수소열차에서 수소충전소까지, 현대로템 수소 프로젝트 총정리

국내 모빌리티 산업 시장이 빠르게 확대되고 있습니다. 이 가운데 교통수단에 동력을 제공해주는 에너지원 발굴에 대한 관심도 뜨거운데요. 대표적인 것이 바로 ‘수소’입니다. 수소에너지는 공해 물질로 인한 환경오염을 일으키지 않아 석유나 석탄을 대체하는 청정에너지원으로 각광받고 있죠.

자연스럽게 수소 관련 산업의 성장 속도도 가속화되고 있습니다. 수소연료전지를 활용한 열차부터 도시 전체의 수소화(化)까지, 그 분야도 무궁무진한데요. 현대로템 블로그에서 국내 수소 산업을 선도하고 있는 주요 프로젝트를 총정리했습니다.

수소로 달리는 열차 시대의 개막

‘수소에너지’ 하면 아무래도 ‘수소 자동차’가 가장 먼저 떠오릅니다. 현대로템에서는 수소 자동차가 지닌 우수성을 열차에 적용하기 위해 다양한 프로젝트를 적극적으로 추진해 왔습니다. 특히 지난해 6월에는 수소연료전지에 독보적인 기술을 보유한 현대자동차와 협업해 국내 최초 ‘수소전기열차’ 개발에 대한 포부를 밝히기도 했죠.

▲수소전기트램은 공해를 혁신적으로 줄일 수 있는 미래형 교통수단으로 주목받고 있다

수소전기열차는 물 이외에 오염물질이 배출되지 않아 친환경 차량으로 대표되는 열차입니다. 전차선, 변전소 등의 급전설비를 필요로 하지 않기 때문에 인프라 건설이나 유지보수 비용을 줄일 수 있다는 장점도 있습니다.

하지만 주행 속도 저하 등으로 원활한 운행에 차질이 생기는 건 아닐지 우려의 시선이 존재하기도 했는데요. 현재 개발 중인 저상형 트램 형태의 플랫폼은 이러한 우려를 종식시키기 충분했습니다. 수소전기트램의 경우 수소 1회 충전으로 최고속도 70km, 최대 200km의 주행거리를 내는 것이 목표입니다. 한 번의 충전만으로도 여유롭게 도심 운행이 가능한 수준이죠. 수소전기트램 개발이 안정되면 수소전기전동차, 수소전기기관차 등의 개발 또한 추진된다고 하는데요. 기존의 열차를 혁신적으로 대체하게 될 수소전기열차의 활약이 벌써부터 기대됩니다.

▲부산국제철도기술사업전에 전시된 현대로템의 수소전기트램 시험용 차량

지난해 부산 벡스코에서 열린 ‘부산국제철도기술산업전’에서는 수소전기열차의 모습을 살짝 엿볼 수 있었습니다. 현대로템은 대표 열차인 급곡선 열차 시험차량에 수소 하이브리드 시스템 엔진을 탑재한 트램을 선보였습니다. 또 하나의 반가운 소식은 올해 수소전기트램의 시제열차 제작이 완료된다는 것인데요. 이제 정말 수소전기열차가 국민들의 발이 되어줄 날이 머지않은 것 같습니다.

▲ 현대로템이 주목한 미래형 철도! 수소전기트램을 만나다

도시 전체의 수소화(化)! 수소 사회를 만드는 현대로템

수소에너지의 친환경성과 뛰어난 효율성 덕분에 현재 여러 지역에서 범도시적 차원의 수소 관련 산업을 적극적으로 추진하고 있습니다. 지난해 창원시에서는 ‘수소의 날’을 기념하는 행사를 열었는데요. 수소의 날(11월 1일)은 수소(H)의 원자번호 ‘1’과 ‘1’등 에너지 수소에 대한 산업을 ‘1’등 산업으로 육성하겠다는 취지로 창원시가 직접 지정한 기념일입니다. 수소 충전소 시스템과 압축기, 자동차 부품기업 등 수소 산업 분야에서 급성장을 이루고 있는 창원시의 포부와 의지를 담고 있죠.

▲ 두 번째 ‘수소의 날’을 기념해 수소 산업활성화 컨퍼런스를 개최한 창원시

지난해에는 두 번째 수소의 날을 기념하여 창원시에서 ‘수소 산업활성화 컨퍼런스’를 개최했습니다. 활발하게 오가는 질의응답을 통해 수소에 대한 뜨거운 관심과 반응을 확인할 수 있었는데요. 이 현장에서 경상남도와 창원대학교, 현대로템이 ‘수소에너지 특성화 대학원 설립 및 운영을 위한 업무협약’이 체결되었습니다. 각 분야를 대표하는 기관들이 상호 협약을 통해 수소 사회로 진입하기 위한 시너지를 극대화한 것이죠.

▲ 현대로템과 창원시가 제시하는 수소 사회의 미래

충청남도에서는 당진시를 ‘수소시범도시’로 선정하며, 수소에너지 활성화에 보다 적극적으로 나서겠다는 소식을 알렸는데요. 앞으로 냉난방과 전기 공급은 물론이고 수소차와 수소버스충전소 등 도시 전체의 에너지 기반을 ‘수소’로 삼을 계획이라고 합니다.

▲ 현대로템, 당진 수소시범도시 조성을 위한 업무협약 참여!

수소충전 설비에 도전장을 내민 현대로템

이미 수소전기열차와 수소도시 조성사업으로 수소 사회를 선도하고 있는 현대로템. 하지만 현대로템의 도전은 여기에서 멈추지 않습니다. 최근 현대로템은 수소 모빌리티 생태계 구축을 위한 수소충전 설비공급 사업 진출 소식을 전했습니다. 특히 산업통상자원부의 '바이오가스를 이용한 수소 융복합충전소 시범사업'에 사용될 수소리포머 1대와 강원테크노파크 '수소생산기지 구축사업'에 사용될 수소리포머 2대를 수주하며 기대를 모았죠.

여기서 수소리포머는 액화천연가스(LNG, liquefied natural gas)에서 고순도의 수소를 뽑아내는 ‘수소 추출기’를 말합니다. 물을 분해해 수소를 얻는 방법도 있지만, 생산비용이 많이 들기 때문에 수소차 등에 공급되는 수소연료는 천연가스에서 추출하는 방법이 많이 쓰입니다.

▲ 현대로템의 수소충전소 조감도

현대로템은 해당 분야에서 안정적인 실적을 가진 해외 원천기술 보유사로부터 설계와 제작기술, 조립기술, 유지관리 등 수소리포머 국산화에 필요한 모든 기술을 이전받으며 차별화된 경쟁력을 확보했습니다. 현대자동차 그룹 내 협업 과정에서 수소리포머 기술의 안전성과 수소 품질, 국산화율에 초점을 맞춰 해외 여러 업체의 기술을 2년 이상 검토한 후, 최종적으로 기술이전을 결정한 결과입니다.

수소 추출 기술의 절대적인 기준은 바로 안전성입니다. 수소 모빌리티에 사용되는 수소연료는 고순도로 24시간 생산되어야 하는 만큼 핵심 기술과 상용화를 통한 안전성 검증이 필수적이죠. 국내에서도 관련 기술이 어느 정도 개발 완료되었지만, 소비자에 직접 판매해야 하는 수소연료의 특성상 기술이전을 통해 경험과 신뢰성을 확보해야 한다고 봤습니다. 

진행 중인 기술이전이 완료되면 국산화를 통해 해외 수소리포머 대비 15% 이상 비용 절감이 가능합니다. 또한 순수 기술만 이전받아 국내 협력업체와 함께 생산하며, 2호기~6호기(5대)는 80% 이상 국산화율이 적용됩니다. 현대로템은 이번 수소충전 설비를 통해 중소기업과의 상생협력 모델을 구축하며, 산학연 협력을 통한 수소 기술 국산화에도 박차를 가할 것입니다. 

▲현대로템이 2019 부산국제철도기술산업전에 수소전기열차와 함께 전시했던 수소전기하우스

현재는 수소리포머의 이론적인 기술이전이 완료된 상황이며, 현대로템은 이전된 기술을 바탕으로 수소리포머 2대(1호기-해외, 2호기-국내)를 제작 중입니다. 특히 국내 업체와의 동반성장을 위해 부품과 제작의 90% 이상을 전문 협력업체와 함께 진행합니다. 수소리포머 7호기부터 90% 이상 국산화를 목표로 하는 만큼, 현대로템은 5년 이내에 소모성 촉매까지 개발 및 상용화를 완료할 예정입니다. 

현대로템은 2025년까지 단계적으로 다양한 용량의 리포머 기술을 확보해 수소설비 제품 포트폴리오를 다각화할 계획입니다. 이러한 현대로템의 노력은 수소 모빌리티와 수소 인프라를 갖춘 본격적인 ‘수소 사회’를 앞당기고 해외에 우수한 국내 기술을 수출하는 결과로 이어질 것입니다. 점점 활기를 띠기 시작한 국내 수소 시장에서 수소에너지가 안정적인 기술로 자리 잡을 수 있도록 현대로템이 적극적으로 앞장서겠습니다!