주성돈(명지전문대 교수. 부천YMCA 회원)

1950년대에 상업용 항공기가 등장한 이후로 운송 수단은 크게 바뀌지 않았습니다. 우리의 자동차, 선박, 기차, 비행기, 심지어 자전거도 수년에 걸쳐 기능이 향상되었으나 발명 이후 본질적으로 동일하게 유지되었습니다. 그러나 우리는 앞으로 변화의 속도가 극적으로 빨라지는 것을 보게 될 것입니다. 

특히 자동화, 자동차 전기화 및 공유 경제와 같은 작업 및 쇼핑, 새로운 기술 및 행동의 특성이 변화하고 있습니다. 물리적 영역과 디지털 영역이 교차하는 동안 시스템이 작동하는 방식에 이미 영향을 미치고 있습니다. 이러한 발전을 이해한다면 상당한 사회적 이익을 가져올 흥미로운 가능성을 가져옵니다.

앞으로 10년 동안의 교통수단은 환경오염과 교통혼잡에 대한 두 가지 우려에 대응하여 재생 에너지로 구동되는 근본적이고 새로운 발명품으로 혁명을 일으킬 것입니다.

교통이 변해야 하는 이유

대중을 위한 저렴하고 도달 가능한 교통수단은 우리 사회를 변화시키면서 우리의 활동 영역과 경제적 생산 가능성을 넓힐 수 있도록 했습니다. 그러나 이러한 대량 교통수단의  채택은 지구와 인간의 건강과 행복을 위해 지속할 수 없는 환경오염과 도시 혼잡을 초래했습니다. 사람과 상품을 운송하는 교통수단은 영국 탄소 배출량의 28%를 차지하며, 미국에서도 운송은 에너지 발전 다음으로 큰 온실가스 배출원이며 전체 석유 소비의 70%를 차지합니다.

그렇다면 머지않아 블레이드 러너 스타일의 자동차가 하늘을 날고 있는 모습을 볼 수 있을까요? 공상과학 운송 수단을 상상하는 것은 항상 우리의 상상력을 사로잡을 것이지만 아직까지는 아닐 것입니다.

우리는 향후 10년 동안 A에서 B로 이동하는 방식에서 혁신적인 탄소 감소 변화를 경험할 것입니다. 

미래 교통수단의 증가

우리는 이미 교통 혁명의 시작을 경험하고 있으며 이러한 변화는 지금부터 2030년 사이에 극적으로 증가할 것입니다. E-호일링, 카셰어링, 전기자동차, 전기스쿠터, 드론 및 자율 주행 열차까지 이미 여기에 있습니다.

전기 자전거(e-bike)는 세계에서 가장 짧은 전기 자동차에 대한 그럴듯한 미래 대안으로 제시되고 있습니다. 체력 문제로 자전거를 타지 못하던 노약자나 일부 여성도 자전거를 교통수단으로 이용할 수 있습니다.

Dockless e-스쿠터(scooters)는 온보드 배터리를 사용하는 전기 동력 보조 발 스쿠터입니다. 휴대전화 앱으로 활성화되며 어디에서나 이용이 가능합니다. 짧은 거리를 이동할 수 있는 빠른 방법을 제공하므로 건물이 있는 지역의 짧은 거리에 가장 적합합니다. 현재 영국에서는 포장도로나 도로에서 사용하는 것이 불법이지만 전 세계 여러 국가에서 도입되었습니다. 예를 들어 미국에서는 여전히 틈새시장이지만 인기가 높아지고 있습니다. 그러나 일반적으로 인기가 있지만 일부 지역에서는 부정적인 모습들이 나타나고 있습니다. 그 이유는 다양하지만 불만 사항에는 포장도로에서 과속하는 라이더가 포함됩니다.

드론(drone)을 통한 배송은 택배 차량의 혼잡과 오염을 줄이는 동시에 택배의 편리함을 유지하기 위한 수단으로 활용될 것입니다.

전기차(electric Motor Vehicle)로의 전환도 빠르게 가속화되고 있으며, 전기차는 현재와 가까운 미래의 자동차가 될 것입니다. 영국에서는 2030년까지 휘발유 및 디젤 자동차 판매가 금지되며, 전기자동차용 스마트 충전 인프라를 지원하기 위해 13억 파운드의 영국 정부 자금이 지원될 계획입니다.

미래를 위한 연료

석유는 1859년에 처음 발견되었지만 기후변화에 대처하려면 이 화석연료에 대한 의존도를 끝내야 합니다. 대체가능한 재생 가능 에너지원은 계속해서 우리의 운송 수단에 연료를 공급하기 위해 연구되고 또한 적용될 것입니다. 전기 배터리 구동 자동차는 현재 연료 경쟁에서 극적인 위치에 있습니다. 그러나 재생 가능하고, 탄소 중립적인 바이오가스(Biogas)와 수소는 미래에 대한 두 가지 가솔린 대안이자 혁신적인 가능성을 보여주고 있습니다.

바이오가스(Biogas)는 수소로의 전환에서 '디딤돌' 역할을 하는 중화물차량(HGV) 및 장거리 차량에 즉시 사용 가능한 솔루션을 제공합니다. 이는 미래의 수소 수요에 맞게 인프라를 조정할 수 있기 때문입니다.

수소(hydrogen)는 잠재적으로 그리고 환경적으로 이상적인 연료입니다. 현재의 수소에 대한 난제는 수송에 사용할 수 있는 형태로 수소를 제조하는 것입니다. 수소는 철도로 사람과 화물을 운송하는 것을 포함하여 중량물 차량 및 장거리 여행을 위한 미래의 솔루션이 될 수 있습니다. 수송을 위한 초기 수소 허브는 2030년대 초까지 예상할 수 있으며 영국의 경우에 2030년까지 50개의 수소 충전소가 필요할 것으로 추정하고 있습니다.

화물 부문의 전기화(electrification) 가능성도 있습니다. BMW, Mercedes-Benz 및 Tesla를 포함한 자동차 제조업체는 최근 프로토타입 전기 중화물차량(HGV)을 발표했습니다. 그러나 전기화를 통해 대형화물 차량을 탈탄소화하는 것은 중요한 과제입니다. 차량 크기, 적재 중량 및 이동 거리와 관련한 현재 배터리 제약으로 인해 장거리 여행에는 적합하지 않습니다. 

늘어난 차량 중량은 또한 타이어 미립자와 도로 마모를 증가시키는 경향이 있으므로 더 많은 전기화물 사용의 영향을 고려해야 합니다. 또한 전기 밴 모델의 수는 제한되어 있지만 증가하고 있습니다. 중화물차량(HGV)의 범위가 짧은 경우 전기화를 지원하기 위해 도로 네트워크 주변에 추가 충전 인프라가 필요합니다. 정확한 차량 형태는 채택된 비즈니스 모델에 따라 다르지만 고속도로 주유소, 휴게소 및 충전소가 있는 창고․충전소가 필요할 가능성이 높아지고 있습니다.

향후 항공화물의 약 85-90%가 로봇으로 처리될 수 있어 인건비를 최대 60%까지 절약할 수 있으며 투자 회수 기간은 2.5년 미만입니다. DHL(2016)은 싱가포르에 있는 자동화된 항공 화물처리센터가 육체 노동자보다 6배 빠르게 품목을 처리하고 처리 능력이 3배 더 크다고 주장합니다.

자율주행차(AV)와 인공지능(AI)

자동화(Automation)는 최소한의 사람의 도움으로 프로세스 또는 절차를 수행할 수 있는 기술입니다. 이미 일부 운송 부문에서 다양한 수준으로 존재합니다. 그러나 이것이 운송 부문 전반에 걸쳐 확장될 수 있는 상당한 잠재력이 있으며, 특히 비용 측면에서 엄청난 잠재적 이점을 가져올 수 있습니다. 

자동화는 또한 초기 시장에서 높은 가격이 책정되어 잠재적인 이점을 놓칠 수 있는 가장 낮은 소득을 가진 사람들에게 부정적인 영향을 미칠 수 있으나 일부 집단은 혜택을 받을 수 있습니다. 자동화의 접근성과 경제성이 실현된다면 노인, 장애인 또는 이동 장애가 있는 사람들의 이동을 촉진하고, 독립성을 연장하고, 서비스에 대한 더 나은 접근성을 제공하고, 사회 및 경제적 통합을 증가시킬 수 있습니다.

자율주행 열차의 매력 중 하나는 잠재적인 비용 절감입니다. 지금까지 열차에는 운전원이 필요하므로 추가 열차가 제공될 때마다 추가 직원의 비용이 발생했습니다. 자율주행 열차는 열차 서비스 빈도와 인건비 사이의 연결을 끊습니다. 직원 비용을 낮추면 완전 자율 열차가 더 낮은 추가 비용으로 더 자주 운행할 수 있고 승객을 위한 공간도 4-6%가 많아지게 됩니다.

자율주행차(self-driving cars)는 자율주행기술의 채택률과 자율주행차의 미래 시장 침투율, 프리미엄 OEM(Original Equipment Manufacturer)의 자율주행차 도입 등 다양한 요인에 따라 매우 불확실합니다. 이로 인해 규모의 경제에 대한 예측 측면에서 상당한 불일치가 발생하지만, 잠재적 이득이 훨씬 더 많습니다. 

완전 자율 주행 차량이 운송 부문에 상당한 성과를 달성하면 차량 간 거리를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 역사적으로 새로운 여행 옵션으로 인해 이동 시간이 단축되었을 때 시간 절약으로 인해 이동 거리가 더 길어졌습니다(예: 통근거리 증가). 이것이 완전 자율 차량의 경우에도 해당이 된다면 인간의 조작과 개입 없는 자동화는 도시의 무분별한 확장을 억제할 가능성도 있습니다. 

자율주행 버스(Autonomous buses)는 운행 비용이 많이 드는 농촌지역에서 더 상업적으로 실행 가능하게 만들 수 있습니다. 운전사 비용은 현재 이러한 서비스의 총 비용에서 큰 부분을 차지합니다. 영국의 경우 40%는 운전사의 비용으로 지출되고, 일반적으로 61%는 버스회사의 기타 운영비로 지출됩니다. 실제로 인건비는 모든 유형의 서비스에 대한 운송 비용의 큰 부분을 차지합니다. 다만 자동화로 인해 운전기사의 일자리 위험이 증가함으로 이에 대한 재취업 교육 및 지원체계도 함께 고민해야 합니다.

소형 자율 지상 기반 배달 차량(Autonomous ground-based vehicles) 또는 드로이드(droids)가 합법적인 경우 도로와 보행자 구역으로 이동할 수 있습니다. 최대 10kg의 화물을 실을 수 있는 6륜 드로이드를 통해 고객은 도착 시 알림을 받고 스마트폰으로 배달된 이동식 택배보관함을 해제하여 언제든지 택배를 수령할 수 있습니다. 

극복해야 할 문제는 보행자 안전, 도로 횡단하기, 계단 오르기 또는 버튼 누르기(초인종 또는 신호등 교차 버튼)가 포함되어야 합니다. 이러한 지상 기반 배송 차량은 수요를 창출하기에 충분한 인력과 충분한 도로 공간이 필요하기에 인구밀도가 중간에서 낮은 도시 및 교외 지역에 더 적합합니다. 

수직으로 이륙, 호버링 및 착륙할 수 있거나 짧은 롤링 이륙을 갖는 차량은 잠재적으로 자율적일 수 있습니다. 이러한 차량은 도시의 공간 제약을 극복할 수 있으며 대도시 교외에서의 통근을 포함하여 짧은 도시 간 및 도시 간 여행에 실행 가능합니다. 이러한 차량 유형은 새로운 것이 아닙니다. autogyros는 1930년대부터 회사에서, 1950년대에는 여객 헬리콥터에서 사용했습니다. 

그러나 더 널리 사용되기 위해서는 넘어야 할 몇 가지 장벽이 있습니다. 비용은 중요한 문제가 될 가능성이 높으며, 항공 교통관제 및 차량 소음 수준의 규제 및 인증은 잠재적인 장벽입니다. 결과적으로 광범위한 사용에 대한 일정은 매우 불확실하고 상당한 논란의 대상이 됩니다.

인공지능(AI)과 결합된 AV(Autonomous vehicles)는 미래 교통에 있어 편리함과 안락함의 미래를 제공할 것입니다. 과거에는 버스 시간표와 대피소, 스트레스를 많이 받는 운전이 사라지게 됩니다. 고급 알고리즘으로 달리는 자율주행 대중교통 차량은 같은 방향으로 가는 사람들을 태울 것입니다. 

미래에 로봇 차량은 우리가 기대하는 핸즈프리/대형 화면 버전과 완전히 다르게 보일 수 있습니다. 집, 자동차, 복합문화시설, 직장, 여행 그리고 완전히 새로운 교통서비스 산업 간의 경계를 흐리게 하는 운송수단들이 등장할 것입니다. 또한 중앙 AI 소프트웨어는 도시 교통 시스템을 제어하여 교통 흐름을 원활하게 하여 교통혼잡과 도로 사고를 대폭 감소시켜 줄 것입니다.

가까운 장래에 자율 주행 선박이 바다를 횡단할 것으로 예상됩니다. 첨단 AI는 날씨 및 해류 데이터를 사용하여 최적화된 경로를 계산하고 속도를 극대화할 수 있습니다. 선박의 스마트 시스템을 통해 이미 생성된 해양 데이터를 사용하는 것은 컨테이너 도입 이후 상업 운송의 가장 큰 물결이 될 수 있습니다.

무인 항공기과 초음속

무인 항공기(Unmanned aerial vehicles, UAV) 또는 드론(drones)은 고가의 경량 소포, 특히 시간에 민감한 품목의 배송에 적합합니다. 따라서 비행 거리, 농촌 및 저밀도 도시 지역과 안전한 착륙 구역이 있는 경우 지역 배송센터를 오가는 데 가장 적합합니다. 

초기 롤아웃은 시골과 인구밀도가 낮은 지역에서 이루어졌으나 최근 몇몇 도시에서는 사람이 목적지로 배송하기 전에 드론을 사용하여 상품을 지역 배송센터로 옮기는 것을 허용하고 있습니다. 광저우, 레이캬비크 및 상하이가 그 예입니다. 드론은 비교적 작기 때문에 도시에 착륙 장소가 없다는 기존 문제를 피할 수 있습니다. 아마존은 다른 접근 방식을 사용하여 라스트 마일(last mile) 배송에 드론을 사용하는 실험을 수행했습니다.

기업인 일론 머스크 (Elon Musk)는 진공 튜브에서 차량을 이동시키는 형태의 운송수단인 “하이퍼루프(Hyperloop)”시스템에 대한 자신의 오픈 소스 아이디어를 "콩코드(cconcorde), 레일건(railgun) 및 에어하키(airhockey) 간의 교차점"이라고 불렀습니다. 

2030년까지 Virgin Hyperloop는 사람과 화물을 런던에서 에든버러까지 45분 만에, 또는 뉴욕과 워싱턴 DC 간에 30분 만에 이동할 수 있다고 했습니다. 또한 최대 시속 670마일의 속도에 도달하는 Virgin Hyperloop의 미래형 포드는 전자석으로 구동되어 진공관을 통해 밀어 넣어 다른 운송 수단에서 경험하는 공기 저항을 제거합니다.

코로나바이러스 팬데믹으로 큰 타격을 받은 글로벌 항공산업은 그럼에도 불구하고 기존 연료를 합성 제트연료 및 수소로 대체하고 근본적이고 새로운 미래형 엔진 및 항공기 설계를 통해 항공기의 탄소 영향을 줄이는 방법을 계속 추구하고 있습니다.

영국 정부의 퓨처 플라이트 챌린지(Future Flight Challenge)는 완전 전기식 단거리 항공기, 드론 배송 및 자율 비행 기술을 포함하여 친환경적인 비행 방법을 개발하기 위해 1억 2,500만 파운드를 투자하고 있습니다. 아마도 우리는 곧 전기 비행기 포드를 타고 집 위의 하늘을 날게 될 것입니다.

오늘날 우리는 이동성이 어떻게 발전할 것인지에 대한 불확실성에 직면해 있습니다. 또한 물리적 및 디지털 인프라의 혁신적인 추세를 고려할 때 지금은 교통 혁명의 변화 시기에 직면하고 있습니다. 

필자 소개

주성돈. 

명지전문대 행정과 교수. 부천YMCA 회원. 

농업‧산림정책, 환경정책에 관심을 가지며 최근에는 도시행정과 지역개발을 강의하면서 점차 도시경영, 도시문제에 대한 심층적인 연구를 희망하고 있다.

진단과 전망은?

국가현안이나 지역현안에 대하여 진단하고, 정책적 의견을 제시하여 공론(公論) 형성을 목적으로 하는 '진단과 전망'은 매주 화요일 발행된다.

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