‘서울~부산 30분’ 하이퍼튜브 개발 가속…명품 ‘K-철도’ 기적 울린다

“세계 최초 5세대(5G) 통신 기반 자율주행 열차, 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는 수소열차, 시속 1200㎞로 서울~부산을 30분안에 연결하는 초고속 하이퍼튜브 기술”

한석윤(사진) 한국철도연구원 원장은 헤럴드경제와의 인터뷰에서 4차 산업혁명기술로 무장한 명품 K-철도기술 개발에 역량을 집중시켜 대중교통 모빌리티 혁신을 이끌어 나갈 계획이라고 강조했다.

최근 산업계 전반의 화두는 바로 디지털 전환과 탄소중립, 4차 산업혁명 기술이다. 코로나 팬데믹을 지나오면서 철도교통 분야 역시 급속한 변화가 진행되고 있다. 초고속화 기술, 디지털 전환, 탄소배출 제로, 스스로 예측해 먼저 대응하는 똑똑한 철도와 스마트 안전 등 기술의 대변혁과 함께 미래기술 선점을 위한 치열한 경쟁이 이루어지고 있는 것.

한 원장은 “국내 철도산업도 생존과 도약을 위한 혁신적인 기술 개발과 세계 시장 선도를 위한 전략이 필요하다”며 “철도연은 미래기술 선점과 글로벌시장 선도를 위해 K-철도기술의 명품화와 국민이 체감하는 철도교통 연구성과 도출을 위해 노력하고 있다”고 말했다.

철도연이 세계 최초로 개발한 5G 기반 열차 자율주행 시스템 기술은 기존의 중앙집중식 제어방식에서 벗어나 열차와 열차가 직접 통신해 열차의 위치, 속도, 제동거리 등을 열차 스스로 인지·판단하고 제어하는 지능형 제어기술이다.

지상의 신호설비를 최소화하고, 수송력을 최대 30% 이상 높일 수 있다. 또한, 정밀 간격 제어기술로 열차의 운행 간격을 지금보다 30% 이상 단축할 수 있어 출퇴근 시간 등 열차 운행이 집중되는 시간에 더 많은 열차를 효율적으로 운영할 수 있다.

철도는 가장 친환경 교통수단으로 알려져 있듯이 온실가스 배출 원단위가 자동차의 8분의 1에서 6분의 1정도이다. 온실가스 배출 원단위는 생산활동 대비 온실가스 배출량을 나타내는 것으로 환경과 우리 미래를 생각한다면, 탄소 배출 원단위가 매우 낮은 철도로의 수송수단 전환은 매우 신속히 이루어져야 한다는 것이 한 원장의 지론이다.

철도연은 탄소중립 기술의 혁신을 목표로 철도 운영에 사용되는 에너지뿐 아니라 철도차량 제작에서부터 시설물 건설, 유지보수, 폐기에 이르기까지 전 과정에 걸쳐 통합 패키지 형태로 탄소 배출 제로를 위한 연구개발에 한창이다.

특히 올해까지 250억원을 투입, 최고시속 110㎞, 1회 충전으로 600㎞ 주행이 가능한 수소열차 개발을 진행 중이다.

수소열차는 물 이외의 오염물질이 전혀 배출되지 않는 친환경 차량으로, 전기차보다 이산화탄소를 적게 배출한다. 실제 기존 디젤철도가 19㎏/㎞의 이산화탄소를 배출하는데 비해 수소철도는 절반수준인 9.1㎏/㎞에 그친다. 또한 전차선, 변전소 등의 급전설비가 필요하지 않아 전력인프라 건설 및 유지비용을 절감할 수 있다는 것도 장점이다.

한 원장은 “1회 충전으로 약 600㎞를 달리는 수소연료전지 하이브리드 수소철도차량을 충북 오송의 철도종합시험선로에서 시운전 시험 중이고, 액화수소를 연료로 사용하는 수소열차도 개발하고 있다”면서 “철도차량의 설계에서부터 폐기까지 95% 이상 재활용하고, 폐기되는 철도의 목침목 및 콘크리트 침목 등 시설물을 재자원화하는 기술을 개발 중”이라고 설명했다.

서울~부산을 30분 이내에 연결할 수 있는 최고속도 1200㎞로 튜브속을 달리는 하이퍼튜브 핵심기술 개발에도 박차를 가하고 있다.

초고속 진공터널 열차는 터널 내부 공기를 절반 이상 뽑아낸 반 진공 상태에서 레일과의 마찰력이 없는 자기부상열차로 공기저항을 완벽하게 제거, 시속 1000㎞ 이상의 속도를 구현할 수 있다.

한국철도기술연구원을 중심으로 한국형 하이퍼루프 ‘하이퍼튜브(HTX)’ 개발하는 중장기 연구가 진행중이다. 하이퍼튜브는 최고속도 시속 1200㎞를 목표로 개발 중인 초고속열차로 서울에서 부산까지 약 30분 안에 주행할 수 있다.

한 원장은 “철도연이 독자 개발한 축소형 튜브 공력시험장치에서 진공상태에 가까운 0.001 기압 이하의 수준에서 시속 1019㎞의 속도를 기록했다”고 설명했다.

국내 철도기술의 글로벌 시장 진출을 위한 다양한 노력과 전략도 진행중이다. 세계 철도시장은 2023년까지 약 260조원(1920억 유로)까지 성장할 것으로 예측되고 있지만, 한국의 시장점유율은 2%에 불과하다.

한 원장은 “철도시스템 수출 중심으로 도약하기 위해 제품과 운영 및 유지보수, 서비스를 포함한 패키지 모델을 구축하고 있다”며 “북한과의 관계, 중국, 러시아 등 국제 정세와는 별개로 남북 및 대륙철도 연계의 꿈이 이뤄질 수 있도록 기술개발에 매진할 것”이라고 전했다.

구본혁 기자