하이퍼튜브부터 자율주행·UAM까지…한국형 ‘모빌리티 혁신 로드맵’ 구체화
[주간한국 송철호 기자] 먼 미래에나 볼 수 있을 것으로 생각했던 교통 수단이 대거 윤곽을 드러내고 있다. 당장 내년에 실질적인 자율주행차가 고속도로에 등장한다. 빠르면 15년 안에 시속 1200㎞로 달리는 하이퍼튜브가 서울과 부산을 30분 만에 주파하는 세상도 열릴 것으로 보인다. 특히 이 하이퍼튜브는 미래 교통의 핵심인 이동 시간 단축이라는 개념을 가장 확실하게 구현해 줄 수 있는 교통 수단으로 주목받고 있다.
하이퍼튜브는 2032년까지 국가 연구개발(R&D)을 마치고 전라북도 등에서 상용화를 위한 시험을 진행할 예정이다. 세계적으로도 광역 거점간 초고속 이동 수요가 증가하고 대중교통 수단 이용의 시간 가치가 커지고 있는 상황이다. 따라서 해외에서는 미국과 일본 등 선진국을 중심으로 하이퍼튜브 연구에 속도를 내고 있다.
국토교통부가 지난 19일 정부세종청사에서 발표한 미래 모빌리티 시대 선제 대응 전략 ‘모빌리티 혁신 로드맵’에는 이러한 내용과 함께 자율주행차와 도심항공모빌리티(UAM)의 상용화 계획도 담겨 있다. 자율주행차와 UAM의 기술 수준이 고도화된 만큼 관련 인프라 구축을 통해 상용화에 속도를 내겠다는 것이 핵심이다.
정부는 이번 로드맵을 통해 2035년까지 자율주행차 보급률 50%를 달성하고 도심 및 광역 거점간 이동시간은 70%, 전국 평균 출퇴근 시간은 20분대로 단축한다는 계획이다. 또 2040년까지 하이퍼튜브 등을 통해 전국 어디서나 1시간대 생활 물류 서비스를 구현한다는 목표다.
하이퍼튜브로 전국 1시간대 생활권
미래형 교통수단으로 불리는 하이퍼튜브는 항공기 속도에 열차의 도심 접근성을 동시에 충족시키는 차세대 교통 수단이다.
공기 저항이 거의 없는 아진공(0.001기압) 상태 튜브 안에서 시속 1200㎞까지 주행이 가능하다. 자기력으로 차량을 추진·부상시키는 방식으로 미국 등 주요 선진국에서는 기술 선점을 위한 경쟁이 가속화되고 있다.
실제로 우리나라 하이퍼튜브 연구개발을 주도하고 있는 한국철도기술연구원에 따르면 국내에서 개발되고 있는 하이퍼튜브는 이미 시속 1019㎞로 주행이 가능한 기술력을 갖췄다. 또 차량을 운행할 경우 64%의 전력 절감을 하면서 하이퍼튜브가 냉동기 없이 운전이 가능한 주행 실험에 성공했다. 거기에 승차감을 향상시킬 수 있는 차량 제어 기술까지 확보한 상태다.
철도기술연구원 관계자는 “2024년까지 하이퍼튜브 핵심 원천기술 개발을 수행할 계획”이라며 “하이퍼튜브 산업은 기계, 토목, 전기·전자, 통신, 소재, IT, 항공우주 등 산업 전 분야의 기술이 총 집약되는 미래 기술로, 산업 전반에 파급 효과가 큰 산업”이라고 설명했다.
그러면서 “2004년 고속철도 KTX가 개통되면서 전국이 반나절 생활권이 됐다면 하이퍼튜브가 실현되면 한 시간대 생활권으로 변화를 가져오게 된다”며 “하이퍼튜브가 상용화되면 서울에서 부산까지 20~30분이면 이동할 수 있고 더 나아가 유럽까지 철도로 여행하는 꿈이 실현될 수도 있다”고 덧붙였다.
전북 새만금에 들어설 예정인 하이퍼튜브 종합시험센터에 대한 후속 절차도 본격적으로 시작됐다. 지난 18일 전북에 따르면 최근 국토부가 새만금 하이퍼튜브 종합시험센터를 예비타당성조사 대상 사업으로 과학기술정보통신부에 신청했다. 실제로 국토부는 예비타당성조사를 거쳐 2024년에는 연구개발 사업에 착수할 계획이다.
2032년까지 사업비 9046억원이 투입되는 하이퍼튜브 종합시험센터는 새만금 농생명 용지에 들어선다. 시속 800㎞를 달성하기 위한 시험선 12㎞와 시험센터를 갖춘다. 전북에 따르면 시험센터 구축, 실증 연구와 연계된 관련 기업 유치로 향후 20년간 9조 8000억원의 경제 효과가 발생할 것으로 예상된다.
전북 관계자는 “국내 최초 하이퍼튜브 시험장이 들어서는 만큼 탄소 등 전북 주력 산업과 연계하는 방법과 관광 상품화도 검토해 일자리 창출과 지역 경제 활성화를 위해 노력할 계획”이라며 “하이퍼튜브 종합시험센터가 신공항과 신항만 철도 자율주행교통시스템 인프라와 함께 전북의 새로운 산업 생태계의 성장 거점이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
새만금 하이퍼튜브 종합시험센터의 사업은 크게 세 가지 방향으로 진행된다. 먼저 시속 800㎞ 시험 주행을 목표로 공기 저항이 거의 없는 아진공 상태의 튜브가 구축된다. 다음으로 시험선로를 구축하는 인프라 건설과 자기력으로 차량을 부상 추진시키는 부상 궤도 연구가 이어진다. 마지막으로 아진공 상태에서 객실의 기밀성을 유지하며 주행할 수 있는 주행 차량을 제작하게 된다.
2027년 완전 자율주행차 출시…내년 자율주행 고속도로 운영
완전자율주행 상용화는 5년 안에 가능할 것으로 보인다. 먼저 올해 말 일본과 독일에 이어 세계 세 번째 부분자율주행(레벨3)이, 2027년에는 완전자율주행(레벨4)이 상용화될 것으로 보인다. 특히 2025년 버스와 셔틀을 시작으로 2027년 구역 운행 서비스의 완전자율주행이 상용화돼 대중교통이 자율주행 기반으로 전면 교체될 전망이다.
국토부는 2024년까지 완전자율주행에 부합하는 제도를 선제적으로 마련한다는 방침이다. 레벨4 차량 시스템, 주행 안전성 등의 자동차 안전 기준(제작 기준)을 마련하고 기준 마련 이전에도 별도의 성능 인정 제도를 운용해 자율주행차의 제한 없는 운행을 지원할 계획이다.
국토부 관계자는 “보험 제도 개선을 통해 운행자, 제작사, 인프라 운영자간 사고 책임을 명확히 하고 운행 제도 개선으로 운전대 조작이 필요 없는 상황에 맞춰 운전자 개념을 재정립할 방침”이라며 “지방자치단체장 신청 시에만 지정 가능한 자율주행차 시범운행 지구도 국토부 직권으로 지정할 수 있도록 제도를 개선해 2025년까지 전국 시·도별 1곳 이상의 시범운행지구를 지정할 예정”이라고 밝혔다.
우선적으로 국토부는 내년 상반기에 기존 고속도로를 대상으로 자율주행 전용차로를 지정·운영하고 화물차 자율 군집주행 등 다양한 자율주행 서비스를 실증할 수 있는 ‘모빌리티 혁신 고속도로’를 처음으로 선정한다. 자율주행차의 눈과 신경 역할을 하는 인프라 개선도 이뤄질 것으로 보인다. 자율주행차의 원활한 주행을 위한 통신 인프라 구축이 첫 번째다.
국토부는 전국 도로 약 11만㎞에 실시간 통신 인프라를 구축하고 도심부 등 혼잡 지역은 2027년까지 통신 인프라를 조기 구축할 예정이다. 2030년까지 전국 주요 도로와 도심 지역을 대상으로 정밀도로 지도와 실시간 갱신 체계도 구축된다. 국토부는 지도 갱신 주기를 현행 1년에서 내년에는 한 달 내로, 2030년부터는 실시간으로 변경할 계획이다.
자동차업계 관계자는 “운전자의 개입이 최소화되고 비상시에만 운전자가 운전하는 조건부 자동화 단계인 레벨3는 이미 상용화를 앞두고 있고 독일과 일본에서는 이미 운행하는 차량이 있다”며 “특정 구간에서 비상시에도 운전자의 개입 없이 차량 스스로 대처할 수 있는 수준의 레벨4는 기술 고도화와 함께 전국 인프라가 구축되는 2027년쯤에나 가능할 것”이라고 내다봤다.
하늘 길 통한 UAM도 상용화…2035년까지 평균 출퇴근 20분대로
하늘을 나는 자동차인 UAM도 실체가 보이기 시작했다. 빠르면 2025년 도심-공항 등 수도권 특정 노선에 UAM이 운행할 것으로 보인다.
UAM을 이용하면 수도권에서 서울 도심까지 통행시간이 약 70% 줄어들 것으로 예상된다. 국토부는 2025년 UAM 서비스를 본격적으로 도입하고 2030년에 주요 권역별로 서비스를 확대할 예정이다.
국토부 관계자는 “기본적으로 교통 체증 걱정 없는 항공 모빌리티를 구현하는 것이 목표”라며 “2025년 UAM 서비스 최초 상용화를 시작으로, 다양한 서비스를 통해 교통 체증 없이 이동 시간을 획기적으로 단축하고 동시에 생활 밀착형 드론 서비스를 활성화해 고부가가치 신산업을 육성할 것”이라고 설명했다.
2025년 UAM 서비스 최초 출시를 위해 국토부는 내년부터 전라남도 고흥에서 기체 및 통신체계 안전성 등을 검증한다. 2024년에는 도심지와 공항간 운행 등 실제 서비스 여건과 유사한 환경에서 실증 사업을 추진할 계획이다. 2025년 본격 서비스 추진을 위해 2024년까지 관계기관 협의를 거쳐 권역별 노선 계획도 마련한다는 구상이다.
UAM은 기체 개발 수준과 서비스 여건 등을 고려해 관광형·광역형 등 서비스 유형을 다각화할 것으로 보인다. 또 UAM 외에도 도서지역 긴급 택배, 도심 화물 운송, 시설물 점검 등 드론을 활용한 생활밀착형 서비스를 일상에서 구현하기 위해 실증 사업을 지속적으로 확대할 예정이다. 드론 서비스는 2020년 기준 4건이 운영되고 있다.
UAM 서비스에 필수적인 이착륙장(버티포트)과 통신망 등 전용 인프라 조기 구축을 위한 투자도 확대된다. 우선 김포·인천 등 주요 거점 공항에 버티포트를 우선 구축하고 이후 철도역사, 복합환승센터 등 주요 거점에도 단계적으로 확충해나갈 계획이다. 국토부는 자율 비행, 운항정보 교신, 기내 인포테인먼트 지원 등을 위해 최초 상용화 노선을 중심으로 5G 통신 인프라를 단계적으로 확대 구축해 나간다는 방침이다.
국토부 관계자는 “전국 평균 출퇴근 시간이 2035년까지 20분대로 급격하게 단축될 것”이라며 “공항에 첨단 기술을 접목해 공항에 접근한 비행체의 자동 이착륙을 지원하고 미승인 비행체는 강제 포획하는 자동 비행관리 플랫폼을 구축해 항공 모빌리티 안전성도 확보할 것”이라고 말했다.
송철호 기자 song@hankooki.com