[조철 한국산업연구원 선임연구원] 미래 자동차로의 대전환이 이루어지면서 세계 자동차산업은 빠르게 변하고 있다. 먼저 동력원의 변화이다. 전통적으로 자동차는 화석연료를 사용하는 내연 기관, 엔진이 핵심 동력원이었다. 그러나 환경문제가 이슈로 떠오르면서 탄소 및 각종 오염물질을 배출하는 화석연료를 사용하는 내연 기관 대신 새로운 대안의 동력원이 논의되기 시작했다. 지구 온난화로 세계가 탄소 중립을 논의하기 시작하면서 탄소를 전혀 배출하지 않는 자동차로의 전환이 자동차산업의 핵심 화두가 되었다. 

가장 현실적인 대안으로 전기자동차(BEV)가 부상했다. 전기에너지를 사용하여 자동차를 구동하기에 탄소 및 각종 오염물질 배출이 전혀 이루어지지 않는다는 이유에서다. 물론 여기에 들어가는 전기는 화석연료로 만들어지는 것이 아니라 태양광, 풍력 등 신재생 에너지여야 한다는 전제조건이 있다. 전기를 직접 충전하지는 않지만, 하이브리드자동차(HEV)도 내연 기관 운행에서 발생하는 운동에너지를 전기로 전환해서 전기에너지를 활용한다. 내연 기관 운행 시 탄소 등 오염물질이 발생하지만, 순수 내연 기관에 비해 발생량이 크게 줄어들어 친환경적이라 할 수 있다. 

수소연료전기자동차(FCEV)도 직접 전기를 충전하지는 않지만, 수소를 공기 중 산소와 결합하여 전기를 생성한다. 이 전기를 이용하여 자동차를 구동한다. 이에 따라 수소연료전기자동차도 탄소 및 오염물질을 전혀 발생시키지 않는다. 충전한 전기를 이용하여 자동차를 구동하지만, 충전한 전기가 소진하게 되면 내연 기관으로 전환하여 구동을 계속하게 하는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)도 있다. 이들은 모두 전기의 힘을 이용하여 자동차를 구동하는 원리를 사용한다고 해서 전동화(Electrification)된 차량으로 표현한다.

또 다른 자동차의 중요한 변화 중 하나는 운행방식의 변화이다. 사람의 관여를 최소화하면서 자동차 스스로가 운행하도록 하는 자율주행(Autonomous) 자동차로 변모하고 있다. 자율주행 기술은 현재 단계적으로 자동차에 적용되고 있지만, 완전 자율주행은 IT업체들이 주도하면서 시범운행 단계에 있다. 

자동차는 정보통신기술이 적용되면서 더 편리하고, 다양한 활동을 할 수 있는 공간으로 변모하고 있다. 이러한 변화의 핵심은 정보통신기술을 통한 ▲차량과 사물 ▲차량과 사람 ▲차량과 각종 디지털 도구 ▲차량과 각종 인프라 ▲차량과 차량 ▲차량 내부의 기능 등의 연결(Connectivity)에 있다. 

마지막으로 자동차 소비방식의 변화이다. 자동차는 일반적으로 개인의 소유와 사용이 연계되어있다. 그러나 최근 개인이 자동차를 소유하면서 사용하는 데에서 개인이 소유하지 않고 이용만 하는 공유(Sharing & Services)의 개념이 빠르게 부상하고 있다. 자동차 공유가 일반화되면, 자동차 판매 대상은 일반 소비자가 아니라 공유 사업자가 된다. 코로나19 이전만 하더라도 자동차 공유와 관련된 사업 및 사업자에 관한 관심이 매우 높았다. 현재 코로나19 등으로 그 관심도가 다소 낮아졌지만, 자동차가 자율주행이 되면 자동차 공유는 일반화될 가능성이 높다. 

동력 기술의 다양성 추구

자동차의 전동화가 이루어지면서 과연 어떤 동력원의 기술력을 높이고, 생산해야 하는지가 자동기업의 중요한 과제로 부상하고 있다. 세계 자동차산업은 최근 전기차 판매가 다소 둔화하고 있다는 우려가 있지만, 여전히 빠르게 전동화되고 있다. 글로벌 시장조사기관 이브이 볼륨스(EV Volumes)에 따르면, 2023년 세계 전체 자동차 판매에서 전기차(BEV+PHEV)가 차지하는 비중은 15.8%에 달한다.

2024년 상반기 글로벌 컨설팅업체 PwC가 조사한 주요국의 전기차 판매 비중은 작년 같은 기간 중 17.3%에서 21.1%로 상승했다. 여기에 하이브리드자동차가 전체의 13.6%나 팔려 전체 전동화 차량의 비중은 34.7%에 달한다. 이에 따라 순수 내연 기관(ICE)만으로 구동되는 차량의 비중은 빠르게 줄고 있다. 결국 자동차업체들도 전동화 기술에 있어 경쟁력을 확보하지 않으면 향후 시장에서 살아남기 힘들게 됐다. 

전기자동차 시장에서는 기존 자동차업체들보다 신생기업들이 강력한 경쟁자로 부상했다. 순수 배터리 전기차만 하면, 여전히 테슬라가 세계 1위 업체다. 2위는 중국의 BYD가 차지하고 있다. 일반적으로 전기차로 분류되고 있는 플러그인 하이브리드차를 포함하면 BYD가 절대적인 세계 1위로 부상했다.

그러나 자동차가 전동화되더라도 내연 기관이 완전히 사라지는 것은 아니다. 하이브리드자동차나 플러그인 하이브리드자동차는 여전히 내연 기관을 포함하고 있다. 탄소 중립이 강조되면서 내연 기관이 포함된 하이브리드자동차나 플러그인 하이브리드자동차도 결국에는 퇴출할 것이라는 전망에 따라 업체에 따라서는 순수 배터리 전기자동차에 집중하는 경향이 있었다. 그렇지만 최근 순수 전기자동차 판매 증가율은 둔화하고 오히려 하이브리드자동차, 특히 플러그인 하이브리드자동차의 판매가 빠르게 늘고 있다. 

2024년 상반기만 하더라도 순수 전기자동차(BEV)는 전체 자동차 판매에서 차지하는 비중이 1% 포인트 늘었지만, 하이브리드자동차(HEV)는 1.8% 포인트, 플러그인 하이브리드자동차는 2.8% 포인트로 대폭 늘어났다. 우리나라는 더 극단적이다. 세계 전체적으로는 여전히 전체 자동차 판매에서 순수 전기차 비중이 늘고 있지만, 우리나라는 2023년부터 줄기 시작했고, 2024년 상반기도 줄었다. 

반면, 하이브리드자동차의 비중은 큰 폭으로 상승하여 2023년 상반기의 19.7%에서 2024년 상반기는 28.4%에 달하고 있다. 이같은 하이브리드자동차의 판매 확대에 힘입어 하이브리드자동차에서 경쟁력을 갖춘 도요타는 2023년 매우 양호한 경영실적을 거뒀다. 세계 1위 자동차 판매 회사로 등극하면서 2위인 폭스바겐(VW)를 큰 폭으로 따돌렸다. 

순수 전기차로 빠른 전환을 예고했던 주요 업체들도 전기차 생산 및 판매 계획을 축소하고, 하이브리드자동차의 개발 및 생산을 늘린다고 선언하고 있다. 미국의 포드, GM뿐만 아니라 독일의 ▲BMW ▲아우디 ▲벤츠 등도 전기차 전략을 수정하고 하이브리드자동차 등 내연 기관을 포함하는 자동차의 생산을 늘리겠다고 발표했다.

현대자동차도 하이브리드자동차를 늘리는 방향으로 전동화 전략에서 속도 조절을 추진하고 있다. 향후 순수 전기자동차가 얼마나 빠른 속도로 보급될 것인지는 전기차의 가격이나 성능 등도 중요하지만, 주요국의 정책에 기인한다. 

유럽과 중국에 이어 전기차 시장이 빠르게 확대될 것으로 기대되던 미국 시장은 인플레이션 감축법(IRA)와 같은 지원에도 불구하고 지원 조건이 까다로워지면서 증가 폭이 대폭 위축되었다. 이와 더불어 연말의 대선에서 트럼프가 당선되는 경우 전기차 판매 지원이 크게 줄고, 환경규제는 완화되는 등 전기차 판매를 위축시키는 방향으로 전개될 가능성이 높다. 이렇게 되면 세계 전체적으로도 전기차 판매는 예상보다 크게 위축될 가능성이 존재한다. 

이에 따라 기업들이 경쟁력을 갖추기 위해서는 순수 전기동력뿐만 아니라 내연 기관을 포함하는 하이브리드자동차 등에서 기술력을 향상하는 것이 필요하다. 하이브리드자동차는 중장기적으로도 탄소 중립이 되기 위해서는 사용 연료가 탄소 중립 연료(e-fuel)가 되어야 하는데 이에 대한 고려도 있어야 할 것이다. 현재 의미 있는 점유율을 보이지 못하고 해결해야 할 과제가 많은 수소연료전기자동차도 승용차뿐 아니라 대형 상용차 등에서 대안이 될 수 있다. 

미래 자동차의 경쟁력, 자율주행과 커넥티드

자동차의 전동화가 이미 정착단계에 진입했다고 봤을때, 자동차업체 및 주요국들은 이제 미래 자동차의 경쟁력은 자율주행에 있다고 전망한다. 중국은 전동화로 대표되는 전반전 자동차 경쟁은 종료되었고, 자율주행을 포함하는 지능화로 상징되는 후반전이 시작되었다고 보고 있다.

이에 중국 기업들은 적극적인 노력을 추진하고 있을 뿐 아니라 정부 차원에서도 다양한 자율주행 및 커넥티드 관련 정책들을 내어놓고 있다. 정책 대부분은 시범운행 및 데이터 구축과 관련되어 있고, 중앙정부뿐만 아니라 지방정부 차원에서 다양한 정책이 추진되고 있다. 

일반적으로 자율주행은 5단계로 나뉜다. 현재 주요 자동차업체들은 3단계 상용화를 시도하고 있다. 혼다나 메르세데스-벤츠, BMW 등이 3단계 자율주행 허가를 받거나 상용화했지만, 초기 단계이고 제한적 판매가 이루어져 완전히 상용화 단계에 접어들었다고 보기 힘들다. 

현대자동차그룹도 몇 년 전부터 3단계 자율주행 출시를 예고했지만, 계속 미루어지고 있다. 일정 구간을 운전자의 관여 없이 자율로 운행할 수 있는 3단계부터 진전한 자율주행의 시작으로 볼 수 있지만, 그만큼 제작사의 책임이 커질 수밖에 없다. 이에 따라 자동차업체들도 선뜻 3단계 자율주행을 광범위하게 상용화할 수 없는 것이다. 

실제로 테슬라의 FSD(Full Self-Driving)가 가장 3단계 자율주행에 가깝지만, 미국에서 법적으로는 2단계 자율주행으로 허가받고 운행한다. 주행에 있어 운전자의 관여가 거의 없거나 전혀 없는 4단계와 5단계의 상용화는 예상보다 계속 늦어지고 있다. 다만, 각종 시범운행 등은 꾸준히 추진되고 있다. 완전 자율주행은 기존 자동차업체보다 대형 IT업체와 더불어 벤처 업체들이 주도하고 있다. 

기술뿐만 아니라 ▲기업의 판매 및 생산전략 ▲파트너 ▲R&D ▲제품 포트폴리오 ▲상용화 용이성 등 다양한 분야를 동시에 고려한 2023년 가이드하우스 인사이트의 자율주행 리더보드(Guidehouse Insights Leader Board)에 따르면 ▲구글 웨이모 ▲모빌아이 ▲바이두 ▲GM의 크루즈 등이 선두그룹에 있다. 다음으로 현대차와 앱티브(Aptiv)가 합작해서 만든 모셔널이 위치한다. 

대형 IT업체로 아마존 자회사인 죽스(Zoox), 엔비디아 등이 있다. 이어 ▲오로라(Aurora) ▲개틱(Gatik) ▲뉴로(Nuro) ▲메이 모빌리티(May Mobility) 등 미국 벤처기업과 ▲위라이드(Weride) ▲오토엑스(AutoX) ▲포니 AI(Pony AI) 등 중국 벤처기업이 있다. 한국 벤처업체인 오토노머스에이투지(Autonomous a2z)도 존재한다. 

다만 자율주행의 상용화가 지연되면서 자율주행 사업을 포기하거나 축소하는 상황이 발생하고 있다. 당장에 사업화가 이루어지지 않는 상황에서 막대한 투자 부담을 하기 쉽지 않기 때문이다. 현대차 합작사인 모셔널도 상용화 계획을 연기하고 직원을 감축했다. GM의 크루즈도 투자를 삭감했고, 폭스바겐의 자율주행 합자사 아르고 AI는 사업을 접었다. 애플도 자율주행전기차 사업을 포기했다. 

전기차에서 경쟁력을 확보한 중국 기업이나 테슬라 등은 다음 단계로 자율주행에 집중해 상용화를 앞당기기 위해 노력하고 있다. 상용화 시점은 얼마나 노력하느냐의 문제이기도 한데, 향후 자동차산업의 핵심 경쟁력 중 하나가 자율주행이 될 가능성이 높은 상황에서 우리 기업들도 자율주행 기술의 확보에 지속 노력할 필요가 있다.

자동차의 커넥티드는 자율주행에서도 중요한 기술 중 하나일 뿐 아니라 ▲내비게이션 ▲원격 차량제어 및 관리 ▲멀티미디어 스트리밍 ▲SNS 등 엔터테인먼트 시스템 등 자동차의 다양한 기능과 연계돼있다. 이에 따라 커넥티드를 통해 자동차는 무한한 진화가 가능하다. 결국 미래는 자동차에 다양한 기능이 제공되는 기반이 되는 커넥티드를 통해 자동차업체들은 경쟁하게 될 것이다. 

자율주행과 커넥티드의 기반이 되는 것은 소프트웨어(SW)다. 예전에도 차량이나 부품의 제어를 위해 SW가 필요했지만, 자동차가 자율주행 및 커넥티드로 진화되면서 SW의 중요성이 더 커지게 됐다. 이에 따라 자동차를 소프트웨어 중심 자동차(SDV)로 정의하기도 한다. 자동차의 기능향상 및 수리 등도 하드웨어가 아니라 무선으로 소프트웨어를 업그레이드시키는 OTA(Over The Air)가 일반화되고 있다. 자동차의 핵심적인 경쟁력이 하드웨어에서 소프트웨어로 전환되고 있다는 것을 의미한다. 

미래 자동차 핵심부품 및 SW의 효율적 조달 전략 구축

미래 자동차로 전환되면서 자동차산업의 핵심 경쟁력이 변하고 있고, 이러한 핵심 경쟁력의 조달은 다른 양상을 보인다. 전기차의 핵심 경쟁력은 이차전지인데, 이는 대부분 외부의 대형 전지업체에 의존하여 자동차업체가 내부 조달하던 내연기관차의 엔진과는 다른 양상을 보인다. 

자율주행 자동차의 핵심인 자율주행 시스템도 기존 자동차업체보다는 대형 IT업체나 벤처기업들이 중요한 역할을 담당하고 있다. 각종 SW를 구현하는 반도체도 대형 반도체업체 등이 담당하고 있다. 반도체는 설계에서 생산에 이르기까지 다양한 단계로 분업 생산을 한다. 이에 따라 수많은 업체가 자동차용 반도체 생산에 관여한다. 자동차의 제어 등이 통합되어 SW나 반도체도 통합 반도체 형태로 되면서 대형 소프트웨어업체나 반도체업체들의 영향력이 커지고 있다.

주요 자동차업체들에 있어 이러한 핵심적인 경쟁력이 되는 부분을 어떻게 조달할 것인가에 대한 고민이 있을 수밖에 없다. 이를 외부에서 조달하는 경우 자동차업체의 운명을 외부에 맡기는 꼴이 되기 때문이다. 그리고 독자적인 자동차업체로서의 독립성이 상실되고, 단순 자동차조립업체로 전락할 가능성도 존재한다. 이에 따라 주요 자동차업체들은 이들 핵심 경쟁력을 자체 조달하는 전략을 펴기도 한다. 

이차전지의 경우 대표적으로 세계 1위 전기차업체인 BYD는 자체 조달하고 있다. 테슬라도 자체 조달을 시도하고 있다. VW도 자체 조달을 고려하고 있다. 세계 최대 자동차업체인 도요타는 전고체 배터리 기술이 가장 앞서 있다는 평가이다. 셀은 전문업체에 맡기지만, 자동차에 장착되는 배터리 팩은 자회사가 담당하여 이차전지 조달에서 배제되는 것에 대해 경계한다. 

자율주행시스템도 ▲테슬라 ▲GM ▲도요타 ▲현대차 ▲VW 등 주요 자동차업체들은 자체적으로 혹은 자회사 등을 통해 기술개발을 추진하고 있다. 물론 많은 기업은 대형 IT업체의 자회사나 전문 벤처업체들의 시스템을 활용하기도 한다. 전문 소프트웨어나 반도체도 통합 운영체제 등과 관련해서 테슬라 등과 같이 자체 소프트웨어나 반도체를 사용하기도 하고, 엔비디아와 같은 외부 업체를 활용하기도 한다. 

핵심 경쟁력 분야를 자체적으로 조달하는 경우 독자적인 경쟁력을 보유하고, 조달 리스크를 줄일 수 있다는 이점은 있다. 규모의 경제 등에선 효율이 떨어질 수도 있다. 기업마다 분야별로 상황이 다르기에 다양한 요소들을 고려하여 가장 효율적인 조달 전략을 수립하는 것이 자동차업체의 경쟁력을 확보하는 관건이 될 것이다. 

자동차가 필요로 하는 소프트웨어나 반도체는 그 종류가 다양해서 특정 업체 한둘이 다 담당할 수만은 없다. 그리고 계속해서 새로운 부품 및 기능이 요구되기 때문에 이를 위한 소프트웨어나 반도체를 개발할 수 있는 벤처기업들과의 협력도 중요할 것이다. 따라서 향후 자동차업체의 경쟁력 향상을 위해서는 자체 조달이 필요한 핵심 분야와 더불어 다양한 부품, 소프트웨어, 반도체 등에서의 새로운 협력 파트너를 만들어 나갈 필요도 있다.

전동화와 자율주행이 부상하면서 자동차 기업들의 영역들도 확대되는 양상이다. 자동차 기업들이 도심 항공 모빌리티(UAM)이나 로봇 등의 영역까지 진출하고 있다. UAM이나 로봇도 전기차와 마찬가지로 자율주행이나 전동화 기술을 활용하는 영역이다. UAM에 가장 적극적인 기업은 현대자동차그룹이다. 현대자동차그룹은 UAM 전문 자회사를 설립하고 연구개발과 더불어 구체적인 UAM 출시 계획까지 내놓고 있다. 

이와 더불어 GM도 수직이착륙기 e-VTOL을 공개하면서 시장진출을 선언한 바 있다. ▲크라이슬러 ▲중국의 지리 ▲포르쉐 등도 UAM 사업을 추진하고 있다.

로봇에 있어서는 현대자동차그룹이 적극적인 모습을 보인다. 현대는 2020년 세계적인 보행 로봇업체인 보스턴 다이내믹스를 인수하고, 본격적인 로봇 생산을 추진하고 있다. 다른 자동차업체들도 로봇 사업에 관심을 보여 왔는데, 주요 전시회 등에 많은 자동차업체가 로봇을 전시해왔다. 

자동차기업들이 UAM이나 로봇과 같은 다양한 이동 및 수송 수단에 관심을 보이면서 모빌리티업체로 전환을 시도하고 있다는 것이다. 기아자동차는 맞춤형 교통수단이라는 개념으로 목적 기반 모빌리티(Purpose Built Vehicle, PBV)의 생산을 추진하고 있는데, 자동차지만 모빌리티 개념의 확대라고 볼 수 있다. 모빌리티에는 초소형 전기차, 전기 이륜 및 삼륜차, PM(Personal Mobillity) 등이 있지만 모두 자동차업체가 생산할 수 있는 영역은 아니다.

UAM이나 로봇 등의 사업을 통해 자동차업체들이 모빌리티업체로 진화하고 있지만 아직 많은 과제를 안고 있다. 일단 UAM를 보면, 상용 생산 시점이 아직 불명확한 데 비해 생산업체는 다수이다. 자동차업체뿐만 아니라 전문생산업체, 드론이나 기계 등의 다양한 산업에서 참여하고 있어 경쟁이 매우 치열할 전망이다. 

결국 UAM이나 로봇 등은 기존 자동차의 전동화, 자율화 등을 기반으로 하는 미래 사업일 수밖에 없다. 이들의 상용화 및 수익 창출에는 시간이 필요하다. 다만 경쟁력 있는 제품을 개발하고, 이들의 활용이 이루어질 수 있는 분위기를 조성할 경우 그 시점을 앞당길 수 있다.

핵심 경쟁력은 여전히 생산경쟁력

미래 자동차의 대전환 속에서도 세계는 저가의 중국 전기차에 몸살을 앓고 있다. 미국은 중국산 전기차에 대해 25%의 특별 추가 관세를 부과하고 있고, 최근 100%까지 추가 관세를 올려 중국산 전기차의 진입을 원천 봉쇄하겠다고 나섰다.

EU는 특별한 제재가 없는 상황에서 중국산 전기차 수입이 빠르게 증가하면서 위협을 느껴 2023년 10월 반보조금 조사에 들어갔고, 2024년 7월 중국산 전기차에 대해 최대 37.6%의 추가 관세 부과를 결정했다. 

주요 선진국은 이렇게 자국 시장 및 자국 기업 보호를 위해 관세 부과 등 보호주의 조치를 취하고 있지만, 자국 기업이 없는 지역, 특히 후발국 시장에서는 중국 전기차 기업들의 시장 점유율이 매우 높은 수준이다. 전기차에 있어 중국의 기술력이 매우 높은 수준이기는 하지만, 근본적으로는 중국 전기차의 턱없이 싼 가격이 문제가 되고 있다. 

근본적으로 이에 대응하기 위해서는 효율을 높일 수 있는 생산시스템의 변화가 요구되고 있다. 자동차산업의 역사를 살펴보면, 지금까지 효율적 생산시스템을 구축한 업체가 세계 시장을 주도했다. 생산시스템 혁신을 통해 포드나 GM이 초기 세계 자동차시장을 석권하게 되었고, 도요타 생산방식을 통해 도요타가 세계 시장에서 부상했다. VW가 글로벌 선두 업체로 자리매김한 것은 생산방식 변화 덕분이라고 할 수 있다. 

최근 생산방식의 혁신을 선도하고 있는 것이 테슬라다. 전통적 컨베이어벨트 생산방식에서 언박스드(unboxed)라는 새로운 방식의 도입을 시도하고 있다. 레고블록을 조립하듯이 한자리에서 주요 부품을 조립하는 방식으로 공정의 40%, 생산비용의 절반을 줄일 수 있다고 한다. 비용을 절감하기 위해 다수의 부품을 통으로 찍어내도록 하는 기가프레스도 테슬라가 생산에 적용하면서 다른 업체들도 관심을 보이고 있다. 

주요 자동차업체들도 로봇을 통한 자동화를 시도하면서 인건비 부담을 줄이고 있다. 현대자동차그룹은 경직된 노사관계 등으로 인해 공장 자동화 및 업무의 표준화 등이 비교적 잘 된 기업 중 하나이다. 최근 공장 자동화에서 스마트화로 진전되면서 다양한 시도를 추진하고 있다. 현대자동차는 싱가포르에 글로벌 혁신센터를 설립하고, 제조 공정의 스마트화를 시험하고 있다. 

단순히 비용 절감뿐 아니라 미래의 주문형 생산 등에 대응할 수 있는 생산 공정을 실험하고 있다. 아무리 좋은 제품을 생산하더라도 생산 효율이 떨어지면 세계 시장에서 도태될 수밖에 없기 때문이다.

조철 한국산업연구원 선임연구원은 산업연구원에서 선임연구위원으로 자동차산업과 중국산업 등을 연구하고 있다.  산업연구원에서 북경지원장·주력산업연구실장·산업통상연구실장 등을 역임했다. 노사정위원회 자동차부품업종위원회, 4차 산업혁명위원회 산업경제혁신위원회, 탄소중립 시나리오 수립을 위한 기술작업반 수송분과 ▲자동차탄소중립협의회 등의 위원으로 활용하면서 자동차산업관련 정책 수립 등에 참여했다. 

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