우진산전, 한번 충전으로 110km/h 속도로 600km 달리는 수소열차 개발

요즘 2차전지 배터리를 이용한 전기차가 모빌리티 시장을 점유해나가고 있습니다. 테슬라를 비롯해 BMW, 벤츠, 아우디 등 전통적인 자동차 제조업체들도 내연기관 자동차의 생산을 점점 줄이고 2차전지 기반의 전기차의 연구개발 및 생산 비중을 점점 올리고 있습니다. 국내 자동차 메이커인 현대차와 기아차 역시 전기차 시장에서 밀리지 않도록 관련 기술 개발과 연이은 신규 전기차량을 소개하고 있습니다.

반면 2차전지 배터리를 이용한 전기차와 더불어 친환경 자동차로 불리는 '수소연료전지'를 이용한 수소차는 점유율을 늘리는데 어려움을 겪고 있습니다. 아무래도 수소 충전 인프라를 구축하는데 시간이 걸리기 때문일텐데요. 때문에 현대차 등 수소연료전지 차량을 만드는 메이커들은 비교적 제한적인 경로를 이동하는 트럭이나 버스같은 상용차 시장에서 수소차를 도입하려고 합니다.

수소연료전지 열차 (출처 : Pixabay)

우진산전의 수소열차

수소 버스의 경우 버스 차고지에서 수소 충전을 하면 되기 때문에 인프라에 대한 수요를 어느정도 맞춰 줄 수 있습니다. 마찬가지로 수소 트럭의 경우에도 물류 터미널에서 수소 충전을 하면됩니다.

이런 가운데 수소연료전지를 이용한 열차 기술을 개발하고 있는 우진산전이라는 기업에 대한 기사를 보게 되었습니다. (링크 : [기획] 우진산전, 한번에 600km 달리는 110km/h 급 수소열차 개발 성공 - 철도경제)

지난 2018년 국토교통부는 국책 연구과제로 수소열차 개발을 시작했습니다. 한국철도기술연구원은 '수소연료전지 기반 하이브리드 추진시스템 최적화 기술개발'을 담당했고, 우진산전은 '수소연료전지 하이브리드 철도차량 운용 기술개발'을 맡아 영업선 운행을 위한 실용화에 중점을 두었습니다.

그렇게 개발한 수소열차는 2량 1편성으로 구성되어 있습니다. 최고 속도는 110km/h (설계최고 속도 121km/h) 급이며, 2.5km/h/s의 가속이 가능하다고 합니다. 한번 수소를 충전해서 최대 600km까지 달릴 수 있도록 제작되었습니다.

열차의 하부에는 리튬이온배터리가 탑재되어 있습니다. 열차가 가속할 때에는 수소연료전지에서 만들어진 전기에너지와 배터리에 저장되어 있던 에너지를 함께 뽑아 씁니다. 두 에너지를 이용해서 더 높은 수준의 가속력을 얻게 됩니다.

반대로 열차가 감속할 때 회생에너지를 리튬 배터리에 저장해 둠으로써 에너지 효율을 높인다고 합니다.

출처 : Pixabay

사실 우리나라는 수요가 많은 도심 철도에 대해서 전철화가 많이 되어 있는 편입니다. 수소연료전지는 전철을 대체한다기보다는 디젤 엔진으로 움직이는 열차를 대체하고, 전기 인프라를 구축하기 힘든 구간에 운행하게 될 것입니다.

수소 열차에 대한 연구가 성공적으로 끝나게 되면 우리나라뿐만 아니라 개발도상국 등 해외 철도시장 진출에도 청신호가 켜질 것으로 예상할 수 있습니다.