한국철도기술연구원 탄소중립 실현할 액화수소열차 개발
한국철도기술연구원(철도연)은 최고 속도 시속 150㎞에 한번 충전으로 1천㎞ 이상 운행하는 탄소중립을 실현할 액화수소열차 개발을 시작했다고 20일 밝혔다. 

철도연은 이 기술이 완성되면 디젤기관차를 대체할 세계 최초 액화수소 기반의 수소기관차가 될 것으로 기대하고 있다. 

철도연에 따르면 액화수소열차는 에너지 변환과정에서 오염물질을 전혀 배출하지 않고 고성능 필터로 공기 중의 미세먼지까지 걸러내기 때문에 친환경적이며 안전하고 경제적이다. 

액화수소는 수소를 영하 253℃ 이하의 초저온 상태로 액화시킨 것으로 기체상태의 고압수소에 비해 압력이 낮아 안정적인 상태로 수소를 보관 운송할 수 있다. 기체상태일 때보다 저장밀도가 2배 정도 높고 운송효율도 7배 이상으로 경제적이다. 

기체수소열차보다 운행거리가 1.6배 향상되고 충전시간을 20% 단축을 목표로 하고 있다. 액화수소 하이브리드 추진시스템과 고단열 극저온 액화수소 저장기술ㆍ고속 충전기술 등을 개발, 내년 하반기 트램에 장착해 시험할 계획이다. 

이어 대용량 기관차 구현을 위한 액화수소 기반 추진기술ㆍ액화수소 공급기술을 개발, 전차선이 없는 구간에서 운영할 수 있는 액화 수소기관차 실용화도 진행한다. 

독일과 프랑스, 일본 등 선진국들을 중심으로 수송부문 탄소배출량 규제에 대응, 친환경 수소열차가 개발 중이다. 

지난 2019년 수소경제 활성화 로드맵 발표 이후 올해 2월부터 세계 최초로 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(수소법)’이 시행되면서 수송수단에도 액화수소를 적용을 위한 기술개발이 가속화하고 있다. 

현재 국내에서 액화수소를 이용한 운송방식은 드론을 운전할 수 있는 1㎏ 미만 소용량에 국한됐으나 철도연은 모듈당 70㎏급, 420㎏의 액화수소를 적용할 예정이다. 

철도연이 개발 중인 장거리 운행이 가능한 대용량 액화수소 기반 기관차ㆍ관련 핵심기술이 개발되면 세계 최초가 된다. 

개발 중인 액화수소 추진기술은 배터리 공급방식으로 한계가 있는 장거리운행 노선에 강점이 있다. 전철화되지 않은 구간을 운행하는 디젤 철도차량을 점진적으로 대체해 탄소배출과 미세먼지 등도 획기적으로 줄일 수 있다. 

액화수소 공급과 제어ㆍ저장에 대한 원천기술을 철도와 선박 등 대형 모빌리티 수소경제 생태계를 구축하고 지속 가능한 수소경제 시장도 확대할 것으로 기대된다. 

연구책임자인 김길동 철도연 스마트전기신호본부장은 “세계 최초로 액화수소 기관차를 개발, 노후 디젤기관차 수입 대체효과와 철도 인프라가 낙후된 남북철도 및 유라시아 대륙횡단용 장거리 열차 등으로도 활용할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. 

한석윤 철도연 원장은 “액화수소 열차기술이 철도교통을 친환경 수소생태계로 전환하기 위한 디딤돌이 되고 오는 2050년 탄소중립 실현을 위한 핵심기술이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.
한번 충전하면 장거리를 운행할 수 있고 탄소 배출을 줄여줄 액화수소열차의 연구를 시작한 곳은 어디야
한국철도기술연구원