- 코로나19로 위기에 빠진 항공산업을 되살릴 게임 체인저, 전기비행기 주목 -

- 당분간은 소형-단거리 항공시장에서 전기비행기 채택이 가속화될 것으로 전망 -

전 세계 항공산업은 현재 매우 위태로운 상태다. 비행기 운전 시 발생되는 배기가스가 환경에 악영향을 미친다는 이유로 환경단체로부터 압력을 받고 있던 위기 상황에서 엎친 데 덮친 격으로 코로나19 사태로 승객수가 급감했기 때문이다. 어려운 시기는 변화를 낳는다. 전기자동차 제조 업체인 테슬라가 전 세계 자동차 시장 흐름의 판도를 바꾸었듯 항공산업의 판도를 바꾸고 위기에 빠진 항공산업을 되살릴 수 있는 게임 체인저로 전기비행기가 주목되고 있다.

위기에 봉착한 항공산업, 전기비행기로 돌파구 찾나

FAA(미국 연방 항공국)와 GAMA(일반 항공 제조업체협회)의 조사 결과에 의하면 노후화와 운영 비용 증가로 인해 대체될 준비가 되어 있는 기존의 일반 비행기는 약 23만 대에 이르는 것으로 나타났다. 해당 비행기의 대부분은 1960년에서 1983년 사이에 제조됐으며, 그 시기에 연간 평균 1만 대 이상이 생산됐다. 오래된 구형 비행기는 유지 관리가 어렵고 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 납이 함유된 항공 가솔린으로 구동되어 환경에 유해한 온실가스를 생성하는 등의 문제가 많아 대체 모델이 필요한 실정이었다.

이러한 상황에서 코로나19가 전 세계를 강타했다. 항공산업에 있어서 2020년은 악몽의 한해로 기억될 듯하다. 국제항공운송협회(IATA)는 2월 3일 2020년 연간 글로벌 승객 교통량이 2019년 전체에 비해 65.9% 감소, 북미의 경우 65.2% 감소했고, 산업 총 손실은 1180억 달러에 이르는 등 사상 최악의 해였다고 보도했다.

2019년 대비 2020년 항공 승객 교통량 변화

(단위: %)

주: 1) 2020년 항공산업 RPK 비율, 2) 2019년 대비 부하율 변화, 3) 부하율 수준
자료: IATA

코로나19로 인해 항공산업에 명확하고 지속적인 피해가 계속되자 업계에서는 비즈니스 모델에 대한 근본적인 재평가가 필요하다는 의견이 높아졌고, 그린 뉴딜과 같은 공공 정책 토론의 일환으로 항공산업의 장기적 환경 지속 가능성에 대한 재고 요청이 증폭되면서 이 같은 의견은 더욱 힘을 얻게 됐다. 이에 미국의 항공산업 업계에서는 장기적인 시각으로 기후 영향 및 지속가능성의 측면에서 문제 해결의 핵심 요소인 무공해 전기비행기의 도입을 논의하고 있는 추세다.

시장 선도를 위해 경쟁하는 미국의 전기비행기 스타트업들

스타트업 데이터 플랫폼 기업 Tracxn에 의하면 전기비행기 비즈니스 모델은 새롭게 인기를 얻고 있는 테마라며, 2020년 10월 기준 전 세계적으로 74개의 전기비행기 기업이 존재한다고 소개했다.

Harbour Air와 함께 세계 최초로 순수 전기 구동 비행기를 개발한 것으로 알려진 MagniX는 현재 최대 승객 40명을 태우고 1,000마일 미만의 경로를 비행할 수 있는 소형 통근 전기비행기를 개발하고 있다. 배터리는 화석연료와 같은 에너지 밀도를 갖지 않기 때문에 현재의 기술력으로는 소형의 전기비행기가 최적이기 때문이다. MagniX의 최고경영자 Roei Ganzarski는 전기비행기가 비행시간당 드는 비용이 일반비행기의 5분의 1에 이른다며 경제적으로 매우 매력적이라고 주장하고 있다. Roei Ganzarski는 MagniX가 5인승 de Havilland Beaver가 2022년 말까지 승객을 운송하고, 2023년에는 9~11인승 Cessna Caravan이 승객을 운송할 수 있도록 FAA(Federal Aviation Administration: 미국 연방항공국)로부터 인증받는 것을 목표로 하고 Eviation과 같은 여러 스타트업과 협력하고 있다고 밝혔다.

전기항공기 스타트업 MagniX에서 개발한 Cessna Caravan

자료: MagniX

Joby Aviation은 캘리포니아에 기반하여 2009년에 설립된 스타트업으로, 주요 투자자인 Toyota Motor Corporation의 3억9400만 달러를 포함해 5억9000만 달러의 Series C 자금을 조달받고 에어 택시 서비스로 운영할 수 있는 수직 이착륙 전기비행기(eVTOL)를 개발하고 있다. 수직 이착륙 전기비행기는 도시 항공 운송 네트워크의 핵심으로, Joby Aviation을 비롯해 EHang, Airbus 등을 포함한 많은 회사가 도시 기반 단기선에 사용하기 위해 이러한 유형의 크래프트를 개발하고 있다.

Joby Aviation의 수직 이착륙 전기비행기

자료: Joby Aviation

Elroy Air는 샌프란시스코에 기반해 2016년에 설립된 스타트업으로 상품을 원격지로 배송하기 위한 자율 항공기 시스템을 설계, 개발하고 있다. Elroy Air는 로터 기반 수직 이착륙 방식과 고정익 크루즈 비행을 특징으로 하는 하이브리드 전기 수직 이착륙 전기비행기 프로토타입 Chaparral을 개발하고 차세대 무인 eVOLT 항공 시스템에 대해 2023년까지 초기 운영 능력을 확보할 계획이라고 밝혔다. Elroy Air는 최근 미국 공군과 3단계 SBIR(Small Business Innovation Research) 계약을 체결해 화제가 되기도 했다.

Elroy Air의 수직 이착륙 전기비행기

자료: Elroy Air

2013년 시애틀을 기반으로 설립된 Zunum Aero는 하이브리드 전기여객기를 개발하는 스타트업이다. Zunum Aero가 개발하는 전기비행기는 하이브리드-전기 파워 트레인, 전기 추진기, 날개 통합 배터리, 최적화 및 제어 플랫폼을 갖춘 고정익 모델로, 최대 운행 거리 1000마일, 최대 순항 속도는 340mph, 이륙거리는 2,200ft로 10~50명의 승객을 태울 수 있도록 설계되어 있다.  

Zunum Aero의 하이브리드 전기여객기

자료: Zunum Aero

Bye Aerospace 역시 2인승 전기비행기 eFlyer 2 및 eFlyer 4를 개발하고 있다. Bye Aerospace에 따르면 해당 비행기는 혁신적인 제로-이산화탄소 전기 추진 시스템을 항공기에 적용하고 있으며, 경량 소재로 제작돼 비용이 저렴하고, 활용 목적에 따라 지능, 감시, 통신 및 센서 장비를 장착할 수 있다고 한다. Bye Aerospace가 주목하는 시장은 새로운 비행기 조종사를 훈련하기 위해 필요한 훈련용 비행기 시장이다. 코로나19가 발생하기 전까지는 전 세계적으로 새로운 비행기 조종사에 대한 수요가 크게 증가하고 있었다. 코로나19가 항공 운송에 미치는 영향으로 인해 이 수요는 향후 2~3년 동안 일시적으로 감소할 것으로 예상되지만, 업계 예측에 따르면 앞으로 20년 동안은 약 76만3000명의 새로운 비행기 조종사가 필요하다고 한다. 현재 활동하는 비행기 조종사가 약 16만5000명임을 감안할 때, 해당 수치는 4.5 배 이상에 이르는 것이다. Bye Aerospace는 비용 효율적인 전기비행기를 통해 엄청난 연료 비용 없이 조종사에게 훈련을 제공할 수 있고 새로운 비행기 조종사에 대한 수요를 충족시킬 수 있다고 전망하고 있다.

Bye Aerospace의 전기 훈련 항공기 eFlyer 2

자료: Bye Aerospace

이외에도 JetPack Aviation, Kitty Hawk 등에서는 개인용 전기비행기를 설계 및 개발하고 있고, 항공 우주 거대기업인 보잉사의 자회사인 Aurora Flight Sciences는 차세대 첨단 자율 비행 시스템을 연구 개발 중으로 모두 전기비행기 시장을 선도하기 위해 경쟁 중이다.

전기비행기의 시장의 미래는

현재 코로나19로 비행기를 통한 여행객 수가 급감해 항공산업 전반에 걸쳐 위기감이 만연한 것은 사실이지만, 분석가들은 3~5년 후에는 항공 여행 및 승객 수가 코로나19 발생 이전 수준으로 회복될 것으로 전망하고 있다. 역사적으로 SAS, 911 사태, 글로벌 금융 위기가 발생했을 때에도 항공 여행객 수가 급감했지만 이후에는 수요가 더 높은 비율로 돌아왔다는 사실이 이를 뒷받침한다.

장기적 항공 여행 산업 성장 전망

자료: Boeing Commercial Market Outlook

그렇다면 전기비행기 시장은 어떨까. 2020년 11월 워싱턴주 교통부 항공국(WSDOT)에서는 FAA의 자금지원과 컨설팅 회사 Kimley-Horn의 도움을 받아 전기비행기의 도입 타당성에 대한 보고서를 발표했다. 해당 보고서에서는 미국에서 2030년까지 최소 20대의 전기 및 하이브리드 전기비행기가 운행될 것으로 예상하며, 이는 최대 19명의 승객을 수용할 수 있는 전기비행기와 70인용 수력비행기 및 경화물기가 포함된다. 이 보고서에서 분석하는 전기비행기 시장의 주요 통합 요인은 대략 9요소로, 배터리, FAA 인증, 공중의 인식, 시장 유효성, 안전한 비행노선, 전기 인프라, 항공사 선택, 주/연방 법 제정, 승객 비용 등이 포함된다.

전기비행기 시장의 주요 통합 요인

자료: Kimley-Horn, WSDOT

상기의 요소들 중에서도 전기비행기의 시장 도입에 있어서 가장 큰 진입장벽은 역시 배터리이다. 배터리는 화석 연료와 같은 에너지 밀도를 갖지 않을 뿐만 아니라 비행기는 자동차에 비해 훨씬 무겁고 부피가 크기 때문에 아직까지는 승객 규모가 제한된 소형 비행기 위주로 개발이 이뤄지고 있다. 소형 전기비행기, 특히 수직 이착륙(VTOL) 및 UAS는 효율적이고 신뢰할 수 있는 서비스를 제공해 화물 배송 규모를 크게 향상시킬 수 있는 잠재력이 있다. 다시 말해, 기존의 자동차를 대체해 혼잡한 도시 지역이나 비용 효율성이 떨어지는 도서 산간 지역으로 효과적으로 화물 배송 규모를 늘릴 수 있으므로 영토 전역에서 경제적 이익을 창출할 수 있기 때문이다.

항공 탄소 배출 및 소음이 절감된다는 측면에서도 해당 시장은 고무적이다. 고지대에서 배출되는 항공 매연은 지표 매연보다 기후 변화에 더 큰 영향을 미치기 때문에 전기비행기는 장기적으로 볼 때 기후 영향을 줄일 수 있는 잠재력이 있다. 또한 전기비행기는 비행 활동을 늘리고 일자리를 지원하며 새로운 비즈니스 모델에 따른 수익을 창출하는 측면에서 항공산업 전반의 성장을 장려할 수 있어 앞으로 전기비행기 시장은 더욱 커질 것으로 보인다.

시사점

전기비행기는 지구온난화를 줄일 수 있는 중요한 수단이다. UN은 순 탄소 배출량 제로를 달성하기 위해 투자자의 리더십과 지원을 모으는 글로벌 캠페인인 Race to Zero를 시작했고, 세계 경제 포럼은 'Race to Zero Dialogues'를 개최하고, 가상 포럼에서 비즈니스 및 공공 부문 리더들이 모여 항공을 포함한 다양한 산업에서 탄소 제로를 달성하는 방법을 논의하는 등 친환경과 지속가능성이 모든 산업 전반에 걸쳐 화두가 되는 요즘, 전기비행기의 보급은 필연적이라고 볼 수 있다.

전문가들은 소형-단거리 항공시장에서 전기비행기 채택이 가속화되고, 중대형-중장거리 항공시장에서는 당분간 하이브리드 방식의 전기비행기가 대세를 이룰 것이라 전망하고 있다. 항공기 엔진 부품을 제조하는 A 씨는 KOTRA 실리콘밸리 무역관과의 인터뷰에서 “현재 배터리 기술의 한계로 당장은 중대형 전기비행기의 도입이 어렵지만 지구온난화 문제에 대한 목소리가 높아지고 있고, 코로나19로 인한 항공산업 전반의 어려움을 타개할 방안으로 업계에서 전기비행기를 주목하고 있다”고 밝혔다. 지속적인 투자가 관건이겠지만 전기비행기에 대한 과학계와 각 기업의 연구개발 노력은 앞으로도 계속될 것으로 전망된다.

자료: FAA, GAMA, IATA, World Economic Forum, IEA, AINonline, Seattle Times, Tracxn, Boeing Commercial Market Outlook, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합