도요타, 수소엔진 개발 추진

연료전지차(FCV)와 양립할 것인가?

도요타자동차는 4월 중순, 수소엔진의 개발을 추진한다고 발표했다. 목표로 하는 것은 엔진의 ‘탈탄소’. 5월 하순에 개최되는 후지 24시간 레이스에 출전할 차량에 탑재하는 등, 개발을 본격화해 나갈 방침이다. 수소를 이용한 차량으로 연료전지차(FCV, Fuel Cell Vehicle)를 양산하고 있는 도요타는 왜 수소엔진을 개발하는 것일까? 가솔린엔진과 다른 점은 무엇인지, 기술적 과제는 무엇인지에 대해 담당자에게 물어보았다.

Q1: 도요타는 왜 수소엔진을 개발하는 것인가?
A. 세계 각국이 탄소중립을 향해 움직이고 있는 가운데, 유럽과 중국에서 이산화탄소 배출량을 라이프 사이클로 평가(LCA, Life Cycle Assesment)하는 새로운 자동차 환경 규제에 대한 검토가 추진되고 있는 것이 그 배경에 있다. 재생에너지 이용을 기본으로 하며 이동 수단에 이용되는 에너지로 '수소'가 주목받고 있다. 수소엔진은 FCV와 마찬가지로 원리적으로는 CO₂를 배출하지 않는다. 반면 FCV와는 달리 기존 엔진의 연장선 상에 있어, FCV보다 가격을 낮출 가능성이 있다.

일본자동차공업회(JAMA) 회장이자 도요타자동차 사장인 도요타 씨는 탄소중립 실현을 목표로 하려면 전기자동차(EV)에만 올인하는 것이 아닌, 엔진 활용의 중요성을 재차 주장하고 있다. 수소엔진 개발은 JAMA의 방향성과도 맞아떨어진다.

도요타는 수소엔진의 개발에서 소형 스포츠차 ‘GR야리스’의 기술을 활용하고 있다. 엔진 배기량은 GR야리스와 같은 1,618cc로, 직렬 3기통 인터쿨러 터보. 레이스에서 이용하는 수소는 후쿠시마 현 나미에마치의 ’후쿠시마 수소에너지연구 필드’에서 제조된 것을 사용한다.

제노마 e-skin MEVA, 걷는 방식을 분석

도쿄대학 발 스타트업 기업 제노마(Xenoma, 도쿄)는 수트를 입고 열 걸음만 걸으면 걷는 방식을 가시화할 수 있는 기술을 개발했다. 스마트의류 ‘e-skin MEVA’를 활용한 기술로, e-skin MEVA는 제노마가 2019년에 β판 제공을 시작한 모션 캡처 수트이다. 걸음걸이를 분석해 고령자의 재활을 지원, 최종적으로는 보행과 인지 기능의 관계성을 밝혀 걸음걸이에서 치매를 조기에 발견하는 것을 목표로 한다.

제노마는 5월, 도쿄 도내의 전시회장에서 걸음걸이를 분석하는 애플리케이션 ‘e-skin MEVA ‘LETS WALK’’을 선보였다. 기자가 직접 어떻게 걸음걸이를 가시화하는지를 체험해보았다.

-- 열 걸음으로 보행의 건강도 분석 --
우선은 바지형 e-skin MEVA를 착용해보았다. 이 제품은 신축성이 있는 일반 바지에 제노마가 개발한 센서용 부재가 부착된 것이다. 양복 위에 착용했지만 불편함은 전혀 없었다.

착용 후 곧바로 열 걸음 정도 나아가 걸음걸이를 측정했다. PC에 설치된 e-skin MEVA ‘LETS WALK’(이하, LETS WALK)의 측정 결과를 보니 ‘보행의 건강도는 72점’이라고 하는 나쁘지 않은 평가가 나왔다. 순간 지면에 발끝이 걸려 감점이 된 것 같다. 스스로는 깨닫지 못했지만, 걸렸을 때의 몸의 흔들림은 확실히 기록이 되어 있었다.

30% 에너지 절약, 사용전력 일부의 재생에너지화

데이터센터 운용에 따르는 온난화 가스의 배출량을 억제하는 ‘데이터센터의 탈탄소’가 국가의 중요 정책의 하나가 되었다. 스가 총리는 2021년 6월 2일 총리 관저에서 개최한 성장전략회의에서 “저소비전력 데이터센터의 분산 배치”를 선언했다. 6월 18일 각의 결정한 성장전략실행계획안에는 ‘2030년 모든 신설 데이터센터의 30% 에너지 절약화’와 ‘사용전력 일부의 재생에너지화’가 포함되었다.

성장전략에서 데이터센터의 탈탄소는 ‘경제 안전보장 관점에서의 디지털정책’으로 자리잡고 있다.

현재 일본 국내에서는 재생에너지 조달이 어려워 데이터센터의 재생에너지 전환이 미국 등에 비해 늦어지고 있다. 이대로라면 일본 기업의 IT시스템 및 데이터가 온난화가스 배출량 삭감을 계기로 국외 데이터센터에 유출될 수도 있다. 이러한 상황은 경제 안전보장의 관점에서 허용할 수 없기 때문에 국가적으로 데이터센터의 국내 입지를 유지하고, 그에 필수인 데이터센터의 에너지 절약화와 재생에너지 전환을 지원한다.

스가 총리가 말하는 데이터센터의 분산 배치란, 현재는 수도권에 집중된 데이터센터를 지방에 분산시키는 것을 말한다. 성장전략실행계획안은 ‘고성능·저소비 전력의 데이터센터에 대해서 새롭게 최대 5개소 정도의 핵심 거점과, 수요를 감안하면서 최대 10개소 정도의 지방 거점 정비를 추진해 국내에서의 최적 배치를 도모’하는 것이다.

도요타자동차 등 21사 제휴, 자동차 취약성 정보를 싸게 구입 및 공유

도요타자동차와 닛산자동차 등의 자동차업체 14개 회사와 덴소나 파나소닉 등의 부품업체 7개 회사, 21사가 제휴해 2021년 4월에 설립한 Japan Automotive ISAC(J-Auto-ISAC). 자동차의 사이버보안 정보를 업계 내에서 공유∙분석하는 ‘비경쟁 영역’의 대책을 추진한다. 2021년 7월부터 본격적인 활동을 개시했다. 연간 2~3억 엔의 비용이 드는 취약성 정보를 일괄 구입해 회원 간에 공유한다. 중소 규모의 기업을 포함한 공급체인 전체의 지원 체제가 갖추어지기 시작했다.

ISAC(Information Sharing and Analysis Center)는, 소프트웨어의 취약성 및 사이버 위협에 관한 정보를 공유하고 분석하는 조직을 말한다. 97년 미국에서 탄생했다. 주요 인프라 등 18개 업계에 ISAC가 만들어졌고, 자동차 업계의 ISAC인 미국 Auto-ISAC는 15년 8월 설립되었다. “국가가 지원하는 ‘공적 지원’에는 한계가 있으므로, ‘공적 지원’이라는 틀로서 업계 별로 ISAC가 필요하게 되었다”(J-Auto-ISAC 지원센터의 나카지마(中島) 센터장).

Auto-ISAC의 초대 체어맨이 도요타 미국법인에 소속되어 있었기 때문에 일본판 Auto-ISAC를 만들 필요성이 없다는 논란도 당초에는 있었던 것으로 알려졌다. 그러나 도요타 ‘크라운’과 같은 국내 한정 자동차나, 경차 등이 사이버 공격을 받았을 경우에 시차가 있는 미국 조직에서는 민첩하게 대응하기 어렵다는 과제가 있었다. “먼저 설립된 통신업계나 금융업계의 일본판 ISAC와 정보를 제휴하기 위해서라도 일본판 Auto-ISAC가 필요했다”(나카지마 센터장).

JHyM 사장이 말하는 앞으로의 전망

탄소중립 달성을 위해 연료로 수소를 사용할 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 제조·공급·이용 가운데 어느 하나라도 막힐 경우 보급은 불가능하다. 이러한 가운데 최근 일본수소스테이션네트워크(JHyM, 도쿄)가 수소 공급망 정비를 추진하기 시작했다. JHyM의 스가와라(菅原) 사장에게 현재 상황에 대해 물었다.

Q. 수소 스테이션의 보급 상황은 어떤가?
A. 정부가 내건 수소 스테이션 설치 목표는 2020년에 160곳, 2025년에 320곳, 2030년에 900곳이다. 2020년 말의 실적은 162곳으로, 로드맵은 달성할 수 있었다. 하지만 자동차회사 및 인프라 사업자와 논의하다 보면, 정부 목표처럼 급속한 확대는 쉽지 않다고 느껴진다.

이유는 두 가지가 있다. 우선, 연료전지차(FCV)의 대수가 증가하지 않고 있다. 정부는 FCV의 누적 판매 목표를 2020년에 4만대, 2025년에 20만대, 2030년에 80만대로 정했다. 하지만 2020년 말까지의 FCV의 누계 판매는 5,000대 정도로, 목표의 약 10% 머물렀다.

다른 하나는, 수소 스테이션의 건설 및 운영 비용이 예상보다 낮아지지 않고 있는다는 것. 현재의 설치 속도로는 양산 및 비용 절감 효과를 얻을 수 없다. 현재 수소 판매 가격은 1200엔/kg정도로 매출총이익을 내기 어려운 상황이라고 들었다.

사이버 공간과 물리적 공간을 통한 로봇과 인간의 관계

1. 머리말
최근, 프로세서의 처리속도 향상 및 기계학습의 발전으로 로봇이 스스로 생각하고 움직이는 ‘자율 로봇’이 고도화되고 있다. 공장이나 창고뿐만 아니라, 점포나 공공시설에 도입이 진전되어 사람들에게 친숙한 존재가 되고 있다.

앞으로 휴먼로이드처럼 범용 하드웨어를 장착해 더욱 스마트하고 기능이 좋아져 인간과의 소통이 원활하게 된다면, 사무실이나 가정에까지 도입이 확산될 것으로 예상된다. 이 때, 자율 로봇이 인간에게 있어서 ‘타인’이라고 할 수 있는 존재(자신과 닮은 다른 존재)에 점점 더 근접해 가는 모습은 쉽게 상상할 수 있다. 이것은 많은 과학적 사실이 보여 주고 있다.

한편, 로봇의 발전에 발맞춰 정보통신 인프라의 정비 및 엣지 디바이스의 활용, IoT기기의 보급 등이 진전됨으로써, Cyber-Physical Systems(CPS)에 있어서의 사이버 공간과 물리적 공간이 만들어 내는 정보의 피드백이 확대되고 있다. 앞으로, 인간과 로봇이 이 2개의 공간에서 서로 관계를 맺어 간다는 것은 확실하며, 앞에서 말한 타인이라고 부를 수 있을 정도로 높은 수준의 자율 로봇을 전제로 한다면, 인간과 로봇이 사회를 구성하게 되거나, 혹은 로봇이 인간사회의 일원이 되는 것은 필연적인 흐름이라고 할 수 있겠다.

이 글에서는 그런 미래가 어떻게 도래하며, 그 과정에서 발생할 수 있는 여러 문제에 대해 어떻게 대처해 나갈 것인지에 대해 하나의 방향성을 제시하는 것을 목표로 한다. 

현재의 상황과 향후의 전개

일본 각지에서 추진되는 Local 5G의 실증실험과 상용도입. ICT선진국인 한국과 대만에서도 Local 5G는 확대되고 있다. Local 5G의 ‘NEXT’를 찾는 일은 5G 솔루션의 미래와 다양한 사회문제 해결을 위한 다음의 한 수를 찾는 일이다. 일본에서 Local 5G가 이륙하고 1년 반이 경과하여, Local 5G의 현재의 상태와 향후의 전개를 확인해 본다.

Part.1 Local 5G의 현주소와 행방 – 누구라도 사용할 수 있는 시대는 바로 앞에?
Part.2 DOCOMO의 해외 5G 전략 – 세계에 5G의 기술을 판매
Part.3 한국에서 Local 5G를 해금 – 28GHz대 활용의 ‘고육책’  
Part.4 대만 제조업과 Local 5G – 일본기업의 참여 기회
Part.5 대학발 Local 5G 최신 연구 – AI휠체어, 해면양식 DX, 수륙양용차의 자율주행  
Part.6 도쿠시마에서 Local 5G의 혁명 – 현내의 10개소에 지역 구축
Part.7 Local 5G를 중소 공장에 – 제조업 DX를 위한 도쿄도와 OKI의 대응