K-철도의 우수함이 알려지면서, 여러 나라에도 수출이 이뤄지고 있는데요. 올해만 해도, 우즈베키스탄에 한국형 고속철 차량을 처음으로 수출했고요. 아랍에미리트연합국(UAE)과 모로코 등 전 세계를 무대로 한 해외 철도시장에 K-철도 진출을 준비하고 있습니다. 국내에서는 세계적인 움직임에 발맞춘, 특별한 열차를 개발해 상용화를 계획 중이라고 하는데요. K-철도의 미래를 새롭게 이끌 열차의 정체! 지금부터 자세히 알아볼까요?


열차도 탄소 제로가 되는 시대! 지금 K-철도는…

2022년 2월, 5년간의 개발 끝에 국내 최초로 수소전기열차가 탄생했습니다. 현재 실증사업까지 진행해 상용화를 준비 중으로, 운행 최대속도 110km/h 이상에, 1회 충전으로 600km 이상 주행이 가능한데요. 해당 열차는 ITX-새마을과 같은 간선형 열차 형태의 2량 1편성으로 구성되며, 총 132명까지 탑승할 수 있습니다.


각 차량 지붕에는 수소를 83kg의 수소를 저장할 수 있는 14개의 고압수소저장용기가 탑재됐고요. 회생제동 에너지를 저장하거나 추가로 필요한 전기를 공급하는 리튬이온배터리는 차량 하부에 배치됐습니다. 수소연료전지와 2차전지를 기반으로, 하이브리드 1.2MW의 동력 시스템을 탑재했으며, 소비에너지 최적화를 위한 스마트에너지 관리 시스템 등도 적용해 제작됐는데요.

이러한 수소 열차는 높은 에너지 효율과 온실가스 감축 효과로 탄소중립에 도움이 되는 것은 물론이고요. 아직 전기가 들어오지 않는 철도노선이 전체의 30%에 달하는 한국에서, 기존 디젤 열차를 대체할 수 있을 것으로 기대되는 훌륭한 미래 친환경 이동 수단입니다.


세계 최초 수소 열차를 운행 중인 나라는 어디일까?

해외에서는 이미 수소 열차의 정기 운행을 시작한 나라가 있는데요. 바로, 철도 선진국으로서 이름을 알린 ‘독일’입니다. 2022년, 독일연방 디지털 교통부의 수소 및 연료 전지 기술을 위한 국가 혁신프로그램 지원으로, 세계 최초로 운행되기 시작한 ‘코라디아 아이린트’! 단 1g의 탄소 없이, 오직 물만 배출하는 친환경 운송 수단으로 알려져 화제가 됐습니다.


디젤 열차에 비해 소음도 적을뿐더러, 운행 중 발생한 열은 에어컨에 사용된다고 하는데요. 1,175km의 장거리 주행까지 성공적으로 마쳤고요. 1회 충전만으로도 하루 동안 최고 시속 140km로 충전 없이 달릴 수도 있습니다.

해당 열차는 마찬가지로 철도 선진국인 프랑스 기업에서 개발한 것인데요. 프랑스 역시 뛰어난 철도 기술을 보유한 국가로, 오래전부터 독일을 비롯한 여러 국가에 수소 열차 산업을 확대하고 있습니다. 이로 인해, 유럽은 수소 열차 시범 운행이 활성화되면서, 비교적 빠르게 상용화를 준비하는 중입니다.

비슷한 사례로, 일본 역시 2022년에 자국 최초 수소연료전지 하이브리드 열차를 공개했고요. 이후 시범 운행을 시작한 상황에서 2030년 상용 서비스를 개시할 계획인데요. 이 외에도 미국에서 디젤 기관차를 수소연료전지 기관차로 개조해 공개하고, 스위스에서는 이틀간 총 2,803km를 무정차로 시험 주행한 수소 동력 열차가 기네스북에도 등재되는 등, 세계적으로 수소 열차 개발 및 상용화에 총력을 다하고 있습니다.

대중교통의 미래에 ‘수소’가 중요한 이유

이렇듯, 열차를 포함해 다양한 대중교통 수단에 수소화가 이뤄지고 있는데요. 수소 열차의 경우, 운행 중 물 이외의 오염 물질이 전혀 배출되지 않고요. 고성능 이동식 공기청정기를 통해 초미세먼지 99.9% 이상을 정화할 수 있다는 점에서, 사회적 탈탄소 실천에 반드시 필요한 교통수단이라고 할 수 있습니다.

특히 독립전원 방식으로, 전차선과 변전소 등 전기시설이 필요하지 않아, 전력 인프라 건설비용 및 유지보수 비용 등을 절감할 수 있습니다. 더불어, 감전으로 인한 안전사고도 예방할 수 있다는 장점이 있는데요.

국내에서는 이러한 수소열차 산업에 적극적으로 나서, 연구와 기술개발에 열을 올리고 있습니다. 앞서 소개해 드린 국내 최초의 수소전기열차는 약 01.MPa로 감압된 기체수소를 수소연료전지로 공급하는 방식인데요. 수소연료전지에서 수소의 화학 반응을 이용해 전기를 만들어, 배터리에 생산된 전기를 저장하고요. 저장됐던 전기를 사용해 모터를 구동하는 원리입니다.

여기서 더 나아가, 액화수소를 연료로 사용하는 수소 열차도 2021년부터 개발 중인데요. 수소를 영하 253도 이하의 극저온 상태로 액화시켜 저장하고 에너지원으로 사용함으로써, 저장밀도와 안전성, 운송 효율도 훨씬 높아 경제적이라는 점! 친환경적이고, 전기 사용이 어려운 낙후된 지역에도 활용 가능해, 꾸준히 연구를 이어 나가고 있습니다.

2030 국가 온실가스 감축목표에 따라, 국토교통부에서는 수소 열차 개발 및 상용화와 더불어, 전체 광역버스 25%를 수소 버스로 보급할 계획인데요. 모두가 함께하는 지속 가능한 미래를 위해 더욱 노력해 나가겠습니다.

[출처] 지구를 구하는 열차가 있다? 전기도 생산하는 OO 열차!|작성자 국토교통부