한번 충전에 1000km 가는 수소열차 만든다

/자료=한국철도기술연구원

독일, 프랑스 등 주요 선진국을 중심으로 친환경 열차 개발이 한창이 가운데 국내에서도 액화수소 기반의 수소열차 개발이 시작됐다.

한국철도기술연구원은 20일 "최고속도 시속 150km에 한번 충전으로 1000km 이상을 운행하는 액화수소 기반 수소기관차 핵심기술을 개발중"이라고 밝혔다. 현대로템, 브이씨텍, 패리티 등 민간업체도 연구개발에 참여하고 있으며, 2024년말까지 총 186억원(정부 145억원·민간 41억원)의 연구비가 투입된다.

액화수소열차는 에너지 변환 과정에서 오염물질을 배출하지 않고, 고성능 필터로 공기 중 미세먼지까지 걸러내는 효과가 있어 친환경적으로 평가된다.

액화수소는 수소를 영하 253도 이하의 초저온 상태로 액화시킨 것으로 기체 상태의 고압 수소보다 압력이 훨씬 낮아 안정적인 상태로 수소를 보관, 운송할 수 있다. 또 액화수소는 기체상태일 때보다 저장밀도가 약 2배 높고, 운송효율도 7배 이상 높다.

철도연은 독일, 프랑스 등 해외에서 개발중인 700바(bar·면적 1㎡ 당 10만 N의 힘을 받을 때의 압력) 기체수소열차 대비 운행거리는 1.6배 길고, 충전시간은 20% 단축할 수 있는 액화수소열차 개발을 목표하고 있다.

아직까지 액화수소열차 개발에 성공한 나라는 없다. 철도연이 현재 목표하고 있는 핵심기술과 액화 수소열차 개발이 계획대로 진행되면, 세계 최초로 액화 수소열차 개발에 성공하게 된다.

철도연은 액화수소 하이브리드 추진시스템, 고단열 극저온 액화수소 저장기술, 고속 충전기술 등을 개발하고 2022년 하반기중 트램에 장착해 시험할 계획이다. 이후에는 대용량 기관차 구현을 위한 기술을 개발에 착수, 전차선이 없는 구간에서 운영할 수 있는 액화 수소기관차 실용화를 추진한다.


철도연은 액화 수소열차가 개발될 경우 노후 디젤 철도차량을 대체하면서 탄소배출량 저감에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 또 철도, 선박 등 대형 모빌리티 산업에 수소 관련 기술이 확산되면서, 수소경제 규모도 더 확대될 것이라는 전망이다.

한석윤 철도연 원장은 "액화수소 열차 기술이 철도교통을 친환경 수소 생태계로 전환하기 위한 디딤돌이 되고, 2050년 탄소중립 실현을 위한 핵심기술이 될 수 있도록 최선을 다하겠다"고 밝혔다.