한 번에 1천km 달리는 액화수소열차 개발한다

[아이뉴스24 최상국 기자]한국철도기술연구원(원장 한석윤)이 액화수소열차 개발에 나섰다.

최고속도 시속 150km, 한번 충전해서 1,000km 이상 운행하는 액화수소 기반 수소기관차 핵심기술을 개발하고 있다. 외국의 700bar 기체수소 열차 대비 운행거리는 1.6배 늘리고, 충전시간은 20% 줄이는 것이 목표다. 개발에 성공하면 액체수소 기반의 수소기관차는 세계 최초가 된다.

철도연은 이를 위해 2024년까지 총186억원의 연구비를 투입할 예정이다. 현대로템, 브이씨텍, 패리티 등이 개발에 참여한다.

액화수소열차는 에너지 변환 과정에서 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 고성능 필터로 공기 중의 미세먼지까지 걸러내기 때문에 친환경적이며, 안전하고 경제적이다.

액화수소는 수소를 영하 253도 이하의 초저온 상태로 액화시킨 것으로 기체상태의 고압 수소에 비해 압력이 훨씬 낮아서 안정적인 상태로 수소를 보관 운송할 수 있다. 기체상태일 때보다 저장밀도가 약 2배 높고, 운송효율도 7배 이상 경제적이다.

철도연은 현재 상용 디젤기관차 대체가 가능한 2.7MW(390kW/모듈 기반)급 연료전지 추진기술 및 액화수소 공급기술을 연구개발 중이다. 액화수소 하이브리드 추진시스템, 고단열 극저온 액화수소 저장기술, 고속 충전기술 등을 개발하고 2022년 하반기 트램에 장착해 시험할 계획이다. 이후, 대용량 기관차에 구현해 전차선이 없는 구간에서 운영할 수 있는 액화 수소기관차 실용화를 진행할 예정이다.

현재 국내에서 수송 부문에 액화수소를 적용한 기술은 드론을 운전할 수 있는 1kg 미만 소용량에 국한되어 있다. 철도연은 모듈당 70kg급, 총 420kg의 액화수소를 적용할 예정이다. 장거리 운행이 가능한 액화수소 기관차를 개발하기 위해서다.

액화수소 추진기술은 배터리 공급방식으로 한계가 있는 장거리운행 노선에 강점이 있다. 또한 전철화가 되어 있지 않은 구간을 운행하는 디젤 철도차량을 대체해 탄소 배출과 미세먼지를 획기적으로 줄일 수 있다.

연구책임자인 김길동 철도연 스마트전기신호본부장은 “세계 최초로 액화수소 기관차를 개발해 노후 디젤기관차의 수입 대체효과와 철도 인프라가 낙후된 남북철도 및 유라시아 대륙횡단용 장거리 열차로 활용될 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.