정부와 민간이 액체수소를 이용해 한번 충전으로 최고 시속 150㎞로 최대 1,000㎞를 운행하는 액화수소열차 개발에 나선다.

한국철도기술연구원은 올해부터 액화수소 기반 수소열차 개발사업을 시작한다고 밝혔다.

과학기술정보통신부 과제로 2024년까지 정부 145억원, 민간 41억원 등 총 186억원이 투입되는 이번 사업은 철도연이 주관기관을 맡고 현대로템, 브이씨텍, 패리티 등 기업이 참여한다.

현재 디젤 엔진을 사용하는 열차는 탄소 배출량이 많아 일본, 프랑스, 독일 등 철도 강국들은 수소를 연료로 쓰는 열차를 개발하고 있다. 한국도 2018년부터 고압의 기체수소 저장 기술을 개발하는 등 수소연료전지 하이브리드 철도차량 개발을 진행하고 있다.

이번에 개발하는 액화수소열차는 고압의 기체수소를 저장하는 기존 수소열차와 달리 수소를 영하 253도 이하의 초저온 상태로 액화시켜 저장하고 이를 에너지원으로 이용해 달리는 열차다.

액화수소는 기체보다 압력이 낮아 수소를 안정적으로 보관할 수 있어 사고 위험이 적다. 특히 기체일 때보다 저장밀도가 2배 높고 운송 효율도 7배 이상 높아 경제성이 크다. 하지만 액화수소 제조와 보관 기술이 기체수소보다 어려워 상용화까지는 시간이 더 걸리는 것으로 평가받는다. 철도연에 따르면 아직까지 액화수소열차 개발에 성공했다고 발표한 국가는 아직 없다.

철도연은 상용 디젤기관차 대체가 가능한 2.7㎿급 연료전지 추진기술과 액화수소 공급기술 개발에 나선다. 국내에서 액화수소를 이용한 운송방식 연구는 드론을 운전할 수 있는 수준인 1㎏급 소용량에 머물러 았다. 철도연은 모듈당 70㎏급 액화수소 운송이 가능하도록 해 6개 모듈 420㎏급 액화수소 운송을 목표로 잡았다. 이에 액화수소 하이브리드 추진시스템과 고단열 극저온 액화수소 저장기술, 고속 충전기술을 개발해 2022년 하반기 중 트램에 장착한 뒤 시험할 계획이다. 전차선이 없는 구간에서도 운행할 수 있도록 해 디젤 철도차량을 대체한다는 목표다.

기술적으로는 한 번 충전으로 최대 1,000㎞를 주행해 해외에서 개발 중인 기체수소 열차 대비 운행거리는 1.6배 늘리고 충전시간은 20% 줄인다는 계획도 세웠다.

철도연 관계자는 “액화수소열차 기술이 철도교통을 친환경 수소생태계로 전환하기 위한 디딤돌이 되고 2050년 탄소중립 실현을 위한 핵심기술이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.