미래車 방향은 '지능형'과 '친환경'

자동완성끄기

11일 제주 국제미래자동차 기술 심포지엄

후이 펑 미국 미시간대 교수가 이달 11일 제주 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 열린 '국제 미래자동차 기술 심포지엄'에서 기조연설하고 있다. 조승한 기자 shinjsh@donga.com

세계적인 자동차 전문가인 후이 펑 미국 미시간대 교수는 11일 “자동차 시장은 침체되는 반면 전기차에 대한 수요는 늘어나고 있다”며 "자동차 분야에서 혁신이 요구되는 시점이며 지능형 자동차와 친환경 자동차가 대세가 될 것”이라고 말했다.

펑 교수는 이날 제주 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 열린 ‘국제 미래자동차 기술 심포지엄’에서 미래 자동차 연구 방향에 대해 이렇게 말했다.

최근 전통적인 자동차 시장은 침체되고 있으나 미래의 자동차로 꼽히는 자율주행차와 전기차는 속속 개발되며 시장에 활력을 불어넣고 있다. 전문가들은 환경은 보호하면서도 탑승자의 안전은 지키는 미래차의 연구 방향은 ‘지능형’ 자동차와 ‘친환경’ 자동차가 것으로 보고 있다.

하지만 여전히 넘어야 할 과제도 많다는 지적이다. 기조연설에 나선 펑 교수는 “둘 모두 매우 비싸고 큰 비용을 투자해야 한다”며 “배터리가 여전히 비싸고 내연기관의 효율도 따라가지 못하고 있다”고 말했다.

펑 교수는 친환경 자동차의 유망 기술로 ‘분산형 전원 하이브리드 전기차’를 꼽았다. 펑 교수는 “수소차의 연료전지는 수소를 생산하는 문제가 있고, 배터리는 충전량의 한계가 있다”고 지적하며 “분산형 전원 하이브리드 전기차 모델을 디자인해 에너지 효율을 높이는 것이 친환경 자동차 개발의 성패를 가를 것”이라고 말했다.

전기와 내연기관 모두를 효율적으로 활용하는 분산형 전원 기술을 도입하면 최적화만으로도 연료 소모량을 낮출 수 있어 가장 현실적인 대안이라는 것이다. 펑 교수는 “디자인 최적화와 시뮬레이션만으로도 하이브리드 트럭의 연료 소모량을 56.8% 줄이는 데 성공했다”며 관련 연구성과를 소개했다.

지능형 자동차는 인공지능(AI)를 활용할 수밖에 없다고 진단했다. 펑 교수는 “과거에는 차량 제어를 알고리즘을 짜서 할 수 있었으나 현재의 도로 상황에서는 이것이 불가능하다”고 말했다. 그는 “교통 상황이 지금과 같이 복잡한 경우 무엇이 장애물인지 혹은 차량인지를 분류할 수 없어 전통적인 제어 이론을 활용할 수 없는 것”이라고 말했다.

하지만 AI가 안전성을 보장할 만큼 기술이 고도화되지 않는 한은 물리 센서와 같은 기존의 전통지식을 활용한 기술과 AI를 결합하는 것이 중요하다고 지적했다. 펑 교수는 “자율주행 기술을 연구할 때 데이터를 모으고 신경망을 훈련하는 과정에는 전통지식이 필요하다”며 “언젠가는 자동화가 되겠지만 우선 전통지식으로 얻은 데이터를 물리 기반 AI 자율주행을 검증하는 데 써야 한다”고 말했다.

펑 교수는 친환경과 지능형 미래차를 개발하는 것은 기후변화와 안전 등 인류가 직면한 문제에 맞서는 임무라고 강조했다. 그는 “자동차에 관련한 일을 한다는 것은 자율주행을 만들고 제어를 잘하고 이런 것을 위해 연구하는 게 아니다”며 “미래차 연구는 기후변화와 안전에 어떻게 대처할지를 묻는 인류를 위한 큰 도전”이라고 말했다.

‘자동차 기술의 미래: 자율주행차와 전기차를 중심으로’라는 주제로 KAIST 조천식녹색교통대학원이 주관한 이번 심포지엄에는 한국과 미국, 홍콩, 싱가포르 등 4개국 미래차 연구자 100여 명이 참석해 미래차의 연구 방향과 동향에 대해 토론했다.

장기태 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수는 제주도에서 진행중인 전기차 정책을 소개했다. 제주도는 탄소 배출을 제로로 하는 ‘카본 프리 2030’을 선언하고 전기차 보급을 장려하는 다양한 정책을 펴고 있다. 올해 6월 기준 제주도 차량 중 4.42%인 1만 7079대가 전기차다. 2017년 1.7%에서 꾸준히 증가하고 있다. 전국 전기차의 23.5%가 제주도에 있다.

장 교수는 “인구가 점점 도시로 몰리며 사람들은 차량에 더욱 의존적으로 변하고 이에 따라 환경 문제도 심각해지고 있다”며 “한국은 도로가 포화되며 늘어나지 않으면서 차량은 매년 3.27% 늘어나고 있는 상황”이라고 소개했다. 차량의 집중도가 커지며 이산화탄소와 미세먼지 등 환경 문제도 커진다. 그는 “이산화탄소는 17%가 차량에서, 초미세먼지는 16%가 차량에서 나온다”고 말했다.

이러한 문제의 대안으로 전기차가 주목받고 있으나 아직 전기차를 바라보는 시선은 냉정하다. 충전이 불안한 것이 가장 크다. 장 교수는 “한라산만 올라가봐도 배터리가 뚝뚝 떨어지는게 보여 불안감을 부른다”며 “제주연구원과 전기차 이용자의 불안감에 대해 조사한 결과 하루에 37.2㎞를 운행하면서도 하루에 원하는 이동 거리는 324.5㎞였다”고 말했다. 장거리를 이동하고 싶음에도 단거리를 운행하는 경우가 많다는 것이다.

장 교수는 “전기차 소유쥬들은 돈을 아끼는 것이 장점이라 인정하면서도 충전이 불편한 것을 가장 큰 문제로 지목한다”고 말했다. 제주도엔 1만 2235대의 전기차 충전기가 설치돼 있다. 충전기 1개소당 1.39대의 차량이 있는 셈이다. 하지만 충전 수요가 집중되는 곳이 많아 효율이 떨어진다. 그는 “충전소 중 가장 바쁜 5.5%가 하위 45%의 충전량과 같은 양의 전기를 쓴다”고 말했다.

다만 전기차 효율이 내연기관보다 높다며 전기차 도입이 가속될 거라 봤다. 장 교수는 “전기차의 석유환산톤(TOE)은 2만 3255로 내연기관의 1만2966 TOE보다 1.8배 높다”고 말했다. 이어 “제주도의 재생에너지 개발이 빠르게 진행되고 있고 이동식 풍력발전과 같은 최신 기술도 도입되면 미래가 유망하다”고 말했다.

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