2024년 독일산 수소전기열차 달린다

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(출처:Pixabay)

화석연료에서 친환경 신재생 에너지로 전환이 빠르게 진행되고 있다. 그 중심엔 수소 에너지가 있는데, 수소와 산소의 화학적 반응에서 발생한 전기로 동력을 얻는 방식이다. 내연기관 대비 조용하고 이산화탄소 대신 물을 배출해 환경을 오염시키지 않는다는 장점이 있다. 에너지원인 수소는 구하기도 쉽다. 우주의 75%가 수소로 이뤄져 있어 고갈 걱정도 없다.

자동차 시장에선 리튬 이온 배터리에 밀려 큰 조명을 받지 못하고 있으나, 열차나 항공기 분야라면 얘기가 달라진다. 수소 에너지가 갖는 장단점이 확실해서다. 주행거리는 길고 충전속도가 빠르며 복잡한 배기 시스템이 없어 수명이 길다. 한미에너지협회(KAEA)에 따르면 이 덕분에 열차에선 수소 활용성이 높다.

■ 독일 지멘스 모빌리티, 2024년 수소전기열차 굴린다

독일에선 수소전기열차 개발이 활발히 진행되고 있다. 지멘스 모빌리티가 대표적이다. 최근 이 회사는 독일 바이에른주에 수소전기열차를 제공하기 위해 철도회사 ‘바이리쉐 레지오반’과 협업하기로 했다. 이는 지난해 7월 구상한 계획을 구체화한 것이다.

(출처:simens mobility)

이에 따라 지멘스 모빌리티는 올해 봄까지 미레오 플러스 플랫폼 기반으로 만든 최신 수소전기 열차 ‘미레오 플러스 H’ 2량을 대중에 공개할 방침이다. 오는 2023년 중반기부턴 독일 바이에른주 인근 남부 노선에서 테스트를 진행하고 2024년 1월부터 공식 여객 서비스를 시작한다.

지난해 지멘스 모빌리티는 독일 국영철도사인 도이치반과 미레오 플러스 H를 개발한다고 전한 바 있다. 당시 공개된 정보에 따르면, 이 열차는 수소 연료전지와 리튬 이온 배터리를 동력원으로 이용한다. 연료전지는 지붕에, 배터리는 바닥에 설치하도록 설계됐고 최고 속력 160km를 목표로 개발됐다.

도이치반에 따르면 독일 현지서 운행하는 디젤 열차는 총 1300량이다. 이를 전부 미레오H로 대체할 경우 열차당 연간 이산화탄소 330톤을 감축할 수 있다는 설명이다. 알브레히트 노이만 지멘스 모빌리티 롤링 스톡 최고경영자(CEO)는 “철도 탈탄소화와 기후 목표 달성에 기여할 것”이라고 전했다.

(출처:alstom)

유럽은 수소전기열차가 강세인 지역 중 하나로 꼽힌다. 지난 2018년 프랑스 철도기업인 알스톰은 세계 최초 친환경 수소 열차인 ‘코라디아 이린트’를 개발한 바 있다. 독일, 네덜란드, 오스트리아 등지서 시범운행을 진행한 뒤 상용화됐다.

■ 열차 에너지원으로 주목받는 수소

수소전기열차에 눈독을 들이는 건 유럽뿐만 아니다. 지난달 일본 최대 철도회사인 동일본여객철도는 자국 최초 수소전기열차 ‘히바리’ 시범운행을 시작한다고 밝혔다. 2량으로 구성된 히바리는 시속 100km 속도로 최대 140km를 운행할 수 있는 수소전기열차다. 히바리는 우리 말로 종달새를 뜻한다. 개발에만 40억엔(420억원) 투입됐다고 알려졌다.

(출처:동일본여객철도)

동일본철도는 오는 2030년 히바리를 상용화하고, 차근차근 자사 디젤 열차를 교체해 나갈 예정이다. 이는 일본 정부의 탈탄소 정책과도 관련됐다. 일본 정부는 오는 2050년까지 수소 사용량을 2000만톤까지 올리겠다는 목표를 갖고 있다. 히바리는 일본에서 시도하는 두 번째 수소전기열차다. 앞서 동일본철도사는 지난 2006년 세계 최초 수소전기열차 기술을 개발했으나, 주행거리가 70km에 불과해 상용화에 실패했다.

국내에서도 수소전기열차 개발이 한창이다. 한국철도기술연구원 류준형 박사 연구팀은 올해 최고 속력 시속 110km에 1회 충전에 600km까지 주행하는 수소전기열차를 개발하고 있다. 목표는 노후화된 디젤 열차를 대체하는 것이다. 정부도 지원사격에 나섰다. 산업통상자원부는 수소트램 상용화를 위해 오는 2023년까지 총 423억원을 투자한다. 트램은 도로 위 레일을 따라 주행하는 노면전차로, 수소트램은 전철을 대안으로 주목받고 있다.

(출처:한국철도기술연구원)

■ 수소전기열차, 100% 친환경일까

수소전기열차가 각광받는 건 효율성 뿐만 아니라 친환경 때문이다. 다만 100% 친환경이라 부르긴 어려워 보인다. 수소 생산 과정에 화석연료 도움이 필요해서다.

수소는 확보 방식에 따라 크게 그레이 수소, 블루 수소, 그린 수소로 나뉜다. 그레이 수소는 천연가스나 석유화학 공정 과정에서 확보하는 수소다. 블루 수소는 그레이 수소를 포집해 만든 수소다. 결국 수소 생산은 화석연료 도움이 필요한 셈이다. 이와 달리 그린 수소는 물을 전기로 분해하는 방식으로 탄소배출이 없지만, 가격이 비싸다.

이와 관련 그린 수소를 이용한 수소전기열차 운행 방안도 마련되고 있다. 스페인 철도회사인 CAF그룹은 오는 4월부터 자국 국영 전기회사인 이베르드드롤라와 함께 그린 수소를 이용한 수소전기열차 시범사업을 실시한다. CAF가 개발한 수소전기열차는 이베르르롤라가 제공한 그린 수소로 운행될 예정이다.

테크플러스 에디터 윤정환

tech-plus@naver.com​

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