Special 첨단 모빌리티용 융복합 소재기술 및 산업응용 동향(2)

차세대 모빌리티용 WBG 전력반도체 기술개발 동향

문재경_한국전자통신연구원 양자센서연구실 책임연구원
 

1. 서론

국제전기통신연합(ITU*, 2014)에 따르면 스마트 도시(Smart City)에 대한 정의는 각 나라별 환경 및 특성에 따라 다양하며, 전 세계에 스마트 시티 정의의 수가 120여 개에 이른다고 한다.[1] 국토교통부에서 운영하는 스마트시티 국가정책 정보포털(smartcity.go.kr)에서는 국가별 여건에 따라 매우 다양하지만, 공통적으로는 4차 산업혁명 시대의 혁신기술을 활용하여 시민들의 삶의 질을 높이고 도시의 지속 가능성을 제고하며 새로운 산업을 육성하기 위한 플랫폼으로 정의하고 있다. 표 1은 세계 대표적인 나라의 스마트시티 정의를 보여준다.[2]　　　
　　이와 같이 스마트 시티 사업을 추진 중인 국가 또는 도시마다 다양한 개념의 정의가 존재한다. 그림 1은 2022년 킨텍스에서 개최된 WSCE(World Smart City Expo) 모습이다. 매년 9월 한국이 개최하는 월드 스마트시티 엑스포는 전 세계 스마트 시티 기업, 정부, 전문가들이 한자리에 모여 최신 스마트 기술, 서비스를 전시하고 글로벌 아젠다를 논의하는 아태지역 최대의 네트워크의 장이다.

그림 1. 2022년 킨텍스에서 개최된 월드 스마트시티 엑스포(WSCE) 모습

　　앞서 언급한 바와 같이 개념이 스마트 시티 개념이 다양하다 보니 스마트 시티의 가장 핵심적인 인프라 중 하나인 스마트 모빌리티 역시 명확한 개념이 한가지로 정립되어 있지 않은 현실이다. 스마트 모빌리티 개념을 정의하기 위해 각종 논문 및 보고서 등에서 다양한 정의들을 업급하고 있다. [1] 그럼에도 불구하고 한국교통연구원에 따르면, 스마트 모빌리티(Smart Mobility) 또는 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility)의 사전적 의미는 ‘전기 자전거, 전동 휠, 전동 킥보드 등 전력을 동력으로 한 차세대 개인용 이동 수단’으로 정의가 내려져 있다. 스마트 모빌리티는 사용자 측면과 시스템 측면으로 구분해 볼 수 있다. 사용자 측면에서는 스마트 모빌리티는 스마트폰을 이용하여 내가 원하는 목적지까지 빠르고 안전하게 이동하면서 업무, 여가, 사교 활동을 동시에 즐기는 것으로 정의할 수 있다. 시스템 측면에서 스마트 모빌리티는 ‘기존 도로 효율을 저해하는 교통혼잡을 최소화하고 도로 용량을 확대하여 궁극적으로 국민들에게 막힘 없는 도로주행환경을 제공하기 위한 교통/차량/도로/통신 융복합 기반의 체계 종합형 시스템 기술’로 정의하고 있다.
　　지난해 7월 서울 코엑스에서 더피엠디와 전자신문이 함께 “차세대 모빌리티 코리아(Next Mobility Korea)” 워크숍을 개최하였다. 한국자동차모빌리티산업협회 강남훈 회장의 기조강연 ‘모빌리티 시대, 무엇이 바뀌고 무엇을 준비해야 하는가?’를 시작으로 모빌리티 산업의 패러다임 변화, 모빌리티가 바꾸는 일상, 기술이 가지고 오는 이동의 변화, 모빌리티 산업의 큰 도약을 위한 스타트업의 작은 도약에 관하여 발표가 있었으며, 그날 마지막으로 “이미 다가온 미래, 모빌리티가 바꾼 것, 앞으로 바꿀 것”이란 주제로 분야별 전문가들과 함께 패널토론까지 매우 심도 있게 논의되었다. [출처 : https://www.sek.co.kr/2023/NMK]
　　스마트 시티에서 승용차 이용 시에는 실시간 교통정보 기반의 내비게이션 앱을 이용하여 최소 비용, 최소 시간의 경로나 교통사고와 혼잡 정보를 이용한 주행 시간을 최소화하는 목적으로 사용할 수 있으며, 대중교통 이용 시에는 버스, 지하철 노선 정보와 특정 버스의 정류장 도착 정보 등을 활용하여 정류장 대기 시간, 버스 노선 탐색 시간을 최소화할 수 있다. 개인용 모빌리티 이용 시에는 전동자전거, 스쿠트, 전동퀵보드, 전동휠 등을 임대하고 활용하여 편리하고 경제적으로 빠르게 대중교통 연결지나 가까운 최종 목적지로 이동이 가능하다. 그림 2는 스마트 모빌리티 개념도를 간략하게 나타내었다. MaaS(Mobility as a Service) 서비스 플랫폼 기반으로 모든 서비스가 연결되어 운영된다.[3]

그림 2. MaaS(Mobility as a Service) 플랫폼 기반 스마트 모빌리티 개념도[3]

　　이러한 스마트 시티는 모빌리티 혁명과 에너지 혁명을 통하여 구현이 가능하며, 전기화(electrification)는 미래 에너지와 모빌리티의 공통 트랜드로서 혁명의 연결고리 역할을 한다. 미래 에너지의 주요 트랜드는 재생에너지 기반의 탈중앙화(decentralization)와 스마트 그리드로 대표되는 디지털화(digitalization)이다. 미래 모빌리티의 주요 트랜드는 전기화(electrification), 자율주행(autonomous)과 차량 공유(shared mobility)이다. 흔히 미래 모빌리티를 ‘CASE’로 표현하는데 이는 Connected(네트워크 연결), Autonomous(자율주행), Shared(차량 공유), Electrification(전기화) 등 4가지 특성을 의미한다. 그림 3은 미래 모빌리티와 에너지의 융복합화 개념을 보여준다.[3]
　　　　

그림 3. 미래 모빌리티와 에너지의 융복합화(convergence of mobility and energy futures)

　　최근 유행하고 있는 개인형 이동수단을 지칭하는 용어는 스마트 모빌리티(Smart Mobility), 퍼스널모빌리티(Personal Mobility), 마이크로모빌리티(Micro Mobility), 이모빌리티(e-Mobility) 등 사용하는 사람에 따라 정의가 다르지만, 그림 4와 같이 분류할 수 있다.[4]

그림 4. 개인형 이동수단(mobility) 분류[4]

　　모두가 전기화(Electrification)를 기반으로 한 친환경 이동 수단이다. 탄소저감 글로벌 트랜드에 적합한 고효율 차세대 스마트 이동체이다. 이러한 스마트 모빌리티는 활용과 시장규모 는 점점 성장하고 있다. 그 배경으로는 첫째 세계 도시화율의 증가이다. 이미 55%를 넘어섰고, 2050년이면 66%에 육박할 것으로 예측되어 약 64억 명의 인구가 도시에 살 것으로 전망된다. 둘째로는 교통수단의 목적성 변화이다. 자동차는 소유의 개념에서 렌트의 개념을 넘어 이제는 공유의 개념으로 바뀌었다. 돈을 지불하여 구매해야 하는 차량에서 사용한 만큼 이용하는 서비스로서의 개념으로 진화하고 있다. 교통안전공단이 발표에 의하면 하루 평균 자동차 주행거리는 1993년 76.2km에서 2013년 43.8km, 그리고 2017년에는 39.5km로 점점 감소하고 있다. 자동차 등록대수는 증가했음에도 불구하고 1대당 주행거리는 매우 짧아진 것을 알 수 있다. 그 원인은 고유가와 경제침체 등의 원인 이외에도 인구증가의 둔화, 노령화, 도시화의 심화 등으로 이동반경의 축소 영향으로 분석된다.[5]
　　스마트 모빌리티의 경우 스마트시티 시장의 규모 증가에 따라 동반 성장이 예상되며, 정부 정책 및 기술발전에 영향을 많이 받는 분야로 나타난다. 현재 각 나라의 정부들은 배기가스 감축 및 교통 체증을 줄이기 위해 다양한 규제가 확산되고 있으며, 유동 차량 수 증가, 인구 증가 및 급속한 도시화로 야기되는 교통문제 해결을 위한 IoT 등의 첨단 기술에 대한 투자가 증가하고 있다. Orbis Research의 보고서에 따르면, 그림 5와 같이 전 세계 스마트 모빌리티 시장규모는 ‘18년 843.4억 달러에서 2019년 1,030.9억 달러로 22.2% 성장할 예정이며, 연평균(18~25년) 22.23% 성장하여 2025년 3,437.7억 달러에 달할 것으로 예측하였다. 뿐만 아니라, 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원이 공동 발간한 ICT R&D 기술로드맵 2023 보고서에 따르면, 국내 스마트 모빌리티 시장규모는 그림 6과 같이 2017년 6,820억 원에서 연평균 약 27%의 증가율로 2023년까지 성장하여 약 2조 8,630억 원에 이를 것으로 분석하였다.[6]

-----이하 생략

<본 사이트에는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 세라믹코리아 2024년 3월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF를 다운로드 하실 수 있습니다.>