차세대항공교통(AAM) 허브, 에너지원 관리와 품질보증의 새로운 과제

차세대 항공교통, AAM의 부상과 허브의 의미

AAM(Advanced Air Mobility)의 정의와 범위

차세대 항공교통(AAM)은 도심항공교통(UAM)의 확장 개념으로, 단거리 도심 이동을 넘어 지역 간 연결, 응급 의료 수송, 재난 대응, 군수 물류 지원까지 포함하는 새로운 항공교통 체계다. 기존 항공교통이 공항과 활주로 기반의 대규모 네트워크였다면, AAM은 전기·수소·대체항공유 기반의 친환경 기체와 분산형 허브 인프라를 활용하는 것이 특징이다.

AAM 부상의 배경

전 세계 항공산업은 지금 새로운 전환기를 맞이하고 있다. 도심항공교통(UAM)을 넘어 지역·국가 단위로 확장되는 차세대 항공교통(AAM)은 단순히 새로운 교통수단의 등장을 의미하지 않는다. 이는 교통체계, 에너지 체계, 나아가 국가 안보 패러다임까지 바꿀 수 있는 혁신적 변화로 평가된다. AAM이 부상하는 배경에는 세 가지 요인이 있다.

AAM은 단순한 교통 혁신을 넘어, 국가 인프라와 안보까지 연계되는 전략 분야로 자리매김하고 있다. AAM은 도심 내 단거리 이동에서 시작하지만, 점차 광역 교통망 연결, 응급의료 수송, 재난 대응, 군수 물류 지원 등으로 확대될 가능성이 크며, 민간과 군수 영역을 아우르는 미래 교통 플랫폼으로 발전할 잠재력을 지니고 있다.

허브 체계의 전략적 의미

이러한 AAM의 성공을 좌우하는 핵심은 허브(Vertihub) 이다. 허브는 단순히 기체가 이착륙하는 장소가 아니라, 승객 승하차, 에너지원 공급, 정비·점검, 안전관리, 교통 연계가 동시에 이루어지는 복합 인프라이다. 기존 공항이 활주로 중심의 대규모 시설이었다면, AAM 허브는 도심과 지역 곳곳에 분산 배치되는 소규모 다기능 거점으로서, 항공 교통망의 결절점 역할을 하게 된다. 특히 군사적 관점에서 허브는 단순 민간 인프라에 머물지 않고, 군수 물자·장비 수송과 작전 지원까지 수행할 수 있다. 즉, 허브는 민·군을 아우르는 전략적 거점이 될 수 있으며, 그 안전성과 신뢰성 확보는 곧 국가 전력 유지와 직결된다.

에너지원 선택의 중요성

AAM 허브가 직면할 가장 중요한 과제 중 하나는 에너지원 선택이다. 현재는 배터리 기반 전기추진이 주류지만, 항속거리와 충전 시간의 한계로 인해 중장기적으로는 수소연료전지, SAF(대체항공유), 하이브리드 추진 등이 병행될 가능성이 크다. 각 에너지원은 충전·급유 인프라, 안전관리, 정비 체계에서 요구 조건이 상이하므로, 허브는 특정 기술에 종속되지 않고 멀티 에너지원 대응 체계로 설계되어야 한다. 이는 단순 기술적 선택을 넘어, 허브 운영의 지속가능성과 국가 신뢰성을 좌우하는 전략적 요인이다.

본 기고문은 AAM의 개념과 부상 배경을 살펴본 뒤, 허브 체계와 에너지원 선택이 왜 전략적 과제인지를 분석하고, 향후 품질보증 및 안전관리 체계가 어떠한 방향으로 발전해야 하는지를 제안하고자 한다.

AAM 허브 체계의 특징과 도전과제

허브(Vertihub)의 다기능적 역할

AAM 허브는 기존 항공교통 인프라와 달리, 단순히 이착륙을 보장하는 장소에 머물지 않는다. 승객의 탑승과 환승, 기체의 에너지 보급, 정비와 안전 점검, 그리고 지상 교통과의 연결까지 복합 기능을 수행하는 플랫폼으로 진화한다. 이는 공항의 역할과 유사하면서도, 소규모·분산형 거점이라는 점에서 차이가 있다. 특히 도심과 지역 곳곳에 분산 배치됨으로써, 이용자 접근성을 높이는 동시에 다층적 네트워크의 결절점 역할을 한다. 예를 들어 대도시의 핵심 업무지구, 공항 인근, 주요 철도역, 군사 거점 등 다양한 입지에서 허브가 운영된다면, 이는 단순한 교통망을 넘어 민간과 국방을 아우르는 전략적 노드가 될 수 있다. 또한, 허브는 단순한 시설이 아니라 운영체계와 안전관리체계가 결합된 시스템이다. 즉, 지상교통 관리센터, 승객 보안검색, 기체 충전·급유, 항로 관제 등이 허브 내에서 동시에 수행되어야 한다. 이러한 점에서 허브는 ‘작은 공항(Mini-Airport)’이라기보다는, ‘도심형 다기능 플랫폼’이라는 표현이 더 적절하다.

에너지원 다변화와 허브 운영의 복잡성

AAM 허브 운영의 가장 큰 난제 중 하나는 에너지원 다변화이다. 현재 개발 중인 기체는 배터리 기반 eVTOL이 주류를 이루지만, 항속거리와 충전 한계로 인해 중·장거리 구간에서는 수소연료전지, SAF, 하이브리드 엔진 등이 병행될 가능성이 크다. 따라서 허브는 단일 에너지원 인프라로는 장기적 지속가능성을 확보하기 어렵다.

배터리 기반 기체는 충전 시간이 문제다. 급속 충전 기술이 발전하고 있으나, 동시에 다수의 기체가 회전율을 유지하려면 충전 대기열 관리와 전력 공급 인프라가 관건이다. 반면 수소연료전지 기체는 짧은 충전시간과 긴 항속거리를 제공하지만, 고압 저장탱크와 수소 충전소를 허브 내에 안전하게 구축해야 하는 부담이 따른다. SAF 기반 하이브리드 기체는 기존 항공 연료망을 활용할 수 있다는 장점이 있으나, 연료 품질 변동성과 유지보수 난이도가 도전과제로 남는다.

이처럼 서로 다른 요구조건이 중첩되면, 허브 운영은 복잡성이 크게 증가한다. 따라서 허브는 단일 에너지원에 종속되지 않고, 멀티 에너지원 대응이 가능한 체계를 갖추어야 한다.

AAM 허브의 안전성 확보

에너지원 다변화 속에서 가장 중요한 가치는 안전성 확보이다. 전기 배터리는 열폭주와 화재 위험이 상존하며, 수소는 누출·폭발 가능성, SAF는 배치별 품질 편차가 우려된다. 허브에서 발생하는 작은 사고도 다수 승객과 기체 운항에 직결되므로, 품질보증 없는 허브 운영은 사실상 불가능하다.

제도·정책적 과제

기술적 난제를 넘어, AAM 허브가 국가 인프라로 자리 잡기 위해서는 제도와 정책적 기반 마련이 필수적이다. 첫째, 표준화 문제: ICAO, FAA, EASA 등 국제기구에서 논의 중인 에너지원·인프라 규격을 국내 현실에 맞게 조기 반영해야 한다. 둘째, 인증 체계 확립: 지금까지는 기체 중심 인증이 주류였으나, 앞으로는 충전소·급유시설·에너지 저장장치까지 통합 인증이 필요하다. 셋째, 민·군 겸용 운영: 공항처럼 허브도 민간과 군수 목적이 공존할 가능성이 크므로, 민군 통합 품질보증 기준이 마련되어야 한다. 넷째, 운영 주체 협력: 지자체, 민간 기업, 정부기관이 허브 운영에 참여할 경우, 품질보증과 안전관리 책임을 어떻게 분산할지도 중요한 과제가 된다. 나아가, 우리나라는 내해수·극저온 환경 등 특수 운용 조건이 존재한다. 이러한 국내 환경 특수성을 반영한 시험평가·규격 마련이 이루어져야만, AAM 허브가 실질적인 신뢰성을 확보할 수 있다.

에너지원 선택의 전략적 중요성

단기적 관점: 배터리 기반 eVTOL의 우세

AAM의 초기 상용화는 배터리 기반 전기 수직이착륙(eVTOL) 기체가 주도하고 있다. 전기 추진은 소음이 적고 구조가 단순하며, 도심 환경에서 친환경 교통수단으로 자리매김할 수 있는 장점이 있다. 또한, 항공유를 사용하는 기존 터빈 엔진과 달리 배출가스가 거의 없어 탄소중립 목표 달성에도 기여할 수 있다. 그러나 배터리 기반 eVTOL은 에너지 밀도가 낮아 항속거리가 제한적이며, 충전 시간이 길어 다수 기체의 회전율을 확보하기 어렵다는 한계가 있다. 허브 운영 관점에서는 다수 충전 스테이션 설치, 전력 공급망 확충, 급속 충전 기술 도입이 필수적이다. 따라서 단기적으로는 배터리 충전 인프라를 중심으로 허브 체계가 구축되겠지만, 장기적 성장성 확보에는 불충분하다는 점에서 한계가 명확하다.

중기적 관점: 수소연료전지의 부상

수소연료전지는 배터리의 한계를 보완할 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 수소는 단위 무게당 에너지 밀도가 높아, 동일 조건에서 더 먼 거리를 비행할 수 있다. 또한, 충전 시간이 배터리보다 짧아 운용 효율성과 기체 회전율 향상이 가능하다. 일부 기업들은 수소 기반 AAM 기체 개발을 이미 진행 중이며, 미국·유럽을 중심으로 시범 사업이 추진되고 있다. 다만 수소는 저장과 운송에서 안전성 문제가 크고, 인프라 구축 비용이 상당히 높다. 허브에 수소 충전소를 설치하려면 고압 저장탱크, 누출 감지 시스템, 폭발 방지 설비 등 대규모 안전설비가 필요하다. 따라서 수소 기반 허브는 단순 민간 교통망을 넘어 군수·국가 인프라 차원에서 안전기준이 마련되어야만 현실화 가능하다.

장기적 관점: SAF와 하이브리드 추진의 가능성

지속가능항공유(Sustainable Aviation Fuel, SAF)는 기존 항공기 터빈 엔진과 호환 가능하다는 점에서 주목받고 있다. SAF는 화석연료 대비 온실가스를 크게 줄일 수 있으며, 장거리·중대형 기체에도 적용할 수 있다. AAM 기체 중 일부는 터빈-전기 하이브리드 추진을 채택할 가능성이 있는데, 이 경우 SAF는 가장 적합한 대체 연료가 된다. 특히 군수 분야에서는 운용 환경 다양성이 중요한데, SAF는 기존 인프라를 활용하면서도 탄소 배출 저감 효과를 기대할 수 있어 전략적으로 유리하다. 다만 SAF는 생산비용이 높고, 공급망 구축이 초기 단계라는 한계가 있다. 따라서 SAF 기반 AAM 허브는 단기보다는 장기적인 에너지 다변화 전략의 일부로 보는 것이 합리적이다.

에너지원 선택과 허브 설계의 연계성

SAF에너지원 선택은 단순히 기체 개발자의 문제가 아니라, 허브 체계 설계와 직결되는 전략적 요인이다.

따라서, 허브는 특정 에너지원에 종속되지 않고, 멀티 에너지원 대응이 가능한 설계가 되어야 한다. 이는 인프라 투자비용을 높이지만, 장기적으로는 기술 불확실성에 대응할 수 있는 유일한 방법이다.

민·군 겸용 관점에서의 중요성

민간 교통망에서의 AAM은 친환경성과 효율성을 우선시하지만, 군수 운용에서는 신뢰성과 극한 환경 적응성이 최우선 가치다. 예를 들어 전술 상황에서 배터리 기반 기체가 추위나 충격에 취약하다면, 임무 실패로 이어질 수 있다. 반대로 수소나 SAF는 운용성이 우수하지만, 공급망 안전성이 취약할 경우 전력 유지에 위험요인이 된다. 따라서, 에너지원 선택은 단순 경제성이 아니라 국가 안보·군수 운용성까지 고려한 종합적 판단이 필요하다. 이는 향후 AAM 허브 설계와 운영에서 반드시 반영되어야 할 핵심 원칙이다.

국방기술품질원의 역할과 발전 방향

표준화 주도의 필요성

AAM 허브 체계가 본격화되면, 배터리·수소·SAF 등 다양한 에너지원이 혼재하게 된다. 각 에너지원의 물리적 특성과 위험 요소가 다른 만큼, 국가 차원의 통합 표준이 마련되지 않으면 운영 혼란과 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서 국제 기준을 선제적으로 도입하고, 국내 운용 조건을 반영한 한국형 품질·안전 규격을 마련하는 것이 시급하다.

AAM 허브 체계가 상용화되면, 배터리·수소·SAF 등 서로 다른 성격의 에너지원이 동시에 활용된다. 각 에너지원의 안전성, 저장 방식, 공급 조건이 제각각이기 때문에, 통합된 국가 차원의 표준 규격 없이는 안정적 운영이 어렵다. 국제 표준화 논의가 진행 중이지만 아직 미완성 단계이므로, 국내에서는 이를 선제적으로 반영하고 운용 환경에 맞게 보완한 한국형 품질·안전 기준을 마련하는 것이 필요하다.

안전관리 선제 대응

AAM 허브는 도심과 전략 거점에 위치하는 만큼, 작은 사고도 사회적·군사적 파급력이 크다. 전기 배터리의 열폭주, 수소 누출·폭발, SAF의 품질 변동성 등은 모두 치명적 위험 요인이다. 따라서 단순 사후 대응이 아니라, 설계 단계부터 안전성을 내재화하는 선제적 관리체계가 요구된다.

AAM 허브는 도심과 주요 전략 거점에 위치하게 되므로, 단일 사고도 사회적·군사적 파급효과가 크다. 배터리의 열폭주, 수소 누출·폭발, SAF 품질 변동성은 모두 치명적인 위험 요인이다. 따라서 운영 이후의 사후 대응보다는, 설계와 구축 단계에서부터 위험 요인을 제거하는 선제적 안전관리 체계가 요구된다. 이를 위해서는 에너지원별 특성을 반영한 안전 가이드라인과 운영 매뉴얼을 사전에 확립해야 한다.

민·군 겸용 체계 구축

허브는 민간 교통 인프라를 넘어 응급의료, 재난 대응, 군수 물류 지원까지 포괄할 수 있다. 따라서 민·군이 함께 적용할 수 있는 통합 품질보증 기준을 마련해야 한다. 이는 관리 주체의 역할 중복을 줄이고, 국가 자원의 효율적 활용을 가능하게 한다.

AAM 허브는 민간 교통 인프라로 출발하지만, 장기적으로는 응급의료, 재난 대응, 군수 물류 지원 등으로 확장될 가능성이 높다. 특히 국토가 협소하고 민·군 인프라가 중첩되는 국내 환경에서는 민·군이 공동으로 활용할 수 있는 겸용 허브 체계가 필요하다. 이를 위해서는 민간과 군수 부문이 동시에 적용할 수 있는 통합 품질보증 기준을 마련하고, 관리 주체 간 역할 충돌이나 공백을 최소화하는 제도적 장치가 요구된다.

기술 변화 모니터링과 조기 대응

AAM 분야는 기술 변화 속도가 매우 빠르다. 배터리 에너지 밀도, 수소 저장 기술, SAF 생산 방식 등은 매년 달라지고 있다. 기술 변화에 민첩하게 대응할 수 있는 모니터링 체계를 구축해, 표준과 시험 기준을 주기적으로 개정·보완하는 것이 필요하다.

AAM 분야는 기술 발전 속도가 매우 빠르다. 배터리 에너지 밀도, 수소 저장 기술, SAF 생산 공정 등은 매년 달라지고 있으며, 각국의 전략도 상이하다. 따라서 기술 변화에 민첩하게 대응할 수 있는 모니터링 체계를 운영해 최신 동향을 지속적으로 반영해야 한다. 이를 통해 품질 기준과 시험평가 체계가 정체되지 않고, 기술 발전과 함께 주기적으로 갱신될 수 있어야 한다.

시험평가와 리스크 관리

새로운 에너지원은 기존 항공유와 다른 시험평가 항목을 요구한다. 배터리 열안정성, 수소 저장 충격·누출, SAF 물성 검증 등은 새로운 품질보증 과제로 떠오른다. 여기에 더해, 운용 데이터를 활용한 리스크 기반 관리 모델을 도입해 전 주기에 걸친 위험 관리가 가능하도록 해야 한다.

새로운 에너지원은 기존 항공유와는 다른 시험평가 항목을 요구한다. 배터리는 내구성과 열안정성 검증이 핵심이고, 수소는 충격·누출 안전성이 중요하며, SAF는 물성 변화와 저장 안정성 평가가 필요하다. 따라서 에너지원별 특화 시험평가 항목을 마련하고, 실증을 통해 기준을 정립해야 한다. 아울러, 운용 단계에서는 데이터 기반의 리스크 관리 체계를 도입해, 사고 가능성을 사전에 예측·관리하는 방식으로 발전시켜야 한다.

국내 환경 특수성 반영

한국은 내해수(염분 환경), 극한 기후, 산악 지형 등 복합적이고 까다로운 운용 조건을 동시에 가진 나라다. 이러한 특수성을 고려하지 않은 기준은 실제 운용에서 한계를 드러낼 수밖에 없다. 예를 들어, 수소 저장 장치는 염분에 의한 부식 문제를, 배터리는 혹한·혹서에서의 성능 저하를 반드시 검증해야 한다. 따라서 국제 기준을 기본으로 하되, 국내 운용 환경에 맞춘 추가 시험평가와 보완 기준을 마련해야 한다. 이는 국제 표준을 그대로 수용하는 것을 넘어, 한국 현실에 최적화된 품질보증 체계를 확립하는 데 기여할 것이다.

AAM은 단순히 새로운 항공교통수단의 도입을 넘어, 국가 교통망과 에너지 체계, 나아가 국방 운용 방식까지 변화시키는 패러다임 전환이다. 그 중심에는 허브(Vertihub)가 있으며, 허브는 에너지원 공급, 안전관리, 교통 연계, 임무 지원까지 포괄하는 차세대 복합 인프라로 자리매김할 것이다. 특히 에너지원 선택은 허브 체계의 성공을 좌우하는 결정적 요인이며, 이는 단순 기술적 문제를 넘어 국가 차원의 품질보증·안전 전략으로 다루어져야 한다.

AAM 기체는 단기적으로 배터리, 중기적으로 수소, 장기적으로 SAF와 하이브리드로 다변화될 가능성이 크다. 이러한 에너지원은 각각 장단점과 운영 조건이 달라, 허브는 멀티 에너지원 대응이 가능한 설계를 요구한다. 이 과정에서 품질보증과 안전관리 기준은 기체 개발 못지않게 중요하다. 배터리 열안정성, 수소 저장 안전성, SAF 물성 변동성 등은 모두 기체와 허브 운용의 핵심 위험요인으로 작용하기 때문이다. 군수 운용 측면에서 이러한 문제는 더욱 중요하다. 연료와 에너지원의 안정성은 곧 전력 유지와 직결되며, 민간과 달리 임무 실패가 국가 안보에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 AAM 에너지원 선택은 경제성과 효율성뿐 아니라 국가 안보와 군수 운용성을 고려한 종합적 판단이 되어야 한다.

AAM은 아직 초기 단계이지만, 기술과 제도는 빠르게 진화하고 있다. 지금 필요한 것은 선제적 준비와 유연한 대응이다. 허브와 에너지원 관리 체계는 단순한 기술적 문제가 아니라, 국가 인프라와 안보를 좌우하는 전략적 사안으로 다루어져야 한다. 궁극적으로 AAM 허브와 에너지원 선택 문제는 미래 교통과 국방 전력의 지속가능성을 함께 결정한다. 따라서 조기 대응을 통해 국제 흐름을 선도하고, 국내 현실을 반영한 안전·품질 보증 체계를 마련하는 것이 무엇보다 중요하다.