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Future & Life

막힘없고 공해 없는 철도를 만드는 복선화와 전철화

몇 년 전부터 뉴스에서 심심치 않게 ‘OO 구간 복선화, 전철화 추진’, ‘XX 내륙선 복선화 반영’ 등 ‘복선’에 대한 뉴스를 종종 보셨을 텐데요. 영화처럼 앞으로 일어날 사건을 암시하는 복선은 아닐 것이고… 그리고 기차는 전부 전철이 아니었던가요? 최근 이슈가 되고 있는 철도의 복선화와 전철화에 대한 궁금증, 현대로템 블로그에서 깔끔하게 정리해 드립니다.

 

상·하행선의 선로: 단선 VS 복선

 

▲ 단선철도 호원 1,2교를 지나는 중부내륙선 KTX-이음(출처: 국가철도공단)

먼저, 복선화를 이해하기 위해서는 철도의 기본적인 선로 구성 방식에 대해 알고 있어야 합니다. 철도 선로는 크게 ‘단선’과 ‘복선’으로 나뉩니다. 먼저 단선(Single-track)은 말 그대로 선로가 하나인 것을 이야기하는데요. 상행선과 하행선 구분 없이 모두 하나의 선로만을 사용하는 것이죠. 그런데, 뭐가 좀 이상하지 않으신가요? 그렇다면 어떤 상황에서는 상행선과 하행선 열차가 서로 마주 보고 달려올 수도 있다는 뜻인데, 사고의 위험이 있지는 않을까요? 여기에 대한 비밀은 정차역 통신에 있습니다.

단선 선로를 채택한 역은 정차역에 짧은 우회 선로인 신호장을 하나 더 설치해둡니다. 열차는 신호장을 통해 마주 오는 열차에게 잠시 자리를 비켜주고, 다시 단선 선로로 운행하는 교행(Passing)을 통해 상·하행선 모두 원활하게 운행할 수 있는데요. 열차 정보를 계속 관제실과 교환해 가며 교행 여부를 조정하고 열차 위치를 체크하는 만큼, 신호 오작동이나 부주의로 인한 사고의 가능성은 없습니다. 또한, 선로를 하나만 건설하면 되기 때문에 공사 비용과 토지 매입 등의 문제도 줄어드는 장점이 있습니다.

 

▲ 경부선의 신호장인 전동역(출처: 한국향토문화전자대전)

하지만, 단점 역시 있습니다. 각 폐색(Signaling block system) 하나마다 열차가 하나만 존재해야 사고가 나지 않기 때문에 교행을 대기하다 연착이 될 수도 있고, 배차 간격을 줄이는데도 한계가 있기 때문이죠.

그러한 문제를 해결한 것이 바로 복선(Double-track)입니다. 복선은 상행선과 하행선 각각의 선로를 개통해 따로 운행하는 것입니다. 철도 산업 초창기에는 신호체계나 통신이 발달하지 않았기 때문에 모든 철도는 복선으로 운행됐습니다. 하지만 통신이 발달하고 그에 따른 신호체계가 발달하면서 점점 초기 비용이 적게 드는 단선 선로를 선호하게 되었습니다. 그러나 철도의 수송량이 점차 늘어나고 열차의 운행 속도 역시 빨라지면서 단선으로는 운행량을 감당할 수 없는 구간이 많아지기 시작했죠.

 

▲ 1호선 라인의 복선 선로

상·하행선 각각 하나씩 2개의 선로로 복선을 구성하기만 해도 교행이나 신호 대기시간이 줄어듭니다. 대피 선로를 설치하면 도시철도 9호선처럼 급행을 운행할 수도 있죠. 이러한 장점 덕분에 단선 철도는 시간이 지나면서 점차 복선으로 개량하는 경우가 많아졌는데요. 이를 복선화(duplication)라 합니다.

 

한국의 복선화율은?

그렇다면, 한국의 철도 복선화율은 얼마나 될까요? 2021년 기준 98%의 전철과 지하철이 복선화되어 그 망을 더욱 꼼꼼히 다듬고 있는데요. 현재 한국은 천안에서 부산을 잇는 경부선과 호남선, 청량리에서 단양을 잇는 중앙선, 용산에서 동두천으로 향하는 경원선, 낙동강에서 순천을 이어주는 경전선, 익산에서 여천을 오가는 전라선, 원주에서 강릉까지 운행하는 경강선, 인천과 동인천역을 운행하는 경인선, 천안에서 신창역까지 운행하는 장항선 등 구석구석 복선화를 추진 중입니다.

 

지난 2021년 1월에는 중앙선 원주~제천 구간, 12월에는 중부 내륙선 이천~충주 구간과 부산~ 동대구를 잇는 구간의 복선화가 완료되었습니다. 또한 연장 시 복선으로 시작한 신분당선 신사~강남 구간은 2022년 5월에 개통하며 부산 부전에서 마산을 잇는 구간은 2022년 12월 개통을 목표로 공사를 진행하고 있다고 합니다. 또한, 대전~옥천 광역철도와 평택~오송을 잇는 구간은 상행선과 하행선이 각각 선로가 2개씩인 2 복선화를 추진하기로 확정됐습니다.

 

전철화가 필요한 이유

전철화는 복선, 단선과는 다른 개념입니다. 한국의 철도 위를 달리는 대부분의 철도차량은 전기를 동력원으로 하는 전동차, 즉 전철입니다. 전철은 에너지 효율이 뛰어나며, 기관이 간단해 정비도 쉬운 등 여러 가지의 강점이 많습니다. 그러나 이를 이용하기 위해서는 열차가 직접 전기를 공급받을 수 있도록 선로를 따라 대규모 송전 설비와 변압 설비가 필요하므로, 전기 설비를 설치하기 쉽지 않은 산간 지방이나 오지, 인프라가 충분치 않은 시설에서는 디젤동차를 배치해 운영할 수밖에 없었죠. 하지만 점점 도시 간 인프라 격차가 줄어드는 데다 친환경·탈탄소 정책의 우세에 따라 점차 전 세계의 많은 나라들이 모든 노선에 전동차를 운행할 수 있도록 개선하고 있는 추세인데요. 이것이 바로 전철화(electrification)입니다.

 

▲ 당산철교를 지나고 있는 서울 2호선 전동차

현재 한국의 전철화 진척 사항은 아직 유럽 등 선진국의 전철화율 90% 이상에는 미치지 못하지만, 꽤 높은 수치인 74.4%로 전철화를 추진해 나가고 있습니다. 국가철도공단은 문산~임진강 구간 전철화를 2021년에 완료했고, 동해선 포항~동해(172.8km)와 장항선 신창~대야(118.6km), 정전선 진주~광양(51.5km), 경의선 문산~도라산(9.7km) 등 여러 구간의 전철화를 계속해서 추진하고 있습니다.

우리나라에서는 2025년까지 86.3%를 목표로 전철화가 추진되고 있다고 하는데요. 앞으로 복선화와 전철화를 통해 더욱 빠르고 편리한, 쾌적한 한국 철도가 되기를 기대합니다. 현대로템 역시 한국 철도의 발전을 위해 끊임없이 노력할 테니 많은 관심으로 지켜봐 주세요!

 

참고자료
▲국가철도공단
▲통계청
▲국토교통부
▲철도산업정보센터