<그림 2,7 재래식 철도차량과 미래 철도차량의 에너지 소비량>

<그림 2,8 유럽 철도의 에너지소비량과 속도의 추세>

< 그림 2.9 영국 그리드 전기의 탄소함유량 전망>

4) 중립적 가정하에서의 초고속열차와 재래식 열차의 비교

NLP 정책적 상황 하에서의 제안된 기준 노선에 대해 재래식 철도와 초고속 철도의 비교가 수행되었다. 중립적인 가정 하에서는 총 30년 수명주기 동안 발생되는 온실가스의 양은 초고속열차는 18.5 gCO2eq/pkm 이고 재래식 열차는 22.7 gCO2eq/pkm 이다. 만일 교통전환과 수요창출 효과가 감안된다면 이 수치는 각각 15.1 및 19.7gCO2eq/pkm로 낮아지게 된다. 따라서 교통전환 효과의 편익은 수요창출을 고려하는 부의 편익을 압도한다고 볼 수 있다. 버밍햄에서 글래스고우나 에딘버러행 검토 노선 모델이 워낙 승객수요가 낮기 때문에 이들보다 온실가스 배출 계수가 거의 두 배에 이른다.

5) 수용수준과 승객수에 대한 민감도 분석

∓20% 정도의 수용수준과 승객 수에 대한 민감도 수준은 재래식 철도와 초고속철도의 평균 수용수준이 거의 비슷해진 것으로서 초고속철도의 승객 수에 대한 직접적인 온실가스 배출량의 이점이 거의 사라진 것을 의미한다. 더욱이 재래식 철도의 하중이 초고속철도의 하중보다 4% 정도 작은 것을 감안하면 거의 동등한 결과라는 결론을 도출할 수 있다.

하지만 본 해석에서는 철도 기반시설에 기인한 지역적인 온실가스 배출에 영향을 미치는 전체 승객의 수가 매우 중요하다. 따라서 수용수준은 낮으며 운행횟수는 많아서 총 승객수가 높은 것이 수용수준이 높지만 운행횟수가 작아 총 승객수가 작은 것보다 훨씬 선호될 수 밖에 없다.

6) 전력발전의 탄소농도에 대한 민감도 분석

전력의 탈탄화율에 대한 민감도는 미래의 탈탄화 발전기술의 가정에 따라 총 온실가스 배출량의 30-40% 가량 영향을 미치며, 차량에 의한 직접적인 배출량에 60% 정도 영향을 미친다. 중립적인 가정에 따른 분석결과는 온실가스 배출량 범위가 2025과 2055년에 각각 초고속 철도의 경우 30.3gCO2eq/pkm 과 15.0gCO2eq/pkm 이며 재래식 열차의 경우 35.7gCO2eq/pkm 및 19.0gCO2eq/pkm 의 수치를 나타내는 것으로 분석되었다.

7) 내재된 온실가스 배출에 대한 민간도 분석

철도 기반시설의 철거 및 재활용 시 방출되는 온실가스의 비중이 최종 결과에 상당히 큰 영향을 주는 것으로 분석되는데 그 이유는 이러한 기반시설의 내재된 배출량의 비중이 전체 결과에 미치는 영향이 크게 되어 결국 시설의 재활용에 대한 설계개념을 가능한 한 새로운 시설의 건설로 대체하게 하는 역할을 하기 때문이다.

새로운 철도시설의 터널연장 비율 및 트랙의 형태도 역시 전체 해석 결과에 영향을 미치게 된다. 발라스트를 사용하지 않는 트랙의 경우 시공 중에 일반 재래식 트랙에 비해 대단히 많은 양의 온실가스를 방출하게 되나 운영 중에 감소되는 온실가스량에 대해서는 알려진 정보가 없다. 따라서 좀 더 자세한 유지보수 감소에 따른 온실가스 방출량 데이터가 분석된다면 향후 재래식 트랙에 비하여 우위를 점할 수 있을 것이다. 신설 철도의 터널 연장비율에 대한 민감도 결과는 가능하면 터널형식 보다 다른 대안형식을 검토하는 것이 필요하다는 것을 의미하고 있다.

<그림 2,11 전기철도 기반시설물의 내재된 온실가스 배출량 - 년간 환산치>

<그림 2,12 전기 철도시설 재료의 생산 및 폐기 시 발생되는 온실가스 비율>

8) 교통전환과 수요창출의 민감도 분석

NLP Business Case 의 정보 분석결과는 자동차나 항공기로부터 이동하는 교통전환을 통한 편익이 전체 해석결과를 통해 수요창출에 의한 부편익을 압도한다는 것을 확인하였다. 또한 교통전환 및 수요창출을 통한 순 편익증가가 재래식 철도 보다는 초고속철도에 훨씬 크게 발생한다는 결과를 나타내고 있다. 기존 재래식 철도의 향후 승객 수 및 서비스의 변화는 복잡한 양상을 보일 것이므로 기존 철도가 축소될 경우 어떤 영향을 미칠지는 추정하기가 불가능하다.

<그림 3,10 교통전환 및 수요창출로 인한 초고속철도와 재래철도의 민감도분석>

3. 결론 및 향후 과제에 대한 제안

전반적으로 본 보고서는 전기철도의 전체적인 에너지 소비량 및 온실가스 발생량에 영향을 주는 요소에 대한 분석과 이해를 제공하고 있다. 상세한 해석과 민감도 분석을 통해서 본 연구에서는 미래의 초고속 철도와 기본 재래식 철도의 성능비교에 영향을 미치는 주요 요인들에 대해서도 고찰하였다. 본 연구는 미래형 초고속 철도가 기존의 재래식 철도에 비하여 에너지 소비 와 온실가스 배출에 있어서 확실한 우위를 점한다는 것을 보여 주었다. 그리고 교통전환 및 수요창출을 통한 편익증가 요소를 감안하면 이 우위는 더욱 증가한다.

또한 탈탄발전 기술이 상용화될 가까운 미래의 새로운 철도건설로 인한 온실가스 배출에 대한 영향을 중요하게 검토해야 하며 이로 인해 철도시설 신설시 온실가스 발생저감을 위해 폐기 및 재활용 시 온실가스 발생이 최소화 될 수 있는 재료를 사용하는 것이 매우 중요하다는 점을 제시하였다. 본 보고서의 결과를 바탕으로 분석하면 초고속 철도를 건설하여 새로운 철도서비스를 제공하는 것은 장기적으로 온실가스 저감에 효과적 이지만 단기적으로는 이러한 건설로 인한 온실가스의 발생은 매우 심각하게 늘어난다는 것을 확인할 수 있다.

본 연구결과를 바탕으로 이러한 철도에 의한 환경영향을 최소화하기 위한 여러 방면에서의 향후 연구과제에 대해 다음과 같이 제안한다.

1) 환경에 영향을 미치는 다른 요소들에 대한 좀더 자세한 분석

본 보고서는 초고속 열차 도입 시 발생하는 환경측면에서의 영향에 대해 기초적인 분석만 수행하였다. 하지만 이러한 기초 연구가 진행된 후 좀 더 자세한 분석이 수행되면 관련된 분야에 대한 많은 유익한 결과를 도출할 수 있을 것이다. 현 단계에서 더 나아가 다른 요소에 의한 환경영향 분석 등이 추가 연구에 적합할 것이며 이는 대기오염 물질 방출, 소음 및 토지수용 등이 해당될 것으로 보인다.

2) 새로운 초고속 철도를 건설할 경우 환경오염을 최소화 하는 방안 연구

철도건설 시 발생하는 온실가스에 대한 분석결과는 이러한 시공 중 발생하는 환경오염에 대해 좀 더 자세한 연구가 필요함을 나타내고 있다. 본 보고서에서 기초자료가 제시되었으니 좀 더 자세한 생애주기 분석이 필요할 것이다. 저탄소 배출이 가능한 재료 등에 대한 소재로 새로운 초고속철도 신설 시 온실가스를 줄이기 위한 가능성에 대한 연구는 상당히 의미 있는 작업이 되리라 기대한다.

▣ 원문제목 : Comparing environmental impact of conventional and high speed rail