수소전지 장착한 트램 나온다…가속화하는 모빌리티 혁명

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연합뉴스친환경 모빌리티 혁명이 자동차에 이어 트램과 기차부문으로도 확산될 조짐이다.

23일 산업통상자원부(장관 문승욱)는 2023년까지 수소트램을 개발해 상용화에 나서는 등 대중교통 분야의 친환경 전환에도 박차를 가할 계획이라고 밝혔다. 이 사업에는 정부예산 282억원 등 총 424억원의 재원이 투입된다.

산업부는 "이 사업은 진정한 탄소중립 실현을 위해 자동차 중심의 수소모빌리티 영역을 철도까지 확대하고, 글로벌 친환경 트램시장을 선점하기 위해 기획됐다"며 "수소트램의 빠른 상용화를 위하여 세계최고 수준의 수소차 기술력을 수소트램용 전용부품 개발에 활용하고, 지자체(울산시)가 보유한 유휴선로를 활용해 실주행 및 검증을 진행할 예정"이라고 밝혔다.

수소트램은 전철의 대안으로 부상하고 있는 교통수단으로서 차량내 탑재된 수소연료전지를 통해 열차운행에 필요한 전력을 공급하기 때문에 전철과 달리 전력설비 등 외부동력공급 인프라가 필요 없다. 그래서 상대적으로 건설비가 저렴하다. 고속철도 기준으로 전력설비 건설비는 31억원/km이 소요되는데 이 비용을 절감할 수 있다는 것이다.

또한, 배터리방식의 전기트램은 주행거리가 길어질수록 고중량 및 고가인 배터리탑재량도 증가해 무게·부피와 생산비용도 상승하고 충전시간도 긴 단점이 있어 수소트램이 전기트램에 비해 강점이 있다.

수소트램은 어떻게 개발할까. 우선 한국기업이 보유한 세계최고 수준의 수소차 기술력이 기본이 될 전망이다 넥쏘용 수소연료전지(95kW) 4개에 해당하는 380kW급 수소트램을 상용화하기 위해 올해 9월부터 2023년말까지 4대분야 핵심기술을 확보한다.

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연합뉴스핵심인 연료전지 개발은 넥쏘용 수소연료전지를 구매해 높이를 낮춰 트램전용 수소연료전지로 개조하고, 객차지붕마다 설치된 다수의 수소저장용기를 서로 연결하기 위한 플랙서블(flexible) 고압튜브 등 요소부품을 내년까지 개발한다.

수소트램 시스템 통합․검증기술 분야는 철도전문기업인 현대로템이 주관하고, 맥시스(모터), 코아칩스(센서), 푸름케이디(제동), 에스제이스틸(차체), 에이엔엠메카텍(냉각) 등 중소철도부품업계 5곳도 함께 참여한다. 개발일정은 2022년까지 모터, 제동장치 등 부품을 제작하고, 2023년에는 제작된 부품을 통합해 수소트램 실차를 제작한뒤 성능 검증에 들어갈 계획이다.

수소트램전용 수소연료전지 및 요소부품기술 분야는 수소차 부품 개조 경험과 노하우를 축적한 한국자동차연구원이 주관하고, 지엠비코리아(연료전지 열관리), 에티스(연료전지 제어), 동희산업(수소저장용기), 화승알앤에이(플랙서블 튜브), 씨에스에너텍(배터리), 한양대․서강대(설계) 등 수소차부품 전문기업과 대학 7곳이 참여한다.

수소트램 실주행 환경 실증 및 운영기술 분야는 한국철도기술연구원이 주관하고, 수출에 대비해 유럽안전성 평가기관인 티유브이슈드(TUV SUD)의 한국지사도 참여한다.

수소트램 실주행 환경 실증 및 운영기술 분야는 울산TP가 주관하고, 코비즈(비즈니스모델 발굴), 범한퓨얼셀(수소충전소 구축), 가스안전연구원(수소충전소 안전검증), 울산대(수소트램 최적운행패턴) 등 인프라‧안전‧분석기관 4곳이 참여한다.

2022년까지 수소트램용 수소충전소를 구축하고, 2023년부터 울산시 유휴선로(울산역↔울산항)에서 누적 2500km이상 주행하면서, 연비 등을 고려한 최적주행패턴을 검증할 계획이다.

정부는 사업이 종료되는 2024년부터 수소트램 양산을 개시하고 국내·외 판로를 적극 개척해나갈 예정이다.

수소트램은 수소차대비 고내구성이 필요한 고난도 분야로서 글로벌 시장은 아직 초기단계로 확고한 선도기업이 없다. 독일, 일본 등 주요국이 수소트램 상용화를 위한 실증을 추진하고 있다.
프랑스 알스톰은 2018년부터 독일에서 시험운행 중이며, 일본 철도회사인 JR동일본은 토요타와 협력해 2021년까지 수소트램 개발을 완료하고, 2022년부터 3년간 시험운행할 계획이다.

글로벌 철도차량 시장 중 동력원을 수소연료전지로 대체가능한 시장은 2025년 7천억원 → 2030년 4조원 → 2050년 18조원으로 늘어날 것으로 추산됐다.

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