로보택시와 자율 물류: 교통 분야의 수십억 달러 기회

로보택시는 미국 샌프란시스코와 로스앤젤레스, 그리고 중국 베이징과 상하이 도로에서 운행되는 모습을 볼 수 있습니다. 이러한 무인 차량은 전 세계적으로 빠르게 주목받고 있으며, 향후 몇 년 안에 새로운 표준이 될 것으로 예상됩니다.

자동화는 이미 스티어링 휠이 없는 전기차(EV)의 도입으로 우리의 이동성에 큰 영향을 미쳤습니다. 이제 기술 발전이 이를 한 단계 더 끌어올려 우리의 삶을 더욱 편리하게 만들고 있습니다.

도시 인구가 급증하고 도로 혼잡이 증가함에 따라, 로보택시는 오염 증가와 안전성 저하 문제에 대한 유망한 해결책을 제공하고 있습니다.

로보택시 개발은 이미 오래전부터 진행되어 왔습니다. 자율 차량에 대한 연구는 1980년대에 시작되었으며, 약 10년 전 최초의 로보택시가 대중에게 소개되었습니다. 2020년에는 사람들이 공식적으로 이러한 자율 택시를 호출하기 시작했습니다.

아직 초기 개발 단계에 머물고 있지만, 전 세계 자율 차량 시장은 2023년 1,921.1억 달러에서 2030년에는 13,632.4억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

자율 수준 측면에서 L1, L2, L3 구간이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 완전 자율은 아직 달성되지 않았고 L4와 L5 구간은 개발 단계에 있습니다. 한편, 차량 유형에 따라 시장은 승용차(점유율이 우세)와 상업용 차량으로 구분됩니다.

자율 차량 시장 성장은 인공지능, 센서, 연결성 등 기술 발전에 의해 촉진되고 있으며, 이는 자율 차량의 기능을 향상시켜 보다 효율적이고 안전하게 만들고 있습니다.

기술 혁신이 이러한 차량의 대규모 채택 가능성을 높이는 핵심 동력으로 남아 있는 반면, 복잡한 도시 환경, 악천후, 예측 불가능한 상황 등은 현재 자율 시스템에 어려움을 주고 있습니다. 또한 명확하고 일관된 규제 프레임워크가 부족해 불확실성을 초래하고 자율 차량의 광범위한 배치를 방해하고 있습니다.

그럼에도 불구하고 자율 주행 시장은 빠르게 성장하고 있으며, 맥킨지에 따르면 2035년까지 3천억에서 4천억 달러의 매출을 창출할 수 있다고 합니다. 그러나 이는 빙산의 일각에 불과합니다. Cathie Wood의 Ark Invest는 로보택시가 2030년까지 약 34조 달러의 기업 가치를 창출할 것으로 예상하고 있습니다(‘Big Ideas 2025’ 최신 보고서 기준).

이처럼 매우 긍정적인 배경을 바탕으로, 현재 로보택시가 어디에 서 있는지와 향후 전망을 살펴보겠습니다.

로보택시란? 자율 주행 자동차의 작동 원리

로보택시(무인 택시, 자율 주행 택시)는 승객을 태워 목적지까지 운송하는 자율 차량으로, 인간의 개입 없이 언제든지 운행됩니다.

미국 자동차공학회(SAE)에 따르면, 운전 자동화에는 여섯 단계가 있으며, 다음과 같습니다:

레벨 0 (운전 자동화 없음) 

이 단계의 차량은 수동으로 제어되며, 인간이 “동적 운전 작업”을 수행합니다. 비상 제동 시스템과 같은 보조 시스템이 존재하지만, 운전자는 직접 조작해야 합니다. 현재 도로에 존재하는 대부분의 차량이 이 범주에 속합니다.

레벨 1 (운전자 지원)

이 단계에서는 차량이 가장 낮은 수준의 자동화를 제공하며, 운전자는 시스템을 모니터링할 책임이 있습니다. 운전자를 돕는 단일 자동화 시스템이 제공되며, 예를 들어 조향이나 가속을 지원합니다.

전방 차량과의 안전 거리를 유지하는 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC), 차선을 유지하도록 돕는 차선 유지 보조(LKA), 후진 보조 및 주차 보조 등이 운전자 지원 시스템의 예시입니다.

레벨 2 (부분 운전 자동화)

이 단계에서는 고급 운전자 지원 시스템(ADAS)이 제공됩니다. 차량은 조향과 가속/감속을 제어할 수 있지만, 언제든지 운전자가 차량을 제어할 수 있도록 운전석에 사람이 상주해야 합니다.

테슬라 오토파일럿과 제너럴 모터스의 슈퍼 크루즈(캐딜락, 쉐보레, GMC 차량용) 등이 레벨 2 자동화의 예시입니다.

레벨 3 (조건부 운전 자동화)

기술적인 관점에서, 이 단계의 차량은 주변을 감지하고 가속 등 의사결정을 내릴 수 있습니다. 그러나 인간 운전자는 여전히 경계하고 시스템이 작업을 수행하지 못할 경우 제어를 인계받을 준비가 되어 있어야 합니다.

현재 레벨 3 자동화 차량은 라이다(LiDAR)와 레이더(RADAR), 카메라, 액추에이터, 고성능 프로세서, 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 등을 활용하여 인간과 유사한 의사결정을 구현하고 있습니다. 이러한 기술 덕분에 로보택시는 주변을 지도화하고, 내비게이션하며, 장애물을 감지하고, 음성 명령에 대응할 수 있습니다.

폭스바겐 그룹의 고급 브랜드인 아우디의 A8L은 교통 체증이나 저속 고속도로 주행 시 AI 트래픽 잼 파일럿을 통해 운전을 담당하는 레벨 3 차량의 예시입니다. 메르세데스 벤츠 S클래스의 자율 고속도로 크루징 및 혼다 레전드의 특정 상황에서 핸즈프리 주행도 다른 예시입니다.

레벨 4 (고도 운전 자동화)

차량이 이 단계에 도달하면 대부분의 상황에서 인간의 개입이 필요하지 않으며, 여전히 인간이 수동으로 제어를 재개할 수 있는 옵션이 존재합니다. 시스템 오류나 문제가 발생하면 차량 자체가 개입합니다. 레벨 4 차량은 완전 자율 주행 모드로 운행할 수 있습니다. (TSLA )

인프라 제한과 법규 제약으로 인해 현재 레벨 4 차량은 주로 라이드셰어링에 초점이 맞춰져 있습니다. 알파벳의 Waymo는 미국 여러 주에서 자율 택시 서비스를 테스트하고 있습니다. 한편, 바이두의 로보택시 부문인 Apollo Go는 6세대 무인 차량 RT6를 지난해 공식 출시했으며, 초기 비용이 3만 달러 이하였습니다.

레벨 5 (완전 운전 자동화)

이 단계는 가장 높은 자동화 수준으로, 인간의 주의가 전혀 필요하지 않습니다. 완전 자동화 차량은 지오펜싱이 없으며, 스티어링 휠이나 가속·제동 페달도 존재하지 않을 것입니다. 모든 날씨와 도로 조건에서 독립적으로 운행됩니다.

이러한 차량은 현재 연구 단계에 있으며, 기업들은 궁극적인 레벨에 도달하기 위해 노력하고 있습니다. 레벨 5 차량은 엄격한 안전 요구사항을 충족하고, 시스템 오류 시 최소 위험 조건을 달성해야 합니다.

이처럼 다양한 자동화 단계는 자율 주행 자동차의 미래가 흥미롭다는 것을 보여줍니다. 무엇보다도 로보택시는 많은 혜택을 통해 밝은 미래를 약속합니다.

로보택시의 경제적 영향

자율 차량은 점차 상업적 현실이 되고 있으며, 이에 따라 로보택시가 제공하는 다양한 장점으로부터 혜택을 누릴 수 있게 됩니다.

우선, 인간 운전자가 없으므로 인적 오류가 감소해 도로 안전성이 향상됩니다. 센서와 고급 알고리즘을 활용해 로보택시가 대체 경로를 매핑함으로써 교통량도 감소합니다.

로보택시는 주차 공간을 모두 다른 용도로 활용할 수 있게 합니다. 연구에 따르면 개인 차량은 대부분의 시간을 주차장에 머무르며, 집과 직장에서 각각 최소 두 곳에 주차됩니다. 주문형 공유 모빌리티로 전환하면 혼잡이 크게 감소합니다. 공유 승차 서비스를 보다 접근 가능하고 효율적으로 만들면서 로보택시는 도시 혼잡을 완화하고 교통 비용도 절감합니다.

비용 효율성은 자율 차량의 주요 장점입니다. 예를 들어, 중국 바이두의 로보택시 기본 요금은 55센트부터 시작하며, 인간 운전 택시의 약 2.50달러에 비해 저렴합니다. 이러한 비용 절감 덕분에 Apollo Go는 국내 시장에서 입지를 확대했으며, 바이두는 2024년 3분기에 988,000회의 승차 서비스를 제공해 전년 대비 20% 성장했습니다.

한편, Ark Invest는 자율 택시가 마일당 0.25달러 수준까지 낮아질 수 있다고 추정합니다. 초기에는 인간 운전 라이드헬과 비슷한 가격이 될 것이지만, 이용률과 규모가 확대되면서 가격이 하락할 것입니다. 마일당 0.25달러 수준에서 라이드헬은 현재 인간 운전 서비스가 제공하는 인구보다 훨씬 많은 인구에게 서비스를 제공함으로써 10조 달러 규모의 시장을 창출할 것으로 예상됩니다.

인간 운전자가 없을 뿐만 아니라, ARK에 따르면 첨단 배터리 기술 비용이 감소하면서 운송 비용이 급감하고, 이는 마이크로 모빌리티와 항공 시스템을 활성화할 것으로 보입니다. 보고서는 다음과 같이 언급했습니다:

“자율성은 택시, 배달, 감시 비용을 한 차례 규모로 낮춰 전자상거래 속도를 높이고 개인 차량 소유를 예외가 아닌 규칙으로 만들 수 있는 마찰 없는 운송을 가능하게 할 것입니다.” 

인간 운전자를 배제함으로써 인건비가 크게 감소할 뿐만 아니라 새로운 모빌리티 비즈니스 모델도 가능해집니다. 기존 제공업체인 Uber (UBER ) 또는 Lyft (LYFT )와 같이 승객이 각 여행마다 비용을 지불하는 온디맨드 서비스와, 사용자가 월정액을 내는 구독 기반 서비스가 있습니다. 이러한 기회는 소비자부터 기업까지 모두에게 큰 혜택을 제공합니다.

완전 자동화된 전기 택시는 에너지 소비가 크게 낮고 배기 가스 배출이 없습니다. 가스 및 디젤 차량과 달리 로보택시는 하이브리드, 태양광, 수소, 혹은 완전 전기로 구동될 수 있어 환경 친화적입니다. 이는 전 세계적인 환경 보호와 지속 가능성 달성 노력과 일치합니다.

2018년 연구¹에 따르면, 차량 전동화, 자동화, 라이드셰어링을 동시에 도입하면 도로상의 차량이 30% 감소해 교통 혼잡이 줄고, 연료·인프라·차량 비용이 40% 절감되며, 2050년까지 전 세계 도시의 CO2 배출량이 80% 감소합니다. 이러한 거대한 혜택은 보행성 및 생활성 향상으로 더욱 강화됩니다.

이러한 혜택은 로보택시를 도시 교통의 가장 시급한 과제들을 해결하는 실용적인 접근법으로 제시합니다. 저렴하고 편리하며 지속 가능한 교통 옵션을 제공함으로써 로보택시는 자동차 소유와 대중교통에 대한 훌륭한 대안으로 부상하고 있습니다.

로보택시의 과제

이러한 로보택시가 효율성, 비용 절감, 깨끗한 공기, 스마트 모빌리티 솔루션을 약속하지만, 문제점도 존재합니다.

현재 로보택시가 직면한 가장 큰 과제는 안전입니다. 예를 들어, 2023년 말에 General Motor (GM ) 크루즈가 보행자를 충돌시켜 중상을 입혔습니다. 이 사고로 회사는 2016년부터 100억 달러 이상을 투자해 온 로보택시 사업을 중단했습니다. 그러나 여전히 개인용 자율 차량에서 대규모 자동화를 가속화하기 위해 노력하고 있습니다.

이 차량들은 규제상의 복잡성에도 직면하고 있습니다. 일반 차량과 달라 규제 당국은 적절한 정책 수립에 어려움을 겪고 있습니다. 미국에서는 주와 연방 수준의 규제가 상이한 점도 문제입니다.

명확하고 표준화된 가이드라인이 부족해 이러한 차량이 규제 승인을 받고 대중의 신뢰를 구축하기가 어렵습니다.

실제로 연구에 따르면 대중은 자율 차량 탑승에 대해 주저하고 있습니다. 작년 초, 샌프란시스코에서 Waymo 로보택시가 파손되고 화재가 발생했으며, 이 도시는 이러한 차량 테스트가 활발히 이루어지는 곳으로 알려져 있습니다.

안전은 여전히 대중이 가장 우려하는 사안입니다. 2021년에는 응답자의 약 61%가 기계 오류로 인한 안전 문제를, 약 51%가 인간 오류로 인한 안전 문제를 우려했습니다.

로보택시 제조업체는 차량이 인간 운전 차량보다 안전하다고 주장하며, 미국 고속도로 교통 안전국(NHTSA) 연구에 따르면 사고의 94%가 인간 오류 때문이라고 인용합니다.

따라서 인간을 배제함으로써 자동차 제조업체는 로보택시가 더 안전한 대안이라고 주장하지만, 이는 아직 입증되지 않았습니다. 더욱 중요한 점은, 자율 차량이 수백만 마일을 공공 도로에서 주행했음에도 불구하고 사람들을 설득하는 데 여전히 큰 난관에 직면하고 있다는 것입니다.

2022년 Pew Research Center 설문조사에 따르면, 미국인 중 거의 3분의 2가 기회가 있더라도 무인 승객 차량을 타고 싶지 않다고 답했습니다. 37%로 여전히 높은 수치이지만, 2018년 44%에서 감소한 것입니다.

대중의 우려는 로보택시의 제한된 가용성 때문일 수 있습니다. 현재 로보택시는 소수 도시에서만 운영되고 있어 대부분의 사람들은 기술에 익숙하지 않습니다.

게다가 로보택시는 고해상도 지도와 데이터 처리 능력에 의존하는데, 이는 승객 안전을 보장하기 위해 높은 정확도와 신뢰성을 필요로 합니다. 이러한 기술은 복잡하고 비용이 많이 들며, 로보택시를 진정으로 안전하게 만들기 위해서는 발전이 필요합니다. 또한 현재까지 로보택시는 수익성을 내지 못하고 있어 규모 확대를 통해 비용 효익을 달성해야 합니다.

따라서 자율 차량의 채택은 높은 운영 비용, 미성숙한 기술, 대중의 회의감 등 주요 과제에 직면하고 있으며, 이러한 문제들을 극복해야만 완전한 혜택을 실현할 수 있습니다.

투자 핫스팟: 주요 로보택시 기업

로보택시는 현재 전 세계적으로 활발히 연구·시험·배포되고 있으며, 중국과 미국이 선두를 달리고, 그 다음으로 중동, 유럽 순입니다.

하지만 이 여정은 어려움이 많았으며, 많은 자동차 제조업체가 수년간 자율 경쟁에서 탈락했습니다. 따라서 아직도 이 분야를 이끌며 발전을 돕는 핵심 기업들을 살펴보겠습니다.

1. Tesla

엘론 머스크의 전기차 제조업체는 이번 6월에 무인 차량을 대규모로 출시하면서 로보택시 사업에서도 진전을 보이고 있습니다. 지난해 이 기술 억만장자는 ‘사이버캡(Cybercab)’이라는 특수 프로토타입을 공개했으며, 실적 발표에서 테슬라가 기존 자율 주행 모델을 ‘유료 서비스’로 곧 제공할 것이라고 밝혔습니다. 이 서비스는 오스틴에서 시작해 연말까지 다른 지역으로 확대될 예정입니다.

이 로보택시는 주문형 완전 자율 승차 서비스를 제공할 예정이며, 무인 버전의 Full Self-Driving(FSD) 소프트웨어가 탑재될 것입니다. 머스크는 이 소프트웨어가 곧 미국 전역의 테슬라 소유자에게 제공될 것이라고 주장했습니다. 이는 향후 테슬라 네트워크를 구축해 사용자가 자신의 테슬라를 공유 무인 차량으로 임대할 수 있게 할 가능성을 열어줍니다. 다만 아직 허가를 받지 못했습니다.

하지만 Ark Invest는 테슬라에 큰 기대를 걸고 있으며, 2030년까지 5천만 대의 로보택시 중 50% 시장 점유율을 달성할 것으로 전망하고 있습니다.

시가총액 1.2조 달러에 달하는 테슬라의 주가는 현재 368.50달러이며, 연초 대비 9.18% 하락했습니다. 2024년 4분기 매출은 257.07억 달러였으며, 비GAAP 순이익은 주당 0.73달러였습니다. 매출총이익은 전년 대비 6% 감소했지만, 규제 크레딧 판매 증가로 여전히 수익성을 유지했으며 현금 보유액은 366억 달러로 늘어났습니다.

이번 분기에 테슬라는 약 459,000대의 차량을 생산하고 495,000대 이상의 전기차를 출하했습니다. 2025년 1월 테슬라의 판매는 유럽 전역에서 감소했으며, 이는 머스크가 현재 도널드 트럼프 대통령 행정부에 참여하고 있는 것에 대한 반발 때문이라고 전해졌습니다.

2. Waymo (Alphabet)

Waymo는 현재 로보택시 산업을 선도하고 있으며, 2,200만 마일 이상의 무인 주행 거리를 달성했습니다. 5년 전 무인 로보택시 서비스를 시작했으며, 현재 피닉스, 로스앤젤레스, 샌프란시스코에서 주당 15,000건의 유료 승차를 제공하고 있습니다.

이 수치는 전 세계 매주 약 2억 건의 여행을 제공하는 Uber와는 큰 차이가 있습니다. 이를 개선하기 위해 Waymo는 Uber와 협력해 오스틴과 애틀랜타에서 로보택시 서비스를 운영하고 있으며, 해당 지역 Uber 앱 사용자는 Waymo 로보택시 이용 의사를 표시할 수 있는 초대를 받게 되지만 아직 직접 호출은 불가능합니다.

현재 Waymo는 미국 내 700대 이상의 차량을 보유한 가장 큰 차량군을 자랑합니다. 또한 온라인 안전 허브를 개설해 평판을 강화하고 있으며, 최근 텔레오퍼레이션 센터를 공개해 모호한 상황에서 인간 지원을 제공하고 있습니다.

하지만 ARK는 Waymo가 라이다와 고가 자동차 제조업체에 의존하고 있는 점이 경쟁력에 부담이 된다고 지적했습니다.

Waymo는 구글의 모회사인 알파벳이 소유하고 있으며, 알파벳의 시가총액은 2.25조 달러이고 현재 주가는 185달러(연초 대비 2.45% 하락)이며, 배당 수익률은 0.43%입니다. 지난해 알파벳은 Waymo에 5조 달러 규모의 다년간 투자를 발표해 ‘세계 최고의 자율 주행 기업 구축’을 목표로 했습니다.

알파벳의 2024년 4분기 매출은 964.7억 달러였으며, 주당 순이익은 2.15달러였습니다. 또한 AI 사업 확대를 위해 750억 달러를 자본 지출에 사용할 계획을 발표했습니다.

3. Aurora Innovation

세쿼이아 캐피털과 아마존이 지원하는 이 회사는 2017년에 자율 차량 업계 베테랑인 스털링 앤더슨(테슬라 오토파일럿 프로그램 개발 및 출시 담당), 드류 바그넬(우버 자율 프로젝트 지원), 크리스 어머슨(구글 자율 주행 프로젝트를 이끌다 Waymo가 되기 전) 등에 의해 설립되었습니다.

자율 차량 기술 기업은 Aurora Driver에 집중해 차량 소유주에게 활용도, 효율성, 안전성을 높이고자 합니다. 최근 이 회사는 자율 트럭의 상업적 배치를 올해 4월로 연기해 자율 주행 기술 검증을 지속하고 있습니다.

ARK에 따르면 로보트럭은 물류, 규제, 파트너십, 데이터·테스트·검증 등에서 로보택시보다 훨씬 큰 상업화 장벽에 직면해 있습니다.

Aurora는 운송업체를 대상으로 시장에 진입할 예정이며, 궁극적인 목표는 운송업체가 Aurora Driver 기술이 탑재된 트럭을 구매하는 ‘드라이버‑앱‑서비스’ 모델을 구현하는 것입니다. 이 회사는 FedEx (FDX ), Uber Freight, Schneider, Werner, Hirschbach 등과 함께 상업용 화물 테스트를 진행하고 있습니다.

시가총액 122.5억 달러인 Aurora의 주식(AUR: Nasdaq)은 현재 7.13달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 약 14% 상승했습니다. 2024년 3분기 말 기준, 이 회사는 현금 및 투자 자산으로 14억 달러를 보유하고 있으며, 8월에 거의 5억 달러를 추가로 조달했습니다.

“우리는 이동성과 물류의 새로운 시대 직전에 서 있습니다.”라고 CEO 어머슨은 말했으며, 회사의 현금 흐름에 거의 5억 달러를 추가하고 피닉스로 라인 확장을 진행하고 있다고 덧붙였습니다. “우리의 상업적 출시가 눈앞에 있으며, 우리는 자율 트럭을 대규모로 상용화할 강력한 위치에 있습니다.”

결론

로보택시는 편리함, 비용 절감, 안전성 향상을 약속하며 시장에 진입하기 시작했습니다. 기술 발전, 인프라 투자, 규제 명확성이 이루어지면 이들 자율 차량은 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 로보택시가 일상화될수록 사람들의 인식도 긍정적으로 변할 것입니다.

하지만 이것은 시작에 불과합니다. 로보택시 서비스는 아직 일부 도시에서만 등장했으며, 앞으로 10년 동안 기술이 성숙하고 안전성이 향상되면 주류 채택이 이루어질 것이며, 2040년대에는 로보택시가 거리 곳곳에서 흔히 보이는 풍경이 될 것으로 기대됩니다. 따라서 자율 차량의 미래는 밝으며, 로보택시는 더 스마트하고 효율적이며 지속 가능한 도시 교통을 혁신할 준비가 되어 있습니다.

미래 성장을 기대할 수 있는 주요 기술 목록을 보려면 여기를 클릭하세요.

연구 참고:

Fulton, L. M. (2018). 도시 승객 이동의 세 가지 혁명. Joule, 2(4), 575-578. 2018년 3월 28일 온라인 제공. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.03.005