알스톰 독일서 디젤 대체 수소 열차 ‘여름 상용화’

Alstom Germany to commercialize diesel-alternative hydrogen trains in the summer

알스톰(Alstom)이 독일서 디젤 열차를 대체할 수소 열차가 여름에 상용화되며 유럽으로 확산 중이라고 8일 발표했다

프랑스 알스톰은 독일 니더작센주 브레머보드에 연료 전지 추진 장치가 장착된 14대의 Coradia iLint 차량으로 최초의 완전 수소 연료 여객 열차 노선을 건설해 여름부터 현재 노선에서 운행 중인 15 개의 디젤 동력 열차를 대체한다고 밝혔다.

로이터는 이와 관련 전문가들이 “수소는 경제적으로 경쟁력을 가질 수 있는 배출 가스가 없고 조용한 대안을 제공하기 때문에 완전한 전기화가 어렵거나 너무 비싼 곳에서 디젤 동력 철도 기관차를 대체 가능하다”고 이날 보도했다.

알스톰은 수소 열차가 1kg의 수소가 약 4.5리터의 디젤 연료를 대체하고 항속 1,000km, 최고 속도 140km/h의 수소탱크를 갖춰 린데 수소 충전소에서 매일 수소 연료를 공급받는다고 설명했다.

알스톰의 브라힘 지역 철도 차량 플랫폼 부사장은 "수소 동력 열차의 선구자로서 우리는 미래 산업의 기반을 구축하고 있다. Coradia iLint는 수소로 구동되는 세계 최초의 여객 열차이며 현재 독일에서 상용 서비스를 받고 있기 때문에 지속 가능한 이동성을 향한 역사적인 단계를 보여준다"고 로이터에 말했다.

알스톰은 2018년 독일에서 수소 열차 상용 서비스를 시작했고, 2016년 베를린에서 ‘InnoTrans 2016’으로 수소 기관치인 Coradia iLint를 처음 선보였다.

알스톰은 독일의 컨소시엄인 린데와 인프라서브 두 곳과 계약을 체결했고, 이탈리아 열차인 Snam, 프랑스 열차회사 Engie 컨소시엄 등과 수소 충전소의 생산, 운송 및 관리를 위한 인프라 구축에 적극적 사업공유 계약을 체결했다.

알스톰은 로이터에 “수소 차량은 유지 보수 비용이 낮고 수소 열차가 디젤보다 30% 더 높은 투자가 필요함에도 불구하고 거의 15년 만에 더 유리한 비즈니스 사례가 됐다”며 "단거리의 경우 배터리 트레인이 필요에 맞아야 하며 장거리 범위가 중요한 응용 분야의 경우 수소가 최상의 솔루션"이라 밝혔다.

수소 운송의 관건인 연료 보급 인프라에 대해, 린데는 Bremervorde 프로젝트의 일환으로 64,500bar의 고압 저장탱크와 하루 약 1,600kg의 수소 용량 갖춘 세계 최초의 여객 열차용 수소 충전 시스템을 출시했다.

린데는 전 세계적으로 약 1,000km에 달하는 세계 최초의 고순도 수소 저장 동굴과 파이프라인 네트워크를 운영하고 있으며, 전 세계에 200개의 수소 충전소와 80개 이상의 수소 전기분해 플랜트를 설치했다.

독일 Bremervorde 열차는 단일 123km 트랙을 따라 운행되므로 단일 연료 보급소는 수소를 여러 위치로 운송하지 않아 상용화가 가장 빨랐다.

독일 Linde David Burns의 청정에너지 담당 부사장은 "거의 백투베이스 설정과 같다. 하나의 큰 역을 건설하고 한 곳에서 열차에 연료를 공급하므로 여러 연료 공급 장소 건설 필요는없다"라며 "유럽에서 가장 큰 주유소임에도 합리적 시간 내에 열차에 수소 연료 공급하고 연달아 연료 공급할 수 있도록 현장을 확보해 수소 주유 사이에 기다릴 필요가 없었다. 우리는 이것을 앞으로 유사한 교외 철도 네트워크의 좋은 모델로 보고 있다"고 로이터에 말했다.

부사장은 이어 "미국에서는 (화물 열차) 여러 개의 엔진을 가지고 있는 경향이 있기 때문에 장거리를 이동하고 50대에서 100대의 철도 차량 운반하려면 충분한 수소 탑재하기에 수소 수요 측면에서 규모가 훨씬 더 커질 것"이라며 "우리는 이에 대한 잠재적 해결책을 찾고 있으며 예를 들어 기체가 아닌 액체 수소를 선상에서 봐야 한다. 한 번에 5톤의 액체 수소를 배송할 트럭 한 대를 기반으로 액화 처리가 앞으로 유통 네트워크의 핵심이 될 것"이라고 밝혔다.

로이터는 “유럽에서는 많은 교외 통근 열차 네트워크가 디젤을 사용하므로 전기화보다 저렴한 옵션 인 수소로 전환하기에 좋은 후보가 될 것”으로 전망했다.

장거리 위주의 미국 디젤 화물 열차에 대해 로이터는 “액체 수소가 우주개발의 NASA에 의해 로켓 응용 분야의 연료로 수년 동안 사용되어 왔고 높은 에너지 밀도를 감안할 때 수요가 증가함에 따라 공급망을 최적화하는 데 사용할 수 있다”고 밝혔다.

일본 경제산업성은 지난해 11월 22일 미국 텍사스와 루이지애나에서 미국 기업과 물 전기분해로 수소를 생산해, 공장 배출 CO2와 생산된 수소를 결합한 메탄으로 합성 LNG를 만들어 일본으로 운송하는 프로젝트를 공개했다.

경제산업성 협의회가 처음 공개한 합성 LNG 프로젝트는 미쓰비시가 투자한 미국의 카메론LNG 프로젝트로  합성 메탄의 수소 생산을 액화 시설로 해상 LNG선을 이용해 일본으로 운송하는 수소 연료 사업이다. <일본, 미국서 ‘물로 수소 만들어 Co2결합 메탄 생산’ 합성LNG ‘가동’, 2022. 11. 23 참조>

미국의 경유(디젤) 소비는 4/5 이상이 트럭 운송 회사(67%)이고, 철도(6%), 해상 벙커(3%), 산업사용자(3%) 건설부문(4%) 비중이다.

세계 경유 소비의 절대적 비중을 차지하는 미국의 소비는 제조 및 화물 사이클의 가속 및 감속과 밀접한 관련이 있으며, 지난해 8월과 10월 사이의 3개월 동안 미국내 시장에 공급되는 경유의 양은 하루 평균 400만 배럴로 2021년 같은 기간과 대등하나 제조 활동 감소에 따라 경유 공급의 증가분이 2021년 2분기 이후 점진적으로 둔화되며 현재 정체 상태이고 향후 6개월 동안 제조 둔화가 심화되면 경유 소비가 감소할 가능성이 높다고 로이터가 밝혔다.

국토부는 지난해 12월 27일 수소연료전지와 2차전지 기반의 하이브리드 동력시스템(1.2㎿)에 의한 수소전기열차 시험 성공을 밝혔다.

국토부는 수소전기열차 개발에 2018년부터 5년간 사업비 257억원(정부 220억원)이 투입됐고, 수소충전에 필요한 충전시설에 대해 ‘철도차량 전용 수소충전소 구축 방안 및 기술기준(안)’을 향후 마련하겠다고 밝혔다.