친환경 교통수단 ‘수소전기트램’ 개발 추진

박윤정 기자

입력 2021-06-28 03:00 수정 2021-06-28 03:00

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현대로템


최근 친환경 에너지에 대한 높은 관심과 기존 화석연료의 대체재로 수소가 떠오르면서 특히 모빌리티 분야에 활발히 적용되고 있다. 이미 수소전기자동차가 상용화됐으며 독일에서는 기존에 운영하던 디젤동차를 대체한 수소전기열차가 2018년부터 운행되고 있다.

수소전기열차는 물 말고는 오염물질을 배출하지 않는 ‘친환경 교통수단’이다. 디젤기관차 대신 수소기관차를 활용할 경우 탄소 배출량을 50% 이상 저감할 수 있는 것으로 알려졌다.

수소전기열차는 경제적인 측면에서도 장점이 있다. 전기로 움직이는 일반 전동차의 운행을 위해서는 전차선, 발전소 등 인프라 구축이 필요한 반면 수소전기열차는 수소연료전지가 독립적인 동력원이라 전차선이 필요 없고 기존 전동차에 비해 별도 인프라 구축비용이 적기 때문이다. 전차선 건설비용만 km당 24억 원가량을 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

현대로템은 이러한 수소전기열차 수요에 대응해 우선적으로 수소전기트램 개발을 진행 중이다. 2018년부터 연구기획을 시작해 2019년 현대자동차와 수소전기열차 개발 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 현대자동차에서 개발한 수소연료전지 시스템을 현대로템이 개발한 트램에 적용하는 방식으로 수소전기트램 개발 추진하고 있다.

수소전기트램 개발을 위해 현대로템은 현대자동차로부터 공급받은 수소전기버스용 수소연료전지 모듈을 시험차량에 적용한 뒤 다양한 동력 분배 제어와 주행 제어 알고리즘을 시험 중이다.

현대로템은 자동차용 연료전지를 철도 차량에 적용해 효율적으로 운용하기 위한 통합제어 시스템을 비롯해 핵심 전장품인 인버터, APU, PMSM과 수냉각 통합 모듈을 개발하고 있다. 철도 차량에 대용량 수소를 적재하기 위한 철도 차량용 수소저장 탱크 모듈도 함께 개발할 계획이다.

이를 통해 현대로템은 연말까지 성능시험 플랫폼을 개발한 뒤 수소연료전지를 활용한 본격적인 주행시험을 실시해 수소전기트램의 핵심 기술을 확보한다는 방침이다.

현대로템의 수소전기트램은 수소연료전지와 전기 배터리 조합의 혼합 하이브리드 방식이다. 수소연료전지 동작 과정에서 공기정화 기능이 있어 공해배출이 전혀 없으며 도심 공기 정화 효과가 있는 것이 특징이다. 현대로템 수소전기트램 1편성이 1시간을 운행하면 약 800μg(마이크로그램)의 미세먼지를 정화할 수 있으며 성인 107명이 1시간 동안 소비 가능한 107.6kg 가량의 청정공기를 생산하게 된다.

또 현대로템의 수소전기트램은 수소연료전지 및 수소탱크, 냉각시스템을 모듈화해 차량 지붕에 탑재하기 때문에 저상형 구조 실현으로 최적의 공간효율을 확보할 수 있을 것으로 전망된다. 저상형 구조는 차량 바닥의 높이가 낮아 일반 승객은 물론이고 휠체어, 유모차 등 교통약자가 승하차하기에 편리한 장점이 있다.

현대로템은 수소전기트램을 시작으로 향후 수소전동차, 수소전기기관차, 수소고속철 등 다양한 수소전기열차를 개발할 예정이다. 이와 함께 앞으로도 수소전기열차 관련 기술력과 경쟁력을 강화해 글로벌 시장에 대응하고 고객가치를 창출하는 기술선도기업으로 거듭나겠다는 계획이다.

박윤정 기자 ongoh@donga.com

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