"달리는 슈퍼컴퓨터" 시대…왜 자율주행은 전기차 중심인가

전력과 연산이 핵심이 된 자동차, 자율주행 시대의 기술 조건

전기차 플랫폼이 제공하는 전력 효율·즉각 제어·구조적 유연성

운전 노동 해방에서 물류 혁신까지…자율주행이 바꾸는 이동의 가치

주차장에서 전기차들이 줄지어 충전을 하고 있다. ⓒ뉴시스

연이은 화재 소식과 부족한 충전 인프라 등이 전기차 전환 속도를 더디게 하고 있다. 그럼에도 다수의 자동차 제조사들은 전기차 중심 전략을 유지하고 있다. 이는 단순한 연료비 절감이나 친환경 목표만으로 설명되기 어렵다. 전기차는 목적지가 아니라 과정에 가깝기 때문이다.

자동차 산업이 향하는 궁극적 지점은 운전이라는 노동에서 인간을 해방시키는 인공지능 자율주행이며, 전기차는 이를 구현하기 위한 가장 현실적인 기반으로 평가된다.

노트북 100대의 전력량과 0.1초의 반응 속도

자율주행은 차량이 센서, 카메라, 레이더, 인공지능(AI)을 통해 주변 환경을 인식하고 스스로 주행하는 기술이다. 운전자의 눈과 손을 대신하는 시스템이며 미국자동차공학회(SAE)는 이를 0단계부터 5단계까지 구분한다. 현재 상용 기술은 레벨2~3 수준이지만 산업의 목표는 운전자 개입이 필요 없는 레벨4 이상이다.

자율주행차는 흔히 '달리는 슈퍼컴퓨터'로 불린다. 다수의 센서와 고성능 AI 반도체가 실시간으로 데이터를 처리하며 상당한 전력을 소비하기 때문이다. 완전 자율주행에 필요한 연산 성능은 노트북 수십 대를 동시에 구동하는 수준에 비유된다.

전기차는 대용량 고전압 배터리를 기반으로 이러한 전력 수요를 안정적으로 공급할 수 있다. 반면 내연기관 차량은 엔진에서 생산된 전기를 보조 배터리에 저장하는 구조이기 때문에 자율주행 장치를 장시간 구동할 경우 효율 저하와 연비 손실이 발생할 수 있다.

제어 반응 속도 역시 중요한 차이를 만든다. 전기차는 전기 신호로 모터를 직접 제어하기 때문에 즉각적이고 정밀한 반응이 가능하다. 내연기관 차량은 연료 분사와 연소, 변속 등 기계적 과정이 개입되면서 미세한 지연이 발생할 수 있으며 이는 자율주행 시스템의 안전성과 직결된다.

구조적 단순성 또한 전기차의 강점이다. 내연기관 차량은 엔진과 변속기 등 복잡한 기계 장치로 구성되지만 전기차는 구조가 단순해 센서와 배선, 컴퓨팅 장치 배치가 용이하다. 평평한 바닥 구조는 자율주행 시대 차량 내부를 사무실이나 휴식 공간으로 전환하는 데에도 유리하다.

기술이 완성되면 이동의 개념 자체가 달라진다. 운전이라는 노동에서 벗어나 이동 시간은 업무, 휴식, 콘텐츠 소비 시간으로 전환된다. 차량은 스스로 이동해 가족을 픽업하고 사용하지 않을 때는 로보택시로 운행되며 수익을 창출하는 자산이 될 수 있다.

물류 산업에서는 24시간 무중단 운행이 가능해지며 인건비와 사고 리스크가 동시에 줄어든다. 이 때문에 자율주행 기술은 개인보다 물류·운송 기업에서 먼저 빠르게 도입될 가능성이 크다.

자율주행은 이미 현실에 진입하고 있다. 독일과 미국 일부 지역에서는 레벨3 차량이 판매되고 있으며 고속도로 정체 구간에서 운전자가 핸들에서 손을 뗄 수 있다. 미국에서는 무인 로보택시 서비스가 상업 운행 데이터를 축적하며 서비스 영역을 확대 중이다. 국내에서도 시범운행지구를 중심으로 실증이 진행되고 있으며 2027년 레벨4 상용화를 목표로 제도 정비가 추진되고 있다.

전기차 화재나 초기 비용 문제는 여전히 해결해야 할 과제다. 그러나 기술 진화의 방향을 되돌릴 변수는 아니다. 스마트폰 배터리 사고가 발생한다고 해서 과거 휴대전화로 돌아가지 않는 것과 같은 맥락이다.

산업의 과제는 전기차를 포기하는 것이 아니라 안전성과 비용 문제를 개선하는 데 있다. 배터리 기술 발전과 원자재 가격 하락으로 가격 격차는 빠르게 줄고 있으며 내연기관차와의 가격 동등성 달성 시점도 앞당겨지고 있다.