글로벌 전기차(EV) 시장은 캐즘으로 인해 자동차 제조사가 생산 목표를 축소하고 트럼프 2기 정부가 인센티브를 폐지하는 등 어려움에도 불구하고, 기후변화 대응을 위한 자동차 규제가 본격화되면서 전기차 배터리 시장도 향후 10년간 연평균 20%씩 지속적인 성장을 할 것으로 전망되고 있다. 현재 차세대 에너지 전환 시대를 맞아 배터리 산업은 고효율·고성능 실현을 위한 신소재와 신기술 개발을 핵심 과제로 삼고 있다. 하지만 국내 배터리 생산 기업들은 전기차 시장에서 중국에 밀리고 있는 추세이다. 때문에 국내 배터리 제조사들은 전기차의 1회 충전 주행거리와 안전성, 배터리 수명 개선 등 다양한 차세대 기술 개발에 힘쓰고 있다.

더불어 전 세계적으로 전기차 시장이 급격히 성장하면서 사용후 배터리의 재활용과 재사용이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 시장조사 기관 SNE리서치에 따르면, 글로벌 폐배터리 발생량은 2023년 약 18GWh에서 2030년 338GWh, 2040년에는 3339GWh까지 증가할 것으로 예측하였다. 이에 따라 배터리 재활용 산업도 빠르게 성장하며, 2023년 108억 달러 규모였던 시장이 2030년 424억 달러, 2040년에는 2000억 달러 이상으로 확대될 전망이다. 급속히 성장하는 전기차 시장에서 향후 대량 발생이 예상되는 사용후 배터리의 안전관리 체계를 구축하고, 재제조 배터리 산업 활성화 방안을 모색할 필요가 있다. 

한편, 최근 리튬이온배터리 화재 건수가 급격히 증가하며 사회적 경각심이 높아지고 있다. 국가정보자원관리원 화재사고로 인해 공공 인프라의 안정성 문제까지 대두되며 리튬이온배터리의 화재 위험과 안전성 확보가 중요한 이슈로 부각되었다. 향후 소방청은 과기부, 산업부, 국토부와 함께 ‘리튬기반 배터리 제조 및 저장·취급 시설 안전을 위한 기술개발’을 위해 4년간 총 260억원을 투자할 계획이며, 관련 연구에 착수한다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 리튬이온배터리 산업의 성장과 안전한 생태계 구축에 도움이 되고자 「미래형 배터리 신소재/신기술 분석과 배터리화재 안정성 대응 및 순환경제」을 발간하였다. 1편에서는 차세대 배터리의 고효율 신소재/신기술 개발동향과 사용후 배터리의 순환경제 전략을 다루었고, 2편에서는 배터리화재 위험성분석 연구와 안전성 확보를 위한 대응기술을 다루었다. 본서가 학계・연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

그러나 기술 발전의 이면에는 구조적 한계와 윤리적 도전이 상존한다. 지형, 표면 마찰력, 조도, 날씨, 사회적 신호 등 현실 세계의 복잡한 변수들을 모두 반영하기 어려워, 피지컬 AI의 일반화된 인지ㆍ행동 능력 구현에 구조적 한계로 작용한다. 특히 자율 모빌리티와 의료 분야에서는 책임성, 안전성, 개인정보 보호, 인간-로봇 상호작용의 윤리성 등 기존 법ㆍ제도와 사회적 합의로 해결하기 어려운 복합적인 쟁점들이 첨예하게 대두된다.

이에 본 보고서는 피지컬 AI의 유망 분야별 시장 및 적용 동향을 면밀히 정리하고, 대응 전략을 제시하였다. 우선적으로, 국내 기업들은 기존 강점 산업에 특화된 피지컬 AI 적용 시나리오를 발굴하고, AI 기반모델, 센서, 네트워크 인프라, 액추에이터의 통합 역량을 확보하는 데 집중해야 한다. 궁극적으로 이러한 구조적ㆍ제도적 한계를 극복하고 민간 주도형 생태계를 구축하기 위해, 대기업과 중소기업의 협력을 촉진하고 유형별 특화 기술 개발 및 실증 기반 확산을 동시에 추진할 필요가 있다. 피지컬 AI 시대의 성공은 단순한 기술 개발 속도가 아닌, 기술 융합과 제도적 융합을 병행하는 생태계 차원의 협력에 달려 있다.

본 보고서가 “피지컬 AI”라는 거대한 흐름 앞에서 전략적 방향을 모색하는 산업계 리더, 정책 결정자, 그리고 연구자들에게 실질적인 통찰력과 실행 가능한 비전을 제공하는 전략적 나침반이 되기를 기대한다.

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