'달리는 공기청정기' 수소트램, 2024년부터 양산한다

2023년까지 총 424억원 투자..유럽·동남아 등 수출
올해 9월부터 2023년말까지 4대 분야 핵심기술 확보

[이데일리 문승관 기자] 정부가 2024년부터 수소트램 양산에 돌입한다. 이를 통해 유럽과 동남아시아 등 수소트램 수요가 있는 지역을 중심으로 해외판로 개척에 적극적으로 나서기로 했다.

산업통상자원부는 23일 2023년까지 총 사업비 424억원을 투자해 수소트램을 상용화하는 ‘수소전기트램실증사업’을 착수했다고 밝혔다. 산업부는 수소트램의 빠른 상용화를 위해 수소차 기술력을 수소트램용 전용부품 개발에 활용하고 지자체(울산시)가 보유한 유휴선로를 활용해 실주행과 검증에 나설 예정이다.

수소트램이란 전철의 대안으로 부상하고 있는 교통수단을 일컫는다. 트램은 도로 위에 설치한 레일을 따라 달리는 운송수단으로 버스와 기차의 중간 형태이다. 일반적으로 트램은 전철처럼 공중에 설치된 전선을 통해 전기를 공급받아 동력으로 사용하기 때문에 노면전차라고 불린다.

하지만 수소트램은 수소를 연료로 사용하기 때문에 공중에 전선을 설치할 필요가 없다. 게다가 수소트램은 공기 중 산소를 수소와 결합해 전기를 스스로 만들기 때문에 산소를 채집하는 과정에서 미세먼지 등 공해물질을 걸러낸다. 수소트램은 차량 내 탑재한 수소연료전지를 통해 열차운행에 필요한 전력을 공급하기 때문에 전철과 달리 전력설비 등 외부동력공급 인프라가 필요 없어 상대적으로 건설비가 저렴하다. 배터리방식의 전기트램은 주행거리가 길어질수록 고중량·고가인 배터리탑재량도 증가해 무게·부피와 생산비용도 상승하고 충전시간도 긴 단점이 있어 장거리 주행이 필요하거나 주행빈도가 높으면 수소트램이 전기트램보다 강점이 있다.

현대로템 수소전기트램(사진=현대로템)

◇2023년까지 4대 분야 핵심기술 확보

산업부는 넥쏘용 수소연료전지(95㎾) 4개에 해당하는 380㎾급 수소트램을 상용화하기 위해 올해 9월부터 2023년말까지 4대 분야 핵심기술을 확보하겠다는 계획이다. ‘수소트램 시스템 통합·검증기술’ 분야는 철도전문기업인 현대로템이 주관하고 맥시스(모터), 코아칩스(센서), 푸름케이디(제동), 에스제이스틸(차체), 에이엔엠메카텍(냉각) 등 중소철도부품업계 5곳도 함께 참여한다. 내년까지 수소트램에 탑재할 모터, 제동장치 등 부품을 제작하고 2023년에는 제작한 부품을 통한 수소트램차 제작에 나선다.

‘수소트램전용 수소연료전지와 요소부품기술’ 분야는 수소차 부품 개조 경험과 노하우를 축적한 한국자동차연구원이 주관하고 지엠비코리아(연료전지 열관리), 에티스(연료전지 제어), 동희산업(수소저장용기), 화승알앤에이(플랙서블 튜브), 씨에스에너텍(배터리), 한양대·서강대(설계) 등 수소차부품 전문기업과 대학 7곳이 참여한다. 수소트램은 수소차와 달리 승차공간 확보를 위해 수소연료전지와 저장용기가 지붕에 탑재해야 한다. 이에 맞게 내년까지 넥쏘용 수소연료전지를 구매해 높이를 낮춰 트램전용 수소연료전지로 개조하고 객차 지붕마다 설치한 다수 수소저장용기를 서로 연결하기 위한 플랙서블(flexible) 고압튜브 등 요소부품을 개발할 예정이다.

‘수소트램 실주행 환경 실증과 운영기술’ 분야는 한국철도기술연구원이 주관한다. 수출 염두에 둔 프로젝트인 만큼 유럽안전성 평가기관인 티유브이슈드(TUV SUD)의 한국지사도 참여한다. 내년에는 부품단위, 2023년에는 실제 제작한 트램 단위로 국내와 유럽의 열차안전성기준을 충족하는지 검증할 계획이다. ‘수소트램 실주행 환경 실증과 운영기술’ 분야는 울산TP가 주관하고 코비즈(비즈니스모델 발굴), 범한퓨얼셀(수소충전소 구축), 가스안전연구원(수소충전소 안전검증), 울산대(수소트램 최적운행패턴) 등 인프라·안전·분석기관 4곳이 참여한다. 내년까지 수소트램용 수소충전소를 구축하고 2023년부터 울산시 유휴선로(울산역↔울산항)에서 누적 2500㎞ 이상 주행하면서 연비 등을 고려한 최적주행패턴을 검증할 계획이다.

2050년 18조 시장 성장…수소 모빌리티 상용화 속도

수소트램은 수소차대비 고내구성이 필요한 고난도 분야로서 글로벌 시장은 아직 초기 단계로 확고한 선도기업이 없으며 독일, 일본 등 주요국이 수소트램 상용화를 위한 실증을 추진하고 있다. 현재 프랑스 알스톰은 독일에서 지난 2018년부터 시험운행 중이며 일본 철도회사인 JR동일본은 토요타와 협력해 올해 수소트램 개발을 완료하고 내년부터 3년간 시험운행할 계획이다. 글로벌 철도차량 시장 중 동력원을 수소연료전지로 대체할 수 있는 시장은 2025년 7000억원에서 2030년 4조원, 2050년 18조원에 이를 것으로 전망하고 있다.

산업부는 “국내 수소차 분야는 세계 수소차 기술을 선도 중이나 다른 모빌리티 분야는 수소로의 전환이 상대적으로 더딘 상황”이라며 “이번 사업이 수소차 기술을 이종 업종에 성공적으로 적용하는 모범사례가 되고 수송 전 분야에서 수소 모빌리티 상용화를 가속화하는 계기가 될 것”이라고 말했다.

문승관 (ms7306@edaily.co.kr)