UAM은 도심 저고도 상공에서 사람이나 화물을 운송하는 차세대 교통 체계입니다. 지상 교통의 혼잡을 해소하기 위한 새로운 교통/운송 체계로 주목받고 있는데요. ‘비행을 통한 이동’이라는 UAM의 특성상, 상용화를 위해서는 배터리가 충분한 비행거리, 운항 안전성, 수직 이착륙에 필요한 고출력을 동시에 제공해야 합니다.
이번 시간에는 UAM 상용화를 위해 주목받고 있는 배터리 기술과 LG에너지솔루션의 UAM용 배터리 솔루션을 살펴봅니다.
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글로벌 UAM 시장 현황과 전망은?
UAM 시장은 초기 상용화 단계에 진입하고 있으며, eVTOL(electric Vertical Take-Off and Landing aircraft, 전기 동력 기반 수직 이착륙 항공기)을 중심으로 빠르게 성장하는 항공 모빌리티 산업으로 평가됩니다.
글로벌 시장조사 기관인 SNE리서치에 따르면, eVTOL 전용 배터리 시장은 2024년 기준 5억 달러 내외의 규모에서 2030년대 초에는 약 45억 달러 규모로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 20~25%수준의 성장률이 예상됩니다.1
이에 따라 각국은 UAM 기체 개발뿐만 아니라 항공 인증 및 도심 운항 제도 정비도 함께 추진하고 있습니다.
먼저 미국은 UAM 상용화를 앞당기기 위한 제도 기반을 마련하고 있습니다. 2021년부터 의회와 행정부 차원에서 AAM(Advanced Air Mobility, 첨단 항공 모빌리티) 생태계 구축을 추진해 왔으며, 2025년 6월에는 무인항공기와 eVTOL 개발을 활성화하기 위한 행정명령을 발표했습니다. 이후 FAA(Federal Aviation Administration, 미국 연방항공청)는 eVTOL 통합 파일럿 프로그램(eIPP)을 추진하고 있으며, 미 교통부(DOT)도 AAM 국가 전략을 통해 정책 방향을 제시했습니다. 2026년에는 eIPP 8개 프로젝트가 선정되며, 미국 내 eVTOL과 AAM의 실제 운항 검증도 확대되고 있습니다.
중국은 UAM을 저공경제(Low-Altitude Economy)의 주요 분야로 보고, 관련 산업 생태계를 전략적으로 육성하고 있습니다. 저공경제는 저고도 공역에서 eVTOL, 드론 등을 활용해 교통, 물류, 관광, 긴급구조 등 다양한 서비스를 창출하는 산업을 뜻합니다. 중국은 2023년 저공경제를 전략적 신흥산업으로 편입하고, 2024년 정부 사업 보고서에도 관련 내용을 포함하는 등 국가 차원의 산업 육성에 나서고 있습니다. 이와 함께 중국 민항당국(Civil Aviation Administration of China, CAAC)이 eVTOL 기체에 대한 형식인증(Type Certificate), 생산인증(Production Certificate), 표준 감항증명(Airworthiness Certificate)을 발급을 추진하며, UAM 상용화를 위한 제도 기반 마련에도 속도를 내고 있습니다.
국내에서는 2028년 K-UAM 상용화를 목표로, 초기 시장 형성과 제도 기반 구축에 나서고 있습니다. 국토교통부와 ‘UAM 팀 코리아’는 기존 도심 교통형 중심의 운용 개념을 넘어 응급의료형과 비도심 관광형 등 초기 상용화 가능성이 높은 모델까지 검토할 수 있도록 운용개념서 개정을 추진하고 있습니다. 이와 함께 2032년 이후 UAM의 도심 운항 확대를 고려해, 안전한 운항에 필요한 AI 기반 교통관리와 차세대 통신·항법, 배터리·부품 등 145건의 중요기술을 선정했습니다. 또한 ‘K-UAM 그랜드챌린지’와 전국권 테스트베드를 통해 운항, 교통관리, 버티포트(Vertiport)2 운영 등 통합운용 기술의 안전성을 검증하며 상용화 기반을 마련할 계획입니다.
UAM용 배터리의 특징은 무엇일까?
UAM은 배터리를 기반으로 비행합니다. 즉 배터리가 UAM의 성능과 안전성을 좌우하는 핵심 요소인 것이죠. UAM용 배터리는 △안전성(Safety) △높은 무게 에너지밀도(Wh/kg) △고출력(High Power)이라는 세 가지 조건을 동시에 충족해야 합니다.
1) 안전성: UAM용 배터리에서 가장 중요한 조건은 안전성입니다. 특히 항공 운항특성상 기온 변화와 기압 차이 등 다양한 환경 변수에 노출되고, 공중에서 문제가 발생하면 즉각적인 대응이 어렵습니다. 이에 모빌리티로서 여객의 수송, 화물의 운송을 수행하려면 비행 중 발생할 수 있는 다양한 변수에 대비해 높은 수준의 안전성을 갖춰야 합니다.
따라서 UAM용 배터리는 셀과 팩 단위의 전문적인 안전 설계가 갖춰져야 하며, 신뢰 높은 기관의안전 인증 기준을 통과해야 합니다. 이 기준들로는 미국 FAA, 유럽 EASA(European Union Aviation Safety Agency, 유럽연합 항공안전국), 중국 CAAC 등 주요 항공 당국에서 규정한 인증이 있습니다.
UAM용 배터리 안전성에서 핵심은 ‘열전파(Thermal Propagation) 방지’입니다. 하나의 배터리 셀에서 열폭주(Thermal Runaway) 현상이 발생하더라도, 이 열이 인접 셀로 확산되지 않도록 막아 전체 어플리케이션의 안전성을 확보하는 것인데요. 이를 위해서는 다양한 설계 검증과 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)의 정교한 작용이 중요하게 여겨집니다.
2) 높은 무게 에너지 밀도 : UAM용 배터리에서 무게 에너지 밀도(Wh/kg)는 승객이나 화물을 싣고 얼마나 멀리 비행할 수 있는지를 결정하는 핵심 지표입니다. 배터리는 사용 중에도 무게가 줄어들지 않기 때문에, 동일한 무게에서 더 많은 에너지를 저장할수록 이동 가능한 거리도 함께 늘어납니다. 이는 곧 ‘항속 거리’, 즉 UAM의 서비스 범위와 직결됩니다.
항속 거리에 따라 UAM이 수행할 수 있는 역할이 달라집니다. 약 20~50km 수준에서는 도심 내 단거리 이동을 중심으로 택시와 유사하게 활용될 수 있고, 50~150km 구간에서는 광역 이동 수단으로서 버스나 철도의 기능을 일부 대체할 가능성이 있습니다. 나아가 150km 이상으로 확장될 경우, 일부 구간에서는 항공 이동을 보완하는 역할까지 기대할 수 있습니다.
| 이동 유형 | 비행 거리 | 대체 가능 서비스 |
|---|---|---|
| 도시 내 이동 | 약 20~50km | 택시 |
| 도시 간 이동 | 약 50~150km | 광역버스 |
| 광역권 이동 | 약 150~500km | 고속기차/비행기 |
즉, UAM 배터리의 에너지 밀도가 높아질수록 도심 단거리 이동을 넘어 광역 이동 수단으로 확장될 가능성이 커집니다.
3) 고출력: UAM용 배터리는 높은 출력 특성도 요구됩니다. 여기서 출력은 배터리가 순간적으로 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지를 의미합니다.
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전기차는 일반 주행 중 비교적 일정한 출력이 필요한 경우가 많지만, UAM은 비행 단계에 따라 출력이 크게 달라집니다. 특히 수직 이착륙 단계에서는 매우 높은 출력이 필요합니다. 반면 순항 구간에서는 상대적으로 낮은 출력으로 전환됩니다.
비상 상황에서는 고출력 성능이 더욱 중요합니다. UAM 내부 특정 팩에 문제가 발생할 경우, 나머지 배터리들이 출력을 순간적으로 높여 기체를 안정적으로 유지하고 비상 착륙을 수행해야 합니다. 이러한 비상 상황에 대비하여, UAM용 배터리는 낮은 SoC(State of Charge) 구간에서도 충분한 출력 성능이 필요하며, 다수의 독립적인 배터리 팩으로 구성된 구조를 활용해야 합니다.
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LG에너지솔루션의 UAM용 배터리 라인업
현재 LG에너지솔루션은 글로벌 UAM 기업들과 협업을 진행 중이며, 고객이 중요시하는 성능에 맞춰 다양한 배터리 솔루션을 제공하고 있습니다. UAM용 배터리는 안전성, 에너지밀도, 출력이라는 세 가지 조건을 동시에 만족해야 합니다. 고객과의 긴밀한 소통을 통해 고객이 타겟하는 UAM의 목적과 필요 성능을 고려하고, 이 조건에 알맞는 배터리를 제공해야 하죠.
LG에너지솔루션은 UAM 시장의 다양한 요구에 대응할 수 있는 폭넓은 배터리 포트폴리오를 갖추고 있습니다. 원통형 배터리와 파우치형 배터리를 중심으로, 안전성·에너지밀도·고출력이라는 세 축에서 고객별 최적 조합을 제안하고 있죠.
원통형 배터리는 강성 구조를 구현하여 높은 안전성을 갖추고 있습니다. 단단한 금속 케이스로 감싸인 원통 구조에 기반한 높은 구조적 안정성을 갖췄기 때문이죠. LG에너지솔루션의 대표 제품은 H52A 원통형 배터리입니다. H52A는 고출력 성능을 기반으로, 15분 내외의 고속 충전을 함께 지원하고 있습니다.
파우치형 배터리는 가벼운 무게와 높은 에너지 저장 효율로 무게 에너지밀도 측면에서 강점을 발휘합니다. LG에너지솔루션의 파우치 배터리는 300Wh/kg 내외의 우수한 에너지밀도를 발휘할 수 있죠. 또한 고출력에도 강점이 있어, 수직이·착륙 및 비상 상황에서 요구되는 초고출력 조건에 안정적으로 대응할 수 있습니다.
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핵심 Q&A
Q. UAM이란 무엇인가요?
UAM은 eVTOL 등을 기반으로 도심 저고도 상공에서 사람이나 화물을 운송하는 차세대 교통 체계입니다.
Q. UAM에서 배터리 기술이 중요한 이유는 무엇인가요?
UAM은 배터리를 사용해도 무게가 거의 줄어들지 않기 때문에, 제한된 배터리 무게 안에서 충분한 비행거리와 안전성, 출력을 확보해야 합니다.
Q. UAM용 배터리에 필요한 핵심 성능은 무엇인가요?
UAM용 배터리는 안전성, 무게 에너지밀도, 고출력 성능을 동시에 충족해야 합니다.
Q. LG에너지솔루션은 어떤 UAM용 배터리 솔루션을 준비하고 있나요?
LG에너지솔루션은 원통형 배터리, 파우치형 배터리를 기반으로 UAM 시장에 대응하고 있습니다.
UAM이 차세대 교통수단으로 주목받으면서, 이를 실제로 구현하기 위한 기술 경쟁도 본격화되고 있습니다. 도심 하늘길을 현실로 만들기 위해서는 기체 기술뿐 아니라, 안전성과 비행거리, 출력 성능을 뒷받침하는 배터리 기술 발전이 필수입니다.
LG에너지솔루션은 세계 최고 수준의 리튬이온배터리 양산 역량을 바탕으로, 시장의 다양한 요구에 대응하고 있습니다. 앞으로도 UAM을 비롯한 미래 모빌리티 분야에 필요한 배터리 기술력을 지속적으로 확장해 나가겠습니다.
