현재 각국의 정부는 친환경화를 향한 발판을 위해 정책 수립과 n개년 목표를 세우고 있다. 대한민국 정부 또한 2018년 개최된 ‘혁신성장 관계 장관회의’와 ‘미세먼지 정책 간담회를 통해 "2022년까지 수소 버스 1000대 보급하고, 2027년까지 수도권 경유버스 전체를 수소, 전기, 압축 천연 버스 등 친환경 차량으로 바꾸겠다"라고 밝혔다.
이렇듯 일상에 필수인 운송수단의 친환경화는 자연스러운 바람이다. 차량, 트럭, 선박 등등 많은 운송수단이 수소화가 진행되는 가운데 대표적 운송수단인 열차에도 수소화의 바람이 불고 있다.
수소 전기 열차는 수소와 산소가 결합할 때 생기는 전기 에너지를 동력으로 삼아 움직인다.
이를 위해 열차 내에는 수소탱크와 수소 연료 전지가 탑재되어 있다. 수소와 산소의 반응으로 생산된 전기는 대부분 모터를 돌리는 데 사용하고, 남는 전기는 연료 전지에 저장되도록 만들어졌다.
수소를 직접 연료로 사용하지 않는 이유에는 폭발력이 높은 수소를 직접 실린더 내에서 연소 시켜 에너지를 얻는 방법은 승객의 안전을 위협할 수 있기 때문이다. 또, 수소와 산소의 반응으로 생산된 전기를 모터로 보내는 방법이 안전과 경제성이라는 측면에서 훨씬 뛰어나다.
일본이 2006년 세계최초 100Kw급 철도차량용 연료전지 개발에 성공한 것을 시작으로 다양한 시도와 발전이 거듭돼, 2018년 프랑스의 코라디아 아이린트는 독일에서의 상업 운행을 위한 준비를 마친 상황이다. 우리나라 역시 국토교통과학기술진흥원의 지원을 받아 한국철도기술연구원과 우진산전 등에서 수소 전기 열차를 위한 연구를 진행하고 있다.
수소전기차, 트럭의 경우엔 기본 베이스인 전기추진 장치가 없어 처음부터 새로 만들어야 했다. 하지만, 코레일이 운영 중인 고속철도의 100%와 ITX 등은 이미 전기를 사용하여 움직이는 열차였다는 점과 외부로부터 전력을 받는 부분(수소저장 용기, 수소전지, 수소 베터리) 등만 바꾸면 된다는 점이 연구에 큰 힘이 될 것이다.
그렇다면 수소전기열차가 우리에게 가져다주는 이점은 무엇일까?
먼저, 당연하게도 탄소 배출량을 감소시켜줄 것이다. 한국교통안전공단의 발표에 따르면 전기 철도 차량과 디젤 전기 철도 차량을 대체하면 각각 13.7%와 51.9%라는 탄소배출량 감소를 달성할 수 있다.
둘째로 전력인프라 설치 비용을 대폭 감축할 수 있다. 한국개발연구원 발표에 따르면 전기 철도 차량의 경우 전선, 팬터그래프, 변전소 등이 필요하여 전력인프라 구성을 위해 1km당 일반지역은 24억3천만 원, 도시지역은 29억1천만 원이 든다.
수소전기열차는 독립동력원이기에 별도의 전력인프라가 필요 없는, 장기적인 비용측면에서의 장점이 있다. 한국철도연구원은 이렇듯 많은 이점을 가져다주는 수소전기열차에 대해 ‘수소 가격이 점점 낮아지고 있다. 현재 수소 가격은 10년 전보다 거의 반값으로 줄어들었으며, 2020년대 중후반이면 우리나라에서도 수소로 달리는 열차를 볼 수 있을 것’이라고 강조했다.
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