코앞으로 다가온 수소사회! H2WORLD에서 공개된 수소열차의 미래

우리에게도 친숙한 '수소'는 우주에서 가장 풍부한 원소이자 물을 구성하는 원소입니다. 최근 세계는 이 수소를 에너지원으로 활용하기 위해 기술 개발에 박차를 가하고 있는데요. 그 이유는 바로 무한한 자원인 수소가 화석연료를 대체할 친환경 에너지원으로 주목받고 있기 때문입니다. 

한국 역시 수소전기차와 연료전지를 선두로 한 수소경제 활성화 로드맵을 발표하며 수소사회를 향한 첫 발걸음을 내디뎠습니다. 산업통상자원부는 수소경제의 효과가 22년 16조 원, 2030년 25조 원으로 확대될 것으로 전망하기도 했죠. 이러한 수소사회에 대한 기대감은 지난해 처음으로 개최된 창원국제수소에너지전시회&포럼(이하 H2WORLD)으로 이어졌습니다. 

수소와 연료전지산업의 기술 및 정보가 한자리에 모이는 H2WORLD는 수소산업 활성화와 글로벌 수소국가 도약에 기여할 것으로 기대되는 수소 관련 전문 전시회입니다. 오늘 현대로템 블로그에서는 9월 4~6일 개최된 H2WORLD 2019와 컨퍼런스에서 소개된 현대로템의 수소전기트램 로드맵 이야기를 들려드립니다.

수소산업 활성화를 위해 시작된 H2WORLD

작년 10월 처음 개최된 H2WORLD 전시회는 9개국 75개 기업, 1만 5000여 명의 관람객이 참여하며 수소사회의 가능성을 증명한 바 있습니다. 올해 H2WORLD 2019는 크게 '수소경제, 어떻게 맞이할 것인가'를 주제로 한 수소산업전시회와 '연료전지 수소 활용 기술과 활성화 방안'을 다루는 수소포럼으로 나뉩니다. 수소 제품과 기술을 선보이는 전시회와 관련 제도, 시장 등을 논의하는 포럼을 통해 수소산업의 다채로운 가능성을 확인할 수 있었죠. 

▲수소산업전시회에 전시된 수소 연료 관련 제품의 모습

▲수소산업전시회에 전시된 현대자동차의 수소전기차 넥쏘

수소산업전시회에는 Fuel Cell(연료전지), FC 소재 및 애플리케이션, 수소전기차와 관련 부품, H2 소재와 애플리케이션, 수소충전 인프라 등 수소와 연료전지 분야에 특화된 제품들이 전시되었습니다. 특히 연료전지 기술 분야의 선진국인 한국, 미국, 중국/, 캐나다, 독일, 프랑스의 50여 기업이 참가해 관심을 모았는데요. 국내외 수소 관련 기업체와 전문가 간의 교류가 활성화되는 계기를 마련하며 수소사회로의 발걸음을 내딛는 데 일조했습니다. 

▲ H2WORLD 2018 현장 스케치 영상 (출처: H2WORLD 공식 홈페이지)

한편, 국제연료전지포럼과 미래수소포럼 등을 포괄한 수소포럼은 수소 연료전지산업의 핵심분야에 대한 최신 정보와 다양한 논의가 이루어진 현장이었습니다. 제2회 국제연료전지포럼에서는 지난 1월 발표된 수소경제 활성화 로드맵을 반영해 시장 확산을 위한 다양한 방안을 모색했고, 미래수소포럼에서는 수소사회 실현을 위한 ‘탄소 자원화 기술’을 집중적으로 소개했습니다. 지방정부 수소정책 포럼도 개최되어 각 지방정부의 차별화된 경쟁력을 갖추기 위한 수소에너지 활성화 방안을 논의했습니다. 

글로벌 수소열차 움직임과 국산화 개발 전략 

이번 H2WORLD의 다양한 프로그램 중에서도 가장 눈에 띈 컨퍼런스 세션은 바로 '수소 활용 기술의 움직임'이었습니다. 아직은 우리 일상에 와 닿지 않는 수소 기술의 대표적인 사례를 소개한 이 세션에서 현대로템의 수소전기트램 기술력이 빛을 발했는데요. 현대로템 내에서도 수소전기열차를 전문적으로 연구하고 개발하는 조연호 책임연구원이 '글로벌 수소열차 움직임과 국산화 개발 전략'을 발표했습니다.

▲글로벌 수소열차 움직임과 국산화 개발 전략을 발표한 현대로템 조연호 책임연구원

이번 컨퍼런스에서 현대로템 조연호 책임연구원은 수소전기트램을 친환경 교통수단으로 제안하게 된 배경으로 트램이 수송능력과 운행속도에서 앞선다는 점을 언급했습니다. 이미 여러 국가에서 성공적으로 운행하며 그 강점을 인정받은 트램은 국내 여러 지자체에서도 적극적으로 도입을 검토하고 있는데요. 가까운 시일 내에 도시의 랜드마크이자 시민들의 편리한 교통수단으로 트램을 만나게 될 예정입니다.

▲도심을 달리는 수소전기트램의 이미지

조연호 책임연구원의 주요 발표 내용 중 하나는 세계 주요 국가의 수소열차 동향이었습니다. 현재 유럽 등 선진국을 중심으로 수소 연료전지 열차가 활발하게 개발되고 있으며, 독일의 Coradia iLint나 일본의 JR East 등 다양한 노선에 수소연료전지 열차가 도입될 예정이라고 합니다.

▲공기 정화에 도움을 주는 친환경 수소전기트램의 효과

여기서 조연호 책임연구원은 현대로템의 수소전기트램 개발 현황에 대한 소개를 이어 나갔는데요. 수소전기트램은 일반적인 배터리트램의 단점을 보완하고 무공해 에너지원인 수소 연료전지를 이용하는 친환경 이동 수단입니다. 수소는 에너지의 밀도가 높아 충전 시간이 짧고 1회 충전으로 주행 가능 거리가 길기 때문에 중장거리용 이동 수단에 적합한 연료죠. 

특히 현대로템의 수소전기트램은 수소 연료전지를 주요 동력원으로 활용하되 배터리 또는 슈퍼캐패시터를 혼용해 에너지 효율을 증대시키는 것이 특징입니다. 이 연료전지가 동작하는 과정에서 공기 정화 기능이 작동하기 때문에 자동적으로 도심의 공기가 정화된다는 장점이 있죠. 조연호 책임연구원은 수소전기트램과 배터리트램을 이해하기 쉽게 비교 설명하며 참석자들의 열띤 호응을 이끌어냈습니다. 

국내에서 개발 중인 수소전기열차의 동향 역시 이번 세션의 중요한 이슈 중 하나였는데요. 현대로템이 현대자동차 등과 함께 개발 중인 수소전기트램뿐만 아니라, 철도기술연구원 주관의 국책과제인 수소연료전지 하이브리드 동력 시스템 차량 및 논의 중인 수소 전기기관차와 충전 인프라 핵심기술을 개발하는 대형 국책과제가 공개되었습니다. 과제 수행 후 빠르게 실용화가 가능한 ‘실생활 밀접 기술’인 만큼 참석자들로부터 많은 질문이 이어졌다는 후문입니다.

현대로템의 수소전기트램 개발 로드맵 

▲2019 부산국제철도기술산업전에 전시된 현대로템 수소 연료전지 성능시험 플랫폼 차량

그렇다면 과연 현대로템의 수소전기트램 개발은 어느 정도 수준에 이르렀을까요? 현대로템은 지난 2019 부산국제철도기술산업전에서 급곡선 열차 주행 시스템 시험 차량에 수소 연료전지와 배터리의 하이브리드 시스템을 탑재한 ‘수소 하이브리드 트램’을 전시한 바 있습니다. 수소전기 트램에 대한 대중에 관심은 이 차량을 시작으로 커졌다고 보아도 과언이 아닌데요. 그만큼 현대로템은 수소전기트램의 상용화 시점을 가까운 미래로 예상하고 있습니다. 

▲현대로템 수소전기트램의 구성 개념도

먼저 2019년은 현대로템의 수소전기트램 개발 1차 연도로, 저심도 급곡선 성능시험차량 개조를 통해 수소 연료전지의 성능 플랫폼 개발을 목표로 하고 있습니다. 현대로템의 자체 개발과제로 수소 연료전지의 성능을 높이고 시스템의 안정성을 높이기 위한 과정이죠. 

2차 연도인 2020년에는 철도차량용 연료전지 패키지를 개발해 양산형 수소전기트램 시제차량 개발을 완료하는 것이 목표입니다. 현대로템은 95KW 양산형 수소 연료전지를 적용해 최고 속도 70km/h로 200km 주행이 가능한 수소전기트램을 개발할 예정입니다. 시제차량이 완성되면 이후 시행청의 수주사양을 반영해 실용화가 가능해집니다. 

현대로템은 수소전기차 산업에서 독보적인 기술력을 보유한 현대자동차와 기술협력을 통해 2021년 상용화를 목표로 수소전기트램 개발을 추진하고 있는데요. 수소전기차와 수소전기버스, 수소전기트램이 공급되면서 수소 인프라 구축이 한층 빨라질 것으로 보입니다. 친환경 수소전기트램은 현대로템의 기존 철도차량 라인업과 시너지 효과를 내며 세계 철도차량 시장의 변화를 주도할 전망입니다. 또한, 단순한 교통수단을 넘어 환경문제 걱정 없는 수소사회를 견인할 플랫폼으로서 기대를 모으고 있습니다. 

▲수소전기차의 구성과 기능 확인이 가능한 수소전기차 넥쏘 절개 모형

최신 수소경제 트렌드를 총망라한 H2WORLD 2019는 100여 개 부스의 참가와 예년보다 늘어난 관람객 수를 기록하며 성공적으로 막을 내렸습니다. 컨퍼런스에서 수소열차의 세계 동향과 개발 전략을 발표한 조연호 책임연구원의 세션이 뜨거운 주목을 받았다는 사실은 곧 우리 일상에 빠르게 접근하고 있는 수소열차에 많은 관심이 모이고 있다는 의미일 것입니다.

현대로템은 개발 로드맵에 맞춰 친환경적이고 안전한 수소전기트램을 개발하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 지속 가능한 수소사회의 대표 인프라로 자리매김할 수소전기트램에 많은 기대 부탁드립니다!