친환경·자율주행·커넥티드 기술개발 박차 2025년까지 38종으로 확대해 승부수 띄운다
현대자동차(이하 현대차)가 미래 자동차 경쟁력을 키우기 위해 역량을 집중하고 있다. 현대차는 정의선 부회장 주도 아래 전략기술본부를 설립하고 미래차 기술을 개발하고 있다. 수소연료전지차를 필두로 자동차 업계 화두인 커넥티드카와 자율주행차 등을 개발해 차세대 성장동력으로 삼는다는 구상이다. 현대차의 도약을 위해선 미래차 시장 선점이 중요하다고 판단했기 때문이다. 현대차는 현재 13종인 친환경차를 2025년까지 38종으로 대폭 확대할 계획이다. 지난 2014년 12월에 2020년까지 목표 차종을 22종으로 잡았다가 38종으로 수정 확대한 것이다. 현대차는 친환경차 개발에서 전기차와 수소연료전지차 투트랙 전략을 펼칠 것으로 보인다. 어떻게 변할지 모를 시장 변화에 유연하게 대응하기 위해서다. 현대차가 준비하고 있는 미래차 전략을 들여다본다.
2018년 2월 2일. 현대자동차가 만든 수소연료 전지차(FCEV) 넥쏘(NEXO) 3대와 제네시스 G80 2대가 경부고속도로 하행선 만남의 광장 휴게소를 출발했다. 신갈 분기점을 거쳐 영동 고속도로를 달린 이들은 대관령 나들목을 빠져나와 최종 목적지인 대관령 요금소에 도착했다. 이날 넥소와 제네시스는 서울~평창 간 고속도로 약 190km 구간을 자율주행으로 달렸다. 앞차의 주행 속도가 지나치게 느릴 땐 추월차로를 이용해 앞질렀다. 분기점과 나들목을 이용하기 위해 차량 스스로 차선을 변경하기도 했다. 도로 폭이 좁아지는 요금소도 하이패스 차로를 이용해 안전하게 빠져나갔다. 이전에도 국내 고속도로 일부 구간에서 제한된 속도로 자율주행이 시연된 적은 있었지만, 수백km에 달하는 장거리 코스를 구간별 법규가 허용하는 최고 속도(시속 100km~시속 110km)까지 구현해 자율주행 기술을 선보인 건 이번이 처음이었다. 더욱 의미 있는 건 수소연료전지차로 자율주행 기술을 선보인 게 전 세계에서 처음이었다는 점이었다.
자율주행차 기술 선도
2018년 1월 초 미국 라스베이거스에서 열린 ‘국제 전자제품 박람회 2018(CES 2018)’에 정의선 현대차 부회장이 참석했다. 정 부회장은 이 곳에서 기자들과 만나 “미래를 먼저 대비하느냐가 사느냐, 죽느냐를 결정한다”고 말했다. 정의선 부회장은 현대차의 미래를 그리고 있다. 현대차가 생각하는 미래차 전략은 △친환경 이동성 △이동 자유성 △연결된 이동성 등 세 가지 키워드가 핵심이다. 친환경적이고, 주변의 모든 제약으로부터 자유로우며, 초연결성을 지닌 미래 자동차 개발에 연구 역량을 집중한다는 뜻이다.
‘CES 2018’에서 현대차는 치열한 자율주행차 개발 경쟁에서 ‘게임 체인저’의 위상을 공고히 하겠다는 의지를 나타냈다. 현대차는 ‘오로라(Aurora)’와 협력해 2021년까지 자동차 업계가 도달할 수 있는 최고 수준인 레벨4(미국 자동차공학회 기준)의 자율주행 기술을 구현해 상용화한다는 ‘신 자율주행 상용화 로드맵’을 공개했다.
오로라는 구글·우버·테슬라 등 자율주행 R&D를 선도하는 기업 출신 연구 책임자들이 만든 자율주행차 전문 기업이다. 특히 자율주행차의 핵심 기술인 로봇 공학과 기계 학습에 강점이 있다. 현대차와 오로라의 자율주행 기술 개발 협력은 하드웨어와 소프트웨어를 포함해 전방위적으로 진행될 예정이다. 두 회사는 자율주행에 필요한 각종 데이터와 제어 기술을 공유하고 통합 자율주행 솔루션 개발을 위해서도 상호 협의해 나가기로 했다.
레벨4 자율주행 기술은 운전자가 정해진 조건에서 운전에 전혀 개입하지 않고, 시스템이 정해진 조건 내 모든 상황에서 차량의 속도와 방향을 통제한다. 운전자가 필요 없는 무인자동차를 의미하는 5단계와 함께 완전 자율주행으로 분류된다.
현대차는 2030년까진 완전 자율주행 기술을 상용화할 계획이다. 현대차는 2017년 2월 자율주행차 개발을 전담하는 지능형안전기술센터를 설립하고, 이 분야 최고 전문가로 꼽히는 이진우 박사를 센터장으로 영입했다. 이진우 지능형안전기술센터장은 “현대차의 자율주행 기술개발 철학은 보다 많은 고객에게 최고의 안전을 제공하고, 고객의 요구에 부응하는 최대의 편의 기능을 제공하는 것”이라고 말했다.
지능형안전기술센터는 연구개발본부 내 자율주행 개발 조직과 인력을 하나로 통합, 확대한 조직으로 자율주행과 관련한 선행연구부터 시험 평가 그리고 본격적인 양산차 적용까지 자율주행기술과 관련한 전 과정을 담당한다. 현대차는 이를 통해 인공지능(AI) 기반 자율주행 핵심 기술 우위 확보는 물론 전 세계에서 공통적으로 적용 가능한 자율주행 플랫폼을 개발해 글로벌 표준화를 선도하겠다는 구상을 갖고 있다.
전기차와 수소연료전지차
“전기차냐 수소연료전지차냐.” 최근 미래 친환경 자동차 이슈에서 자동차 제조사들에게 제기되는 물음이다. 친환경차 시장은 전기배터리를 사용하는 순수전기차(EV)와 수소 연료를 사용하는 수소연료전지차 두 축으로 나뉘어 발전하고 있다. 현대차와 토요타, 혼다 등 세 회사는 수소연료전지차 기술을 갖고 있지만, 대다수 완성차 업체들은 전기차에 집중하고 있다. 하지만 현대차는 ‘둘 다’ 개발하고 있다. 어떤 기술이 나은지 따져 한 쪽을 택하는 이분법이 잘못된 접근 방식이라는 것이다. 전기차나 수소연료전지차 하나를 선택해 ‘올 인’하는 게 아니라, 둘 다 철저하게 준비해 앞으로의 시장 변화에 유연하게 대응한다는 전략이다.
배충식 한국과학기술원 기계공학과 교수는 말한다. “다양한 친환경차 기술과 정책이 앞다투어 제시되고 있지만 미래에 대한 예측은 불확실성이 매우 큰 것이 사실입니다. 특정 기술에 선택과 집중하기 보다는 불확실성에 대비한 균형잡힌 R&D 투자가 필요합니다.”
정의선 부회장과 함께 ‘CES 2018’에 참석한 양웅철 현대차 부회장은 “수소연료전지차와 전기차를 따로 보는 건 굉장히 잘못된 생각”이라며 “전기차는 가벼운 차와 단거리용, 수소연료전지차는 무거운 차와 장거리용으로 활용하며 공존하는 것이지 구분을 하면 놓치는 게 너무 많다”고 말했다.
현대차는 다양한 가능성이 존재하는 미래 친환경차 시장이 어떠한 방향으로 전개되더라도 주도권을 확보할 수 있도록 현존하는 모든 형태의 친환경차 개발을 동시에 진행하고 있다.
이기상 현대차 환경기술센터장이 말한다. “각 나라나 도시별로 환경에 대한 규제가 강화되고 있는 추세 속에 자동차 업계 전체 트렌드가 친환경차 쪽으로 나가고 있습니다. 완성차 메이커들의 친환경차 개발방향은 아직 명확하지 않습니다. 이에 따라 현대차는 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 순수 전기차 그리고 수소연료전지차까지 다양한 친환경 차량들을 개발하고 있습니다.”
현대차(기아차 포함)는 현재 하이브리드 6종, 플러그인 하이브리드 4종, 전기차 2종, 수소연료전지차 1종 등 총 13종의 친환경차 라인업을 갖추고 있다. 현재 13종에 불구하지만 2025년까지 38종으로 라인업을 확대한다는 계획이다. 특히 전기차의 경우 올해부터 매년 1차종 이상의 새로운 전기차 모델을 출시해 2025년까지 14종으로 늘릴 계획이다.
국내 친환경차 판매량이 빠른 속도로 늘고 있다. 한국자동차산업협회, 한국수입자동차협회, 국토교통부 등에 따르면 2017년 1월부터 11월까지 국내에서 판매된 친환경차는 모두 8만8,713대로 집계됐다. 이미 2016년 친환경차 판매량(6만8,826대)을 훌쩍 넘어섰다. 친환경차 국내 판매량은 2015년 4만1,978대, 2016년 6만8,826대 등으로 해마다 빠른 속도로 증가했다. 2017년 월평균 8,000대 가량 팔렸던 점을 고려하면 2017년 연간 기준 9만대 돌파가 확실시된다. 글로벌 완성차 업계에서는 경쟁적으로 친환경차 출시 로드맵을 발표하는 등 시장 선점을 위한 경쟁이 치열한 상황이다.
정의선 부회장은 지난해 1월 미국 라스베가스에서 열린 전기차 아이오닉의 자율주행 시연회에서 “최근 미세먼지가 사회 문제로 대두되면서 친환경차 수요가 높아 가고 있고 특히 순수 전기차와 수소연료전지차가 친환경차 수요 대부분을 차지하게 될 것”이라며, “배터리와 수소연료 공급 관련 연구 역량을 강화하고 관련 업체와 협업으로 차량 라인업을 강화해 시장 경쟁력을 높여 가겠다”고 강조했다.
올해 현대차는 1회 충전으로 390km 이상 주행 가능한 소형 SUV 코나 기반의 전기차를 공개할 계획이다. 향후 1회 충전으로 500km를 달릴 수 있는 전기차도 개발한다. 차급에 따라 배터리 용량을 가변적으로 적용할 수 있는 전기차 전용 플랫폼을 새로 개발하고 2021년에는 제네시스 브랜드를 단 고급 전기차도 선보일 예정이다. 수소연료전지차는 지속적인 기술 개발을 통해 연료전지시스템의 소형화, 경량화, 고출력화 등 상품성 향상을 추진한다. 또한 세단 기반의 수소연료전지차도 선보여 수소연료전지차 대중화에도 앞장설 계획이다.
해결해야 할 문제
친환경차 판매가 빠른 속도로 늘고 있지만, 인프라 확충은 이에 크게 못 미치고 있다. 친환경차 가운데 보급 속도가 가장 빠른 전기차 성공의 관건은 충전 문제 해결이다. 소비자들이 걱정 없이 전기차를 타려면 전국 곳곳에 충전소가 있어야 하는데, 여건이 아직 척박하다. 환경부에 따르면, 현재 전국 5,586곳에 전기차 충전소가 있다. 광주광역시가 2,843곳으로 가장 많고, 경기도(504곳)와 서울(487곳) 이 그 뒤를 잇고 있다. 숫자만 놓고 보면 많다고 느껴지지만 지역별 편차가 크다. 인천(82곳), 부산(74곳), 울산(27곳) 등은 충전소가 100곳도 안 된다. 정부는 지원금을 주는 방식으로 충전소를 늘리고 있다. 하지만 2018년 지원금은 2017년보다 줄었다. 환경부는 2018년 전기차, 충전 인프라 보조금 체계 개편(안)을 통해 공용 충전기에 최대 400만 원, 비공용 충전기는 최대 150만 원을 지급한다고 했다. 2017년 지원액은 충전기 1기 설치 시 공용 500만 원, 비공용 300만 원이었다.
수소연료전지차 인프라는 더욱 열악하다. 현재 국내에는 수소연료전지차 충전소가 11개뿐이다. 이마저도 5곳은 연구용으로 실제 소비자가 이용 가능한 곳은 6곳밖에 안된다. 전기차 충전시설에 비교해도 턱없이 부족하다. 게다가 수소 연료전지차 구매 보조금(현재 정부 지원금 2,750만 원)을 확대하려는 정책도 논의가 길어져 수소연료전지차를 사려는 국내 소비자는 대형 세단급 비용을 들여야 할 판이다.
궁극의 친환경 운송수단으로 평가받는 수소연료전지차가 출시 준비를 마쳤음에도 인프라와 제도 미비로 제대로 보급되지 못할 것이란 우려가 커지고 있다. 정부는 미세먼지 저감 정책 일환으로 2025년까지 수소연료전지차 10만대 보급과 충전소 210곳 확충 계획을 밝혔지만, 결국 헛공약에 그칠 것이란 지적이 나온다.
이항구 산업연구원 선임연구위원은 “친환경차 산업은 인프라 확충 없이는 발전 속도가 더딜 수밖에 없다. 막대한 비용이 드는 만큼 초기 단계에서는 정부가 로드맵을 갖고 적극 나서줘야 한다”고 강조했다.
이광국 현대차 국내영업본부 부사장은 “지금까지 수소충전소가 충분히 갖춰지지 못했던 것은 사실”이라며 미흡한 충전 인프라에 대한 아쉬움도 토로했다. 한국은 수소연료전지차 세계 최초 양산(2013년)이라는 타이틀은 가져왔지만, 충전소 보급 현황은 이에 걸맞지 못했다. 현대차는 올해 말까지 정부 및 지역자치단체와 협업해 충전소 36개를 갖출 예정이다.
끊임없는 기술 투자
현대차는 2016년 4월부터 커넥티드카 개발전략, 시스코와 협업, 운영체제 개발 등을 연이어 발표했다. 커넥티드카는 자동차와 자동차, 자동차와 모든 주변 환경이 연결되는 것을 의미한다. 커넥티드카 기술의 4대 핵심 과제는 △데이터 처리 속도를 높여 미래차의 데이터 송수신 활용성을 높이는 초연결성 △별도 제어장치 없이 하나의 소프트웨어로 데이터 처리가 가능한 소프트웨어 기반 통합 제어 △초커넥티드카가 안정적으로 운영되기 위한 고품질 네트워크 △외부의 비정상적인 네트워크 침입으로부터 차량을 안전하게 보호할 수 있는 네트워크 보안으로 요약된다.
현재 현대차는 세계 최대 네트워크 장비 기업 시스코와 차량 내 네트워크 플랫폼을 공동으로 개발하고 있다. 차량 내 네트워크를 통해 자동차를 운전하는 과정에서 발생하는 데이터의 흐름을 효율적으로 통제하고 커넥티드카 기술을 구현할 수 있게 해주는 기본적인 토대다. 1초에 1기가비트(1000Mbps 이상의 속도를 가지는 네트워크로 이론상 1초에 약 125MB의 데이터를 받을 수 있다)의 데이터를 전송할 수 있고 보안성을 강화한 차량 내 네트워크 플랫폼은 미래 현대차의 신경망이 될 전망이다. 현대차는 2019년 이후 출시될 신차에 이 플랫폼을 탑재할 예정이다. 이 밖에 현대차는 아마존과 함께 안면 인식 기술, 능동 보행자 경고 시스템도 개발 중이다.
현대차는 전 세계 5곳에 미래차 기술 R&D를 전담할 ‘개방형 혁신센터’를 구축한다는 계획도 세웠다. 기존에 있던 미국 실리콘밸리와 이스라엘 텔아비브 외에 한국, 중국 베이징, 독일 베를린 거점을 추가해 이들을 중심으로 전 세계 유망 스타트업을 ‘저인망’ 식으로 훑겠다는 구상이다.
올해 상반기 중 한국 센터가 문을 열고 기존 현대·기아차 R&D 협력사 및 유망 스타트업들과 혁신 아이템을 발굴해 사업화한다. 이어 연말까지 중국 베이징, 독일 베를린에 센터를 설립하기로 했다. 베이징은 상하이·선전과 함께 중국 창업 열기를 주도하고 있고 베를린은 유럽 ‘스타트업의 허브’로 통한다.
전 세계 스타트업 생태계가 가장 왕성히 활동하는 지역에 혁신 네트워크를 갖추는 것은 4차 산업혁명 시대를 견인하고 미래 이동수단에 대한 강력한 대응 체계를 갖추기 위한 차원이다. 이들 센터는 해당 지역 특장점에 따라 특화될 예정이다. 한국 센터는 본사 및 다수 협력사와 다양한 혁신 실험을 수행하고 베이징 센터는 AI에 주력하는 한편 대형 ICT 기업과 협업을 모색할 거점으로 키울 계획이다. 베를린 센터는 유럽이 강점을 지닌 스마트시티, 모빌리티 솔루션 기반의 신사업 확보 미션을 받았다.
정의선 부회장은 AI·자율주행·공유경제 등 미래 트렌드를 예측하고 이와 관련된 신기술을 연구할 전략기술본부를 지난해 설립했다. 전략기술본부는 정 부회장의 직속 조직이다. 1년새 외형이 급격히 성장하며 그룹 내 핵심 부서로 부상하고 있는 전략기술본부에 수소에너지팀도 신설했다.
미래 자동차 산업 패러다임은 친환경화, 자율주행, 커넥티비티 등으로 빠르게 전환될 것이다. 이에 대응해 주요 완성차 제조사들은 대규모 투자와 사업 재편 등을 통해 공격적으로 미래 경쟁력을 확보하고 있다. 현대차 역시 외부 환경변화 속에서 미래 기술에 적극적으로 투자해 경쟁우위 확보에 총력을 다하고 있다. 그 선봉에 정의선 부회장이 뛰고 있다.
■ 차세대 수소연료전지차 ‘넥쏘’
현대차는 지난 1998년부터 수소연료전지차를 연구해왔다. 현대차는 울산공장내에 새로운 생산 공법을 적용한 수소연료전지차 전용 생산공장을 별도로 구축했다. 이후 2013년 세계 최초로 양산형 수소연료전지 차량 투싼ix를 선보일 정도로 기술을 축적해 왔다. 수소연료전지차는 수소가 공기 중 산소와 결합하는 과정에서 발생하는 전기를 이용해 달리는 차다. 수소연료전지차 내부 탱크로 수소를 주입하면 차량 내에 설치된 ‘연료전지스택’에서 전기를 발생시킨다. 이렇게 생산된 전기가 모터를 돌려 차를 움직인다.
현대차는 평창동계올림픽에서 수소연료전지 전용차 넥쏘를 시범 운영했다.
3월부턴 국내 시장에서 판매를 시작했다. 가격은 정부 보조금(2,750만 원)을 지원 받을 경우, 4,000만 원 내외다. 이후에는 미국, 유럽, 중국 등 글로벌시장에도 출시해 연평균 3,000대를 판매할 계획이다. 기아차는 2020년 브랜드 최초 수소연료전지차를 출시한다.
넥쏘의 수소탱크용량은 156.6리터다. 투싼ix 수소연료전지차에 비해 16.6리터 커졌다. 이를 통해 구현한 넥쏘의 항속거리(한 번 충전으로 달릴 수 있는 거리)는 609km다. 기존보다 약 40% 향상되어 현재까지 글로벌 시장에 출시된 수소연료전지차 중 가장 먼 거리를 주행할 수 있다.
넥쏘는 고속도로주행보조시스템(HDA), 차로유지보조시스템(LFA), 원격 스마트 주차 보조시스템(RSPA) 등을 갖춰 미국자동차공학회(SAE) 기준 ‘레벨2’에 해당하는 자율주행 기능을 갖췄다.
이기상 현대차 환경기술센터장은 “넥쏘는 독자적 연료전지 기술이 탑재된 현대차 최초의 전용 수소연료전지차이자, ‘아이오닉’ 등을 통해 쌓아온 우수한 전기동력부품 기술력이 집대성된 현대차 전체 라인업의 ‘기술적인 플래그십 모델’”이라며 “넥쏘를 통해 미래 이동수단의 현재화된 모습을 볼 수 있다”고 소개했다.
■ 친환경차 종류
● 하이브리드(Hybrid)차·플러그인
하이브리드차(Plug-in Hybrid Vehicle) : 하이브리드차는 동력으로 엔진과 전기모터를 번갈아 사용한다. 그 중에서도 외부의 전기를 이용해 배터리를 충전할 수 있는 차를 플러그인 하이브리드차라고 한다. 둘 모두 내연기관 차량과 순수 전기차의 중간단계에 있는 차량이다.
● 순수 전기차(Electric Vehicle) : 내연기관 없이 전기 배터리로 모터를 돌려 움직이는 차량.
● 수소연료전지차(Fuel Cell Vehicle) : 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 만든 전기로 모터를 움직이는 차량.
서울경제 포춘코리아 편집부 / 하제헌 기자 azzuru@hmgp.co.kr
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