PART1 - THE GREAT CAR CRASH (위대한 자동차 충돌)
PART2 - SHARED MOBILITY (이동성의 공유)
PART3 - ELECTRIFICATION (전기화)
PART4 - AUTONOMOUS DRIVING (자율 주행)
현재 테슬라의 FSD 기술처럼 혁신적인 기술들이 앞으로 이동과 여행 방식에 큰 변화를 줄 것이다.
모빌리티 초기에 우위를 점했던 것은 내연기관이 아니라 전기모터와 배터리 엔진이었다. 1830년대에 스코틀랜드와 네덜란드에서 만들어졌고 배터리 저장 용량이 늘어나면서 1880년대에 프랑스와 영국, 1890년대에 미국에서 상용화되었다.
전기차는 조용하고, 깨끗하고 운전이 간단했다.
내연기관에서 핸드 크랭크를 없앤 전기 자기 시동기의 발명은 더 안전하게 출발할 수 있게 되었고 헨리 포드의 낮은 비용의 대량 생산, 오클라호마와 텍사스의 석유 발견, 도로 개발, 정부 정책, 소비자 수요가 EV를 추방시켰다.
그 이후 EV 기술은 되살리려는 시도가 있었지만 높은 생산 비용, 날씨에 따른 제한된 범위, 긴 충전 시간이 발목을 잡았다. 이후 1990년대 후반 GM이 EV1 프로그램을 지속하지 않은 것을 후회했고 테슬라가 '로드스터'로 전통적인 자동차에서 EV로의 전환을 도전했고 거기엔 세계 이산화탄소 규제의 강화가 있었다.
세계적으로 EV 구매자에게 보조금을 지급하고 EV 생산을 의무화 하면서 미국의 트럼프 정부는 EV에 대한 배출가스 기준을 완화하고 세금 리베이트를 줄였다.
과거 문제가 되었던 배터리와 충전 기술의 혁신이 일어나면서 내연기관의 가격을 따라잡기 시작했다. 지금도 더 나은 배터리가 개발되고 있다.
과거 전기차가 실패했던 이유 중 하나가 충전인데, 지금은 세계적으로 충전소가 급증하고 충전 속도가 빨라지고 있다. 이 다음의 기술은 무선, 이동 중의 충전 등의 기술이다.
핸드폰도 무선 충전으로 바뀌었듯이, 이미 컴퓨터로 인식되는 새로운 차량들의 충전 방식도 무선으로의 전환도 가능할 수 있다.
중국은 EV 홍보에 앞장서 왔다. 환경오염 문제 해결, 수입 석유 의존도 감소, 글로벌 모빌리티 시장의 주도권을 잡는 등 여러 이유가 있다.
중국은 현재 세계 전체의 절반 이상의 EV 판매를 주도하고 있고 버스, 이륜차 등의 전기화는 세계의 99%를 차지한다. 중국은 2025년까지 EV 챔피언이 되는 목표를 가지고 있다.
그리고 인도는 중국과 같이 석유 수입의 의존도가 높다. 인도 정부는 2030년까지 신차 판매의 30%가 EV로 이루어질 것이라 보고 있다.
유럽에서도 EV 도입이 증가하고 있다. EU-15(서유럽)에서 디젤 엔진 기반 차량의 비중이 줄어들고 있고 경유 차량의 금지와 가산세 부과 등 EV의 전환이 일어나고 있다.
유럽의 영국, 노르웨이, 프랑스, 네덜란드 등 많은 나라들이 휘발유와 디젤 차량 판매를 향후 20~30년에 걸쳐 중지할 것을 발표했다.
반면, 북미 지역은 당분간 지지부진할 것으로 보인다. (물론 테슬라 차는 잘 팔리고 있다.)
하지만 많은 소비자들이 현저히 낮은 '가스'가격 때문에 가솔린 엔진을 좋아하고 미국 정부의 정책은 탄소배출 강화보다 세금에 초점을 두었다.
많은 고객들이 우려하는 점은 전기차의 주행거리와 배터리 기술 개발에 따른 가격 프리미엄이다. 오늘날 사용되는 리튬이온 전지는 일본 소니가 40년전 개발한 기술의 반복이다.
해가 거듭될수록 리튬이온 세포 화학 물질의 최적화로 인해 에너지 밀도가 8%씩 증가하고 있어 전기차의 주행거리와 안전성을 개선하고 있다.
2010년 이후 배터리 1kWh당 가격이 80% 하락했다. 배터리 가격은 생산량에 반비례한다. 역사적으로 누적 물량은 2배 늘릴 때마다 라이트 법칙에 따라 18%씩 가격이 인하한다.
이런 식으로 2010년 1kWh당 1,160달러에서 2019년 156달러, 2024년 90달러, 2030년 62달러가 될 것으로 예상하고 있다.
배터리 1kWh당 가격이 100달러로 떨어지면 EV가 ICE 차량보다 저렴해진다.
현재 테슬라/파나소닉의 배터리는 평균보다 20% 더 저렴하다. 일론 머스크는 2020년 배터리 데이에서 4680 배터리를 통해 생산비용을 줄이고 가솔린 차와 같은 가격의 차를 판매할 것이라 했다. 또한 곧 25,000달러의 매력적인 승용차가 등장할 것이라고 했다.
하지만 아직 궁극적인 배터리는 개발되지 않았고 끊임없이 한계에 부딪힐 것이다. 많은 기업들이 새로운 배터리 기술로 경쟁하고 있다.
새로운 가능성들 중에서 '솔리드 스테이트 배터리'가 많이 인용되고 많은 투자를 받았다. 이것은 리튬이온 배터리에서 발견되는 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾸는 거을 말한다.
도요타, 파나소닉, 현대, 삼성, 포드, BMW 모두 솔리드 파워에 투자했다. 고체 상태의 배터리는 더 가볍고 전력 밀도가 50% 높고 인화성이 낮아 관심이 크다.
이 배터리에 대한 장벽은 엄청난 규모의 경제를 감당해낼 제조 방법과 큰 배터리에 사용될 큰 용량을 가진 고체 전해질을 찾는 것이다.
과거 새로운 기술이 자동차 분야에 접목되어 상용화되기까지 4~5년이 걸렸다.
배터리도 마찬가지로 최소 3년에서 5년은 걸릴 것이다.
이 배터리 개발엔 일론 머스크도 회의적이고, 응우옌 투자담당자도 가솔린 자동차와 경쟁하기에 적합하지 않다고 한다. 리튬 이온의 점진적 개선이 더 바람직하다고 생각하고 있다.
지금은 테슬라의 슈퍼 차저가 전 세계적으로 확산되고 있다. 시간이 지남에 따라 현재 충전 인프라의 부족 현상은 감소할 것이다.
그 이유는 BEV(배터리식 전기자동차)의 규모 확산, 빠른 충전 인프라 구축, 충전 시간의 감소이다.
테슬라는 수년 동안 독자적인 충전 네트워크인 슈퍼 차저를 구축해왔다. 현재 수만개의 슈퍼 차저가 있고, 2020년 250kW를 지원하고 하루 최대 1500대의 전기차를 충전할 수 있는 V3 슈퍼차저를 선보였다.
모델3 롱레인지가 15분의 충전으로 180마일(289km)을 갈 수 있다. 2020년 독일도 전기차 충전을 의무화 했다.
지금부터 충전기술은 더 발전할 수 있다. 스톡홀름에 E-road Arlanda라는 전기 노선이 지어졌는데 전도성 레일 덕분에 전기 자동차를 충전한다. 스웨덴은 2030년까지 화석연료 없는 운송 체계를 구축한다고 발표했다.
이 외에도 주차장, 도로 분기점, 휴게소, 신호등의 무선 충전소 실현 가능성을 조사하고, 개발하고 있다.
2015년 이미 테슬라 차량이 나왔음에도 불구하고 BMW의 경영진은 그 당시와 EV가 맞지 않다고 했으나, 2025년까지 12개의 EV 모델을 대량 생산하겠다고 발표했다.
다임러는 2030년까지 130대의 전기화 차량을 공개하고 300억 달러의 배터리 투자한다고 한다.
폭스바겐도 2030년까지 300개 모델에 전력을 공급하기 위해 배터리 EV 기술에 910억 달러를 투자하기로 했다. 포드는 그린 기술에 110억 달러 투자하고 2022년까지 40대의 플러그인 하이브리드 타량 생산한다고 한다. 볼보는 2025년까지 100만대의 전기차를 도로에 투입한다고 한다.
세계는 더욱 빠르게 전기차로 전환되고 있다.
PART1 - THE GREAT CAR CRASH (위대한 자동차 충돌)
PART2 - SHARED MOBILITY (이동성의 공유)
PART3 - ELECTRIFICATION (전기화)
PART4 - AUTONOMOUS DRIVING (자율 주행)
전기차로의 전환은 이루어지고 있고, 단순한 하드웨어의 비교로는 그렇게 커다란 변화는 아니라고 생각한다. 가장 중요한 것은 결국 '자율주행' 이다. 새롭게 만들어지는 전기자동차에 그 어느 것보다 매력적이고 안전하고 뛰어난 자율주행 기술이 탑재되 있는지가 가장 중요하다.
자율주행 기술은 수백만 명의 생명을 구하고, 도시를 재정비하고, 탄소배출을 줄이고, 낭비되는 수십억 시간을 되돌려주고, 이동에 자유를 주고, 더 자유롭고 편리하고 저렴하고 접근하기 쉬운 교통수단을 제공할 것이다.
레벨 0 - 자동화 없음
레벨 1 - 운전자 지원
레벨 2 - 부분 자동화
레벨 3 - 조건부 자동화 (책임은 운전자에게)
레벨 4 - 높은 자동화 (자동차에게도 책임이 있다)
레벨 5 - 완전 자동화
미국 국방부 연구기관이 운영하는 자율주행 경연대회인 2007 DARPA 어반 챌린지가 오늘날의 자율주행 기술을 이끌어냈다.
10년 전엔 제한된 환경에서만 작동했지만 그동안 데이터 처리 능력, 인공지능(AI)의 진보는 컴퓨터가 스스로 문제를 헤쳐나간다. 방대한 양의 데이터를 분석하고 필터링하고 학습한다.
엄청나게 발전했지만, 완전자율주행의 실현이 얼마나 남았는지는 아직 모른다. 이 자율주행의 낙관의 끝은 일론 머스크다.
인식
자율주행차는 주변의 모든 물체를 인식해야 한다. 날씨, 빛, 주변의 환경은 센서를 방해하고 시야를 떨어뜨린다. 도로, 버스, 표지판 등은 모두 다른 의미를 지닌다.
센서는 눈과 귀를 의지하지만, 이해하는 것은 아니다. 컴퓨터는 센서의 입력을 조합하고 필터링한다. 컴퓨터가 모든 것을 처리하는 것은 매우 어렵다.
예측
주변 물체의 움직임을 미리 예측해야 한다. 모든 사람과 사물이 규칙을 따르지 않기 때문에 우발적인 행동, 비언어적 행동, 표정, 자세, 손동작 등을 컴퓨터가 이해하는 것은 어려운 일이다.
계획
어떤 상황에서도 자동차가 취해야 할 행동 규칙을 지정하는 것은 어렵다. 현재는 소프트웨어가 작동하지 않을 때 인간이 개입할 수 있다. 대안으로는 극한의 위험 회피를 프로그래밍하는 것이다.
그렇기 때문에 애리조나주 웨이모 승객의 피드백 중 하나는 너무 조심스럽게 운전한다는 것이다. 비보호 좌회전 같은 경우 말이다.
차량이 너무 조심하는 것을 해결하고 밀집된 교통 상황을 해결하기 위해서는 '모방 학습'이라는 컴퓨터화된 신경망을 만드는 것이다.
컴퓨터에게 많은 인간 운전자들의 데이터를 제공하여 신경망은 인간이 비슷한 환경에서 어떻게 대처할지에 대해 배우는 것이다. 여기에서 발생되는 아킬레스건은 인간이 운전하는 차량이 어떻게 행동할지를 모른다는 것이다.
자율 주행의 도전과 낙관에는 센서가 저렴해지고 있고 기술적 진보와 규모의 경제 덕분이다.
그리고 뇌의 신경학적 패턴을 모방한 AI의 '딥 러닝'이 최근 몇 년간 매우 빠르게 발전했고 데이터가 수집될수록 개선될 것이다.
웨이모는 150억 마일의 시뮬레이션, 2000마일의 실제 환경, 테슬라는 수십억 마일의 주행하는 백만 대의 자동차를 보유하고 있고 리프트도 공공 자율주행 데이터를 제공했다.
앞으로는 지속적인 확장, 올바른 비즈니스 모델 구축, 올바른 고객 경험이 필요하고 앞으로 10년 내에 대규모 자율주행차가 배치될 것이라 예상하고 있다.
지금 중국에서 그렇듯이, 자율주행차는 제한된 환경에 배치될 것이다. 잘 지도화된 특정 도시, 군사 기지, 특정한 도시 등 폐쇄적인 지역사회가 나타날 것이다. 도로 환경이 좋고 날씨도 좋은 남캘리포니아, 애리조나주에서 자율주행이 먼저 구체화될 수 있다.
일부 지역에서만 작동하는 자동차를 소비자에게 판매하기는 어려울 것이다. 무인자동차를 처음 경험하는 사람들은 우버나 리프트의 차량 공유를 이용했을 가능성이 높다.
GM, 테슬라 모두 로보택시 같은 자체 공유 서비스를 제공하고 소비자와 직접적 관계를 구축하고 운전자 없는 시장을 만들 것이다.
또한 장거리 트럭이나 배달 등을 위한 애플리케이션은 더 일찍 상용화될 것이다. 사람들을 태우지 않는 것은 비상시 쉽게 희생할 수 있고 승객의 안전화 목숨을 고려하지 않아도 된다.
기술적 접근 방식
자율주행이 경쟁은 "테슬라 vs 나머지" 로 변질됐다. 테슬라의 접근 방식은 카메라와 컴퓨터 비전을 사용하는 반면 다른 회사는 LiDAR와 HD(고화질) 맵을 기반으로 한다.
그 차이는 역사적이다. 웨이모가 설립됐을 때는 '딥러닝'이 인기를 끌지 못해 카메라와 컴퓨터 비전을 활용하지 못했다. 실제로 웨이모는 2015년에서야 보행자 감지에 심층 신경망을 적용하기 시작했다.
웨이모는 모든 거리의 상세한 지도가 자율주행에 도움을 줄 것이라 예상한 반면, 테슬라는 예외이다. 일론 머스크는 LiDAR와 지도 조합을 비판했고 인간이 레이저 없이 잘 운전하기 때문에 컴퓨터도 그렇게 할 수 있을 거라 주장했다.
일론 머스크는 HD매핑은 비용이 많이 들고 지도에 의존하는 시스템은 쉽게 부서지기 쉬우며 여러 도시에 확장하기 어렵다고 판단했다.
테슬라는 컴퓨터 비전을 훈련하기 위해 실제 데이터를 수집하는 백만 대의 자동차를 도로에서 활용할 수 있고 웨이모는 고작 500~600대이기 때문에 시뮬레이션에만 의존하고 있다.
컴퓨터는 실제 상황을 모두 시뮬레이션 할 수 없다. 머스크는 누군가가 현실에 맞는 운전 시뮬레이션을 만들 수 있다면 그 자체로 이미 인간 능력의 기념비적인 성취라고 했다.
테슬라의 순수한 접근 방식은 컴퓨터 비전을 마스터 할 수 있다면 장기적으로 승리할 가능성이 높아 보인다.
자율주행의 시장 진출 전략
지금의 자율 주행은 자동차, 자율주행 소프트웨어, 고객 서비스 등이 뒤엉켜 있는 상태이다. 오로라와 같은 회사는 오로지 소프트웨어에만 집중한다.
이들은 무인자동차용 드라이버만을 만들기를 원하고 현대 같은 업체들에 차량 제작을 의뢰하고 싶어한다. 연간 수백만 대의 차량을 생산하고 수십년 동안 지속하는 것은 매우 어려운 과제라고 생각하기 때문이다.
이들 기업들은 소프트웨어에 집중하고 자동차 업체와의 협력을 통해 새로운 생태계를 만드는 것을 목표로 하고 있다.
반면 테슬라와 같은 기업들은 모든 것을 갖춘 완전한 인프라를 개발하기 위해 노력하고 있다. 광범위한 기술 인재를 모으고 대량 생산에서부터 승차 공유, 로보택시까지 수익성이 있는 다양한 사업으로 확장하기를 원하고 있다.
그렇다면 앞으로 누가 이길 것인가?
어떤 회사의 사업 전략이 좋은지는 아직 모른다. 안드로이드, iOS처럼 운영체제만을 만들 수도 있고 전체 스택에 도전할 수도 있다. 애플처럼 전체 제품의 제어에 성공한 케이스도 있다. 그렇기 때문에 테슬라가 애플과 비슷하다고도 할 수 있는 것이다.
베일리 기포드의 생각은 '테슬라의 모델이 성공할 가능성이 가장 높다'는 것이다.
애플과 비교를 하면, 애플은 소비자들이 원하는 하드웨어를 위해 iOS가 개발되었고, 그렇기에 애플은 소프트웨어이자 하드웨어 기업이며, 사람들의 큰 관심을 끄는 제품들을 지속적으로 만들 수 있다.
iOS는 애플의 제품을 독점적이고 가장 매끄럽게 작동할 수 있도록 하여 최상의 경험을 제공한다.
바로 이것이 '테슬라'가 하고 있는 것이다. 머스크는 소비자들이 가장 좋아하는 전기 자동차(하드웨어)를 만들고 있고, 소프트웨어도 직접 개발하여 통합했다. 단순 소프트웨어가 아닌 전기로 구동되는 복잡한 소프트웨어를 탑재하여 강력한 입지와 막대한 이점을 얻었다.
전기차에서도 테슬라의 입지는 강하지만, 자율주행에서 테슬라의 입지를 더욱 기대한다. 실제 도로에서의 수십억 마일 데이터는 상당한 우위를 확보한다.
자율주행 소프트웨어를 개발하는 기존 자동차 회사들에는 회의적이다. 그들은 소프트웨어 전문가도 아니며 하드웨어도 차별화되지 않는다면, 그들이 해야할 일은 소프트웨어와 하드웨어의 통합이다.
이들은 안드로이드에게 패한 노키아, 모토로라 등의 길을 갈 수 있다. 오히려 테슬라 외에 오로지 자율주행 소프트웨어를 개발하는 기업들과 협력하여 그들이 가장 잘 하는 자동차의 기계 공학에 집중하는 것이 더 낫다. 실제로 보도되는 자료를 보면 소프트웨어 기업들과 협력하는 소식이 많다.
결국 모든 것을 통합한 테슬라와 소프트웨어와 하드웨어가 분리하여 협력하는 회사들로 나뉠 것이고 애플과 같이 승자는 테슬라가 될 확률이 높다. 이 모든 모빌리티 혁신은 10년 뒤에나 크게 상용화될 것이다. 이 모든 상상이 미래와 일치하지 않을 것이지만, 새로운 관점을 자극하게 하기 때문에 의미 있는 것이다.
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