알아두면 쓸데있는 신재생에너지 철도 상식

뜨거운 지구를 식히는 가장 빠른 방법, 바로 ‘탄소 중립’을 실현하는 것입니다. 더 이상의 기후 변화를 막기 위해 전 세계가 탄소 배출량 줄이기에 총력을 다하고 있는데요. 그 일환으로 모든 화석 연료의 퇴출을 검토하고 있습니다.

철도 역시 이러한 변화 앞에서 자유로울 수 없습니다. 현재 널리 쓰이는 디젤 열차와 전동 열차 모두 직간접적으로 화석 연료를 소비하고 있기 때문이죠. 이러한 문제를 해결하기 위해 세계 정부가 나섰습니다. 철도가 진정한 의미의 친환경 교통수단으로 거듭날 수 있도록 신재생에너지 사용을 적극적으로 권장하고 나선 것인데요. 오늘 현대로템 블로그에서 알아두면 쓸데있는 신재생에너지 철도 상식에 대해 소개해드립니다.

 

‘네덜란드’ 바람으로 달리는 열차

 

▲ 네덜란드 국영 철도회사 ‘NS의 전기열차/(출처: NS)

풍차의 나라, 네덜란드. 이러한 수식어가 무색하지 않게 오랫동안 풍력을 활용해 왔는데요. 네덜란드의 국영 철도 회사 ‘NS(Nederlandse Spoorwegen)’는 녹색열차사업(Groene Trein)을 통해 2017년 1월부터 모든 전기열차를 세계 최초 100% 풍력에너지로 운영하고 있습니다.

 

▲ 대규모 해상풍력 및 태양광 단지 건설 등 발전시설을 확충하고 있는 네덜란드/(출처: NS)

전기열차의 연간 전력소모량은 1.4tWh로 암스테르담 전체 전력소비량과 맞먹는데요. 엄청난 양의 전기를 차질없이 공급할 수 있는 이유는 장기적 관점의 투자 덕분입니다. 네덜란드는 일찍이 재생에너지 분야의 인프라를 구성했습니다. 2009년, GoO(Guarantee of Origin)라 불리는 재생에너지 인증제도를 의무 도입하는 한편, 새로운 풍력발전 기술 개발을 지원했죠. 그 결과, 2015년에 이미 전체 전기 열차의 절반을 풍력에너지로 운행할 만큼 시장이 무르익었는데요.

목표했던 시기보다 1년 빨리 100% 풍력에너지 전환에 성공하며 하루 60만 명이 탄소 배출 없이 이동할 수 있게 됐습니다.

 

태양광 패널을 품은 ‘인도’ 열차

 

▲ 세계 최초 태양광 패널을 부착한 인도의 열차/(출처: The Economic Times 유튜브)

대규모 철도 시장을 가진 인도. 하루 2만 편 이상의 열차가 운행되는 만큼, 디젤 연료 소비량과 그에 따른 탄소 배출을 걱정하지 않을 수 없습니다. 이에 지난 2017년, 인도 철도청(Indian Railways)은 디젤 기관차에 태양광 패널을 결합한 DEMU(Diesel Electric Multiple Multiple Unit) 열차를 도입했습니다.

빠르게 달리는 열차 위에 태양광 패널이 설치된 건 세계 최초인데요. 이 열차의 특징은 신재생에너지로 디젤 연료의 사용을 크게 줄였다는 점입니다. 태양광 열차 역시 일반 열차와 마찬가지로 디젤 연료를 사용합니다. 다만, 객차마다 설치된 총 16개의 태양광 패널을 이용해 전기에너지를 생산할 수 있죠. 태양광 발전을 통해 생산된 전기는 객실 내 조명 및 모니터, 선풍기를 작동시키는 데 사용됩니다. 인도 철도청은 태양광 패널로 연간 7,200kW의 전기를 생산할 수 있다고 말하는데요. 이를 통해 객차 6대당 매년 21,000ℓ의 디젤 연료를 아낄 수 있을 것으로 추정하고 있습니다.

 

청정에너지 ‘수소’로 도약하는 현대로템

 

▲ 현대로템이 개발 중인 수소전기트램

그렇다면, 한국은 어떻게 대응하고 있을까요? 우리가 주목한 청정에너지는 ‘수소’입니다. 수소는 우주 질량의 75%를 차지할 만큼 우리 은하에서 가장 흔한 원소입니다. 화석 연료와 달리 고갈될 우려가 없으며 전 세계 어디서나 손쉽게 구할 수 있죠.

국내 철도 분야 선도기업인 현대로템은 지난 2019년부터 ‘수소전기열차’ 사업을 진행해 왔습니다. 현대자동차의 수소연료전지 시스템을 활용해 우선적으로 ‘수소전기트램’을 개발하고 있는데요. 수소전기트램이 움직이는 방법은 간단합니다.

수소연료전지를 이용해 수소와 산소의 화학반응을 일으키면 물과 전기가 생성됩니다. 이렇게 얻은 전기는 열차를 움직이는 동력원으로 사용하고 물을 배출하죠. 따라서 수소전기트램은 물 이외의 오염물질을 배출하지 않아 친환경적입니다. 또한, 자체적으로 전기를 생산하므로 전차선과 발전소 등 인프라 구축이 필요하지 않아 경제적인데요. 동작 과정에서 공기를 정화해 달리는 '공기청정기' 역할을 해낼 것으로 기대됩니다. 수소전기트램 1편성을 1시간 운행할 경우 약 800㎍의 미세먼지를 정화해 성인 107명이 1시간 동안 소비 가능한 107.6kg가량의 청정공기를 생산할 수 있습니다.

 

▲ 현대로템 수소전기트램 콘셉트카의 실내 모습

우리 도심에서 수소전기트램을 만날 날도 머지않았습니다. 지난 4월, 현대로템 창원공장에서 수소전기트램의 콘셉트카 실물이 공개돼 큰 화제를 모았죠. 콘셉트카는 3량 1편성으로 약 100명이 탑승할 수 있게 제작됐는데요. 미래지향적이고 심플한 디자인으로 참석자의 큰 호평을 받았습니다. 수소 1회 충전에 최고 속력 시속 80㎞, 최대 주행거리 150㎞의 제원을 목표로 개발되고 있는 수소전기트램. 올해까지 성능시험 플랫폼 개발 및 차량 성능 개선을 마치고 2023년 상용화될 계획입니다.

오늘은 전 세계가 주목하는 신재생에너지 열차에 대해 알아보았습니다. 신재생에너지를 필두로 한 저탄소 시대로의 전환은 거스를 수 없는 대세입니다. 우리 정부 역시 2050 탄소 중립을 선언하며 향후 디젤 철도를 100% 무탄소 동력 철도로 전환할 계획임을 밝혔는데요. 깨끗한 지구 환경에 현대로템의 수소전기열차가 크게 기여할 것입니다.