하이브리드 비행기가 뜨는 이유, UAM은 지금 어디쯤 왔나
완전 전기 대신 하이브리드 추진을 택하는 비행기가 늘고 있습니다. 배터리 에너지 밀도의 물리적 한계와 국내 도심항공교통 실증 현황을 함께 짚었습니다.
무슨 일인가
최근 국내외 항공 매체 여러 곳이 비슷한 시기에 같은 결의 이야기를 다뤘습니다. 한쪽에서는 '하이브리드' 추진 방식을 쓰는 비행기를 소개했고, 다른 쪽에서는 국내 도심항공교통(UAM) 실증에 투입되는 수직이착륙기 종류가 늘어나고 있다는 소식을 전했습니다. 여기에 한 시장조사기관은 전 세계 eVTOL 항공기 제작사들의 순위를 따로 정리해 내놓기도 했습니다.
따로 보면 접점이 없어 보이는데요. 그런데 세 소식을 겹쳐 보면 한 줄로 꿰어집니다. '완전 전기'로 가겠다던 항공업계가 최근 몇 년 사이 하이브리드 쪽으로 방향을 트는 회사를 늘리고 있다는 흐름입니다. 국내 실증에 여러 방식의 기체가 동시에 등장하는 것도, 시장조사기관이 순위표까지 만들 만큼 업체 수가 불어난 것도 같은 배경에서 나온 결과입니다.
왜 지금 이 얘기가 나오나
핵심은 배터리입니다. 도심 항공 모빌리티는 애초 탄소 배출이 없는 전기 비행을 내세우며 시작됐습니다. 그런데 리튬이온 배터리로는 기체를 띄우고 순항하는 데 필요한 에너지를 오래 담아두기가 쉽지 않습니다. 무게 대비 저장 가능한 에너지, 즉 에너지 밀도가 항공유에 크게 못 미치기 때문입니다.
그래서 나온 절충안이 하이브리드입니다. 작은 가스터빈이나 엔진으로 발전기를 돌려 전기모터에 전력을 공급하는 방식입니다. 배터리만 쓰는 기체보다 항속거리를 늘릴 수 있어, 도심 안에서 짧게 뜨고 내리는 노선을 넘어 도시와 도시를 잇는 노선까지 노려볼 수 있습니다. 완전 전기 기체가 내세웠던 무탄소라는 명분은 일부 내려놓는 대신, 상용화 가능성을 앞당기는 쪽을 택한 셈입니다.
국내 사정도 다르지 않습니다. 국토교통부는 2020년 로드맵에서 2025년 UAM 최초 상용화를 목표로 내걸었습니다. 이후 실증 일정과 목표 시점이 여러 차례 조정됐다는 보도가 이어졌습니다. 안전성, 소음, 관제 체계처럼 검증할 항목이 예상보다 많았기 때문입니다. 실증은 전남 고흥의 국가종합비행성능시험장에서 단계를 나눠 진행되고 있는데, 참여 기체가 순수 전기부터 하이브리드까지 다양해진 것도 이 과정에서 자연스럽게 생긴 변화입니다.
숫자로 보면
비교해보면 격차가 뚜렷합니다.
- 항공유(케로신)의 이론적 에너지 밀도는 무게 1킬로그램당 1만2천 와트시 안팎으로 추산됩니다.
- 현재 상용 리튬이온 배터리는 무게 1킬로그램당 200~300와트시 수준에 그칩니다. 단순 비교로도 40~50배 차이입니다.
- 다만 전기모터는 내연기관보다 에너지 변환 효율이 훨씬 높습니다. 실제 비행에 쓸 수 있는 에너지 기준으로 좁혀 보면 격차는 이보다 줄어듭니다.
- 업계에서는 전 세계 eVTOL 개발사를 200곳 안팎으로 추산합니다. 다만 정식 인증까지 마친 곳은 아직 손에 꼽힙니다.
이 격차가 하이브리드 설계를 미는 가장 근본적인 이유입니다. 시장조사기관들이 앞다퉈 eVTOL 제작사 상위 목록을 내놓는 것도, 이 기술 격차를 저마다 다른 방식으로 풀어낸 회사가 늘면서 옥석을 가릴 필요가 커졌기 때문입니다.
자주 헷갈리는 지점
첫째, UAM과 eVTOL을 '드론택시'로 뭉뚱그려 이해하는 경우가 많습니다. 실제로는 초기 상용화 단계 기체 상당수가 조종사가 탑승하는 유인 조종 방식입니다. 완전 자율비행은 훨씬 뒤의 단계로 잡혀 있습니다.
둘째, 하이브리드라고 하면 곧 '친환경과는 거리가 멀다'고 오해하기 쉬워요. 순수 전기보다 배출이 많은 건 사실입니다. 다만 기존 헬리콥터나 소형 항공기보다는 연료 소모와 소음이 줄어드는 구조입니다. 완전한 무탄소가 아니라 과도기적 절충안으로 보는 편이 정확합니다.
나에게 닿는 지점
당장 소비자가 UAM을 이용할 수 있는 시점은 아닙니다. 실증 단계에서는 요금이나 노선이 확정되지 않았습니다. 초기 상용화 이후에도 헬리콥터 수준의 고가 요금대로 시작할 가능성이 높다는 관측이 많습니다. 오히려 지금 눈여겨볼 대목은 관련 부품, 배터리, 공항 인프라 쪽 산업 투자 흐름입니다.
투자 관점에서 접근한다면 시장조사기관의 순위표를 그대로 믿기보다, 어떤 기준으로 순위를 매겼는지부터 확인할 필요가 있습니다. 매출, 수주 계약, 기술 성숙도 중 무엇을 기준으로 삼았는지에 따라 순위가 크게 달라지기 때문입니다. 여러 조사기관의 순위를 겹쳐 보고, 공통으로 상위에 오르는 회사가 누구인지 확인하는 편이 한 곳의 순위표만 보는 것보다 안전합니다. 지금 확인할 것은 화려한 순위표가 아니라, 각 회사가 실제로 언제 인증을 통과했고 어떤 노선에서 실증을 마쳤는지입니다.
자주 묻는 질문
도심항공교통(UAM)은 언제부터 실제로 탈 수 있나요?
국내 목표 시점은 애초 2025년이었지만 실증 과정에서 여러 차례 일정이 늦춰졌다는 보도가 이어졌습니다. 안전성과 소음, 관제 체계 검증이 끝나야 상용 노선이 열리기 때문에 구체적인 시점을 단정하기는 이릅니다.
하이브리드 비행기와 완전 전기 비행기는 어떻게 다른가요?
완전 전기는 배터리만으로 모터를 돌리고, 하이브리드는 작은 엔진이 발전기를 돌려 전기모터에 전력을 보탭니다. 배터리 무게 대비 저장 에너지가 항공유보다 훨씬 적어 항속거리를 늘리려는 목적으로 하이브리드 방식이 늘고 있습니다.
eVTOL 관련 기업에 투자할 때 무엇을 먼저 봐야 하나요?
시장조사기관의 순위표는 매출이나 계약, 기술 수준 중 어떤 기준을 썼는지에 따라 결과가 크게 달라집니다. 순위 자체보다 실제 인증 진행 상황과 실증 노선 실적을 먼저 확인하는 편이 안전합니다.
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