ’회전익항공기(rotorcraft)’로 분류하는 대신, ’동력 양력 항공기(Powered-lift)’라는 새로운 특별 범주(Special Class)로 지정하여 인증을 진행하고 있다.53 이는 eVTOL이 수직 이착륙 시에는 헬리콥터처럼, 순항 시에는 비행기처럼 작동하는 복합적인 특성을 가졌음을 공식적으로 인정한 것이다. 이러한 접근은 기존 규정의 틀에 얽매이지 않고, 새로운 기술의 특성에 맞는 유연하고 성능 기반의 안전 기준을 적용하기 위함이다.121 eVTOL은 기존 상용 여객기와 동등한 수준의 안전성(10억 비행시간당 1회의 치명적 사고율)을 목표로 하며, 이를 입증하기 위해 설계, 제작, 시험 등 전 과정에 걸쳐 엄격한 검증 절차를 거쳐야 한다.74

5.4 극복해야 할 장벽

장밋빛 전망에도 불구하고 eVTOL 상용화까지는 여러 난관이 존재한다. 첫째, 기술적 한계로, 특히 배터리 성능(에너지 밀도, 수명, 충전 속도)은 여전히 상용화를 제약하는 가장 큰 요인으로 남아있다.6

둘째, 경제성 문제다. 높은 기체 개발 및 구매 비용, 막대한 초기 인프라 구축 비용, 그리고 배터리 교체 비용 등으로 인해 초기 운영 비용이 높을 것으로 예상된다.6 이는 대중이 수용할 만한 수준의 요금을 책정하는 데 어려움으로 작용할 수 있다.42

셋째, 사회적 수용성 확보다. 무엇보다 안전에 대한 대중의 신뢰를 얻는 것이 가장 중요한 과제다.6 또한, 도심 운항에 따른 소음 문제도 해결해야 한다. eVTOL은 헬리콥터보다 현저히 조용하지만, 다수의 기체가 낮은 고도에서 빈번하게 운항할 경우 새로운 형태의 소음 공해를 유발할 수 있다.126 최근 연구에 따르면 소리의 절대적인 크기(dB)뿐만 아니라, 소리의 특성(주파수 등)과 항공기의 시각적 노출 여부가 대중이 느끼는 ’성가심(annoyance)’에 큰 영향을 미치는 것으로 나타나, 다각적인 접근이 필요하다.127

6. 결론: eVTOL이 열어갈 미래 항공 모빌리티의 전망과 제언

6.1 종합 전망

eVTOL은 기술적, 규제적, 사회적 허들을 넘어야 하는 복합적이고 도전적인 과제임이 분명하다. 그러나 전 세계적인 도시화와 교통 문제 심화, 그리고 지속 가능성에 대한 요구가 맞물리면서 도심 항공 모빌리티의 필요성은 그 어느 때보다 높아지고 있다. eVTOL은 이러한 시대적 요구에 부응하며 도심 교통의 패러다임을 근본적으로 바꿀 잠재력을 지니고 있다.

초기 시장은 공항-도심 연결, 주요 거점 간 이동 등 제한된 노선에서의 프리미엄 서비스 형태로 시작될 가능성이 높다. 이후 배터리 기술의 발전, 기체 양산을 통한 가격 하락, 버티포트 인프라 확충, 그리고 자율 비행 기술의 성숙도에 따라 점차 서비스 범위와 대상이 확대되며 대중적인 교통수단으로 자리매김할 것으로 전망된다. 특히 대한민국은 정부의 강력한 정책적 의지와 민간 부문의 활발한 기술 개발 및 투자를 바탕으로 글로벌 UAM 시장을 선도할 수 있는 유리한 위치에 있다. K-UAM 그랜드챌린지를 통한 체계적인 실증 경험과 세계 최고 수준의 ICT 인프라는 한국형 UAM 생태계 구축의 든든한 자산이 될 것이다.

6.2 성공적 상용화를 위한 제언

eVTOL이 성공적으로 우리 일상에 안착하기 위해서는 다음과 같은 노력이 요구된다.

첫째, 기술적 측면에서는 배터리 에너지 밀도 향상 및 안전성 확보를 위한 국가 차원의 R&D 투자를 지속적으로 확대하고, 모터, 항공전자 등 핵심 부품의 국산화 및 공급망 안정화 전략을 추진해야 한다.

둘째, 정책적 측면에서는 그랜드챌린지를 통해 축적된 실증 데이터를 기반으로, 안전을 담보하면서도 혁신을 저해하지 않는 합리적이고 유연한 안전 인증 및 운항 기준을 조속히 마련해야 한다. 또한 UAM 관련 법률 및 제도 정비를 가속화하여 사업의 불확실성을 해소해야 한다.

셋째, 사회적 측면에서는 비행 시연 확대, 소음 및 안전에 대한 투명하고 정확한 정보 제공 등을 통해 대국민 수용성을 증진하기 위한 노력을 강화해야 한다. 특히 버티포트 입지 선정과 같은 도시 계획 단계에서부터 지역 사회와의 긴밀한 소통 채널을 구축하여 사회적 갈등을 최소화하는 지혜가 필요하다.

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