[누구나 누리는 철도] 인프라 구축 비용 적고 공기 정화 기능친환경 철도 ‘수소전기트램’ 개발 박차

현대로템은 수소연료전지와 전기배터리 조합의 혼합 하이브리드 방식으로 수소전기트램을 개발하고 있다. [사진 현대로템]

 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지며 수소가 떠오르고 있다. 특히 모빌리티 분야에서 활발히 적용되고 있다. 이미 수소전기자동차가 상용화됐으며, 독일에서는 기존 디젤동차를 대체한 수소전기열차를 2018년부터 영업운행하고 있다.

현대로템

　수소전기열차의 대표적인 이점은 오염물질을 배출하지 않는 친환경 교통수단이라는 것이다. 디젤기관차 대신 수소기관차를 활용하면 탄소 배출량을 50% 이상 저감할 수 있는 것으로 알려져 있다. 노후 디젤철도차량을 대체할 수 있는 친환경 철도차량의 수요가 늘어나며 수소전기열차가 대안으로 언급되는 이유다.

　수소전기열차는 경제적으로도 장점을 갖고 있다. 일반 전동차의 운행을 위해서는 인프라 구축이 필요하지만, 수소전기열차는 수소연료전지가 독립적인 동력원이라 전차선이 필요 없고 기존 전동차에 비해 별도 인프라 구축 비용이 적다. 전차선 건설 비용만 km당 24억원가량 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

　현대로템은 이런 수소전기열차 수요에 대응해 우선 수소전기트램을 개발하고 있다. 2018년 연구기획을 시작해 2019년 현대자동차와 수소전기열차 개발 협력 양해각서(MOU)를 체결했다. 현대자동차에서 개발한 수소연료전지 시스템을 현대로템이 개발한 트램에 적용하는 방식으로 개발을 추진하고 있다. 현대로템은 현대자동차로부터 공급받은 수소전기버스용 수소연료전지 모듈을 시험차량에 적용한 후 다양한 동력 분배 제어와 주행 제어 알고리즘을 시험 중이다.

　현대로템은 자동차용 연료전지를 철도차량에 적용해 효율적으로 운용하기 위한 통합제어 시스템 개발을 비롯해 핵심 전장품인 인버터·APU·PMSM과 수냉각 통합모듈을 개발하고 있다. 철도차량용 수소저장 탱크 모듈도 개발할 예정이다. 이를 통해 현대로템은 2021년까지 성능시험 플랫폼을 개발한 후 주행시험을 실시해 수소전기트램의 핵심기술을 확보한다는 계획이다.

　현대로템의 수소전기트램은 수소연료전지와 전기배터리 조합의 혼합 하이브리드 방식이다. 수소연료전지 동작 과정에서 공기정화 기능이 있어 공해 배출이 없으며 도심 공기 정화 효과가 있다. 현대로템 수소전기트램 1편성이 1시간 운행하면 약 800㎍의 미세먼지를 정화하고, 성인 107명이 1시간 동안 소비할 수 있는 107.6kg가량의 청정공기를 생산할 수 있다. 또 수소연료전지 및 수소탱크, 냉각시스템을 모듈화해 차량 지붕에 탑재하기 때문에 저상형 구조를 실현해 최적의 공간효율을 확보할 수 있을 것으로 전망된다.

　현대로템은 수소전기트램 외에도 수소전동차·수소전기기관차·수소고속철 등 다양한 수소전기열차를 개발할 계획이다.

김승수 중앙일보M&P 기자 kim.seungsoo@joongang.co.kr