“우리나라는 무가선 저상트램의 핵심기술인 배터리기술이
다른 나라보다 앞서있어, 세계시장을 선도할 수 있는
가능성이 매우 높다.”
고압전기선 없이 배터리로 주행가능하고 이산화탄소 배출이 적은 트램(Tram, 노면전차)이 도심 속 친환경
교통수단으로 떠오르고 있다. 현재 세계 각국의 무가선 저상트램 기술개발은 걸음마 단계로, 우수한
배터리기술력을 보유한 우리나라에게는 시장을 선점할 수 있는 절호의 기회다. 본 연구를 통해 1회
충전시 35km 주행가능한 세계최대 용량의 배터리를 탑재하고 외부 전력공급 없이 운행할 수 있는 트램이
개발되었으며, 교통약자를 배려한 저상 대차기술과 매립형 궤도시스템 등 다수의 핵심기술이 확보됐다.
우리나라가 무가선 저상트램 해외시장에서 기술우위를 선점하고, 친환경 녹색도시의 대표모델이 될 날이
머지않아 보인다.
도심지 교통체증·대기오염 극복할
차세대 교통수단 트램
20세기 교통수단을 대표해온 자동차가 대기오염과 교통체증의 주범으로 지목되면서 프랑스, 홍콩, 호주 등
세계 각국은 차세대 교통수단으로 트램을 적극 도입하고 있다. 트램은 도시 미관과의 조화, 자동차 이용 억제,
교통약자에 대한 배려, 이산화탄소 절감 등 도시가 직면한 난제들을 해결할 친환경 교통수단으로 손꼽힌다.
특히, 건설·운영비가 지하철의 1/8, 고가경전철의 1/3수준으로 경제적이어서 재정자립도가 취약한 지자체
에서 도입하기에 알맞다. 현대식 무가선 저상트램은 기존의 경전철과 달리 별도의 전용주행로(고가·지하)와
역사건물을 갖추지 않아도 되므로 매우 경제적이다. 기존 도로에 레일을 설치하면 다른 차량과 동시에 운행
할 수 있고, 출퇴근시간에 맞춰 차량을 추가투입하는 탄력운행이 가능하므로 인구밀도가 높은 도시에 매우
적합하다.
최근 우리나라에서도 무가선 저상트램을 도입하려는 움직임이 본격화되고 있다. 위례신도시와 대전에 트램
설치가 가시화되고 있고, 수원 역시 트램 도입을 적극 추진하고 있다. 경량전철 세계시장(연1.4조, 연6% 성장)
에서 트램점유율은 80%로, 400여개 노선을 운행하고 있어 사업화 전망도 밝은 편이다. 현재 세계 무가선 저상
트램 기술은 연구초기 단계로 기술 선점도 가능한 상황이며, 특히 우리나라는 무가선 저상트램의 핵심기술인
배터리기술이 다른 나라보다 앞서있어, 세계시장을 선도할 수 있는 가능성이 매우 높다.
1회 충전시 35km 주행가능한
세계최대 고용량 배터리팩 개발
무가선 저상트램을 실용화하기 위해서는 넘어야할 산이 많다. 차량시스템의 신뢰성 증명은 물론, 도심지 운행에 필요한
인프라와 신호·운영기술을 확보해야 하며, 최장시간 달릴 수 있는 대용량배터리도 개발해야 한다. 이를 위해 연구단은
2012년 4월 각종 시험평가를 수행할 시제차량을 제작했으며, 같은 해 11월 한국철도시설공단 오송차량기지 내에 시험선을
구축했다. 시제차량은 노약자, 어린이, 휠체어 및 유모차 승객의 탑승편의를 위해 출입문 높이를 35cm이하로 제작했으며,
세계 최대용량(162kwh) 리튬폴리머 배터리를 탑재해 1회 충전 시 25km를 주행할 수 있다. 트램을 도입하려는 지자체의
요구로 2012년 여수 Expo, 2013년 수원 세계생태교통 홍보관에 전시돼 큰 호응을 얻었고 러시아 철도청을 비롯한 국·내외
기관에서 1,000여명이 방문해 시승을 마쳤다.
연구를 통해 개발된 저상 트램은 배터리를 주동력으로 무가선과 유가선 모두 사용가능한 하이브리드 방식으로 운행한
다. 배터리로 달리는 노면전차인만큼 대용량 에너지를 저장하는 핵심기술 확보가 중요해, 연구단은 배터리 성능향상을
위한 연구에 매진했다. 그 결과 2016년 배터리의 용량을 196kwh로 향상시켰으며, 1회 충전으로 35km 주행에 성공하면서
세계 최대 고용량 배터리 기록을 또 한 번 갱신했다.
대용량 배터리를 탑재한 시제차량은 2016년 말까지 총 6만Km 누적시험주행을 목표로 10월까지 5.5만km를 달성하였다.
연구단은 이 외에도 트램 인프라 실용화 기술개발을 통해 도심지 안전운전을 지원하는 통합연계 신호시스템 개발을 비롯
해 급속시공이 가능하고, 소음 및 진동을 저감할 수 있는 매립형궤도 등 도심지에서의 친환경적이고 효율적인 트램 운행
을 위한 핵심기술 등을 확보했다.
매립형 철도궤도시스템 핵심기술 보유로
기술경쟁력 갖춰
본 연구성과는 이미 가시화되고 있다. 국내 최초로 철도차량의 초저상 대차기술을 확보했으며, 차량정비·
주행안전 기술개발 등의 가이드라인을 마련해 무가선 저상트램을 안전한 대중교통으로 정착시키기 위한 준비를
마쳤다. 매립형 철도궤도시스템을 독자개발한 것도 큰 성과 중 하나다. 돌출된 철도궤도를 도로와 일체형으로
매립해 통행편의성을 제공하는 ‘연속패드(PURailstrip)’, ‘레일고정수지(Polycork)’의 핵심기술을 확보하여 향후
국내 트램노선의 건설이 국내기술로 가능하게 되었다. 이를 통해 45조원 규모로 성장하고 있는 국내 경량전철
시장의 수요에 적극 대응할 수 있게 된 것은 물론 신성장동력으로서의 가치를 인정받는 계기를 마련하게 됐다.
실제로 2014년 8월 국내 처음으로 트램 선진국인 터키와 유가선 저상트램 수주계약을 체결했으며, 독일의
지멘스, 프랑스 알스톰, 캐나다의 봄바디아가 장악하고 있는 세계 철도시장의 10위권에 당당히 진입하게 됐다.
도심지 안전운전을 위한 신호체계 및
법적 근거 마련
대중에게 생소한 트램이 대중교통수단으로 성공적으로 자리잡기 위해서는 도로주행 특성으로 우려되는 안전과
표정속도 확보가 절대적이다. 표정속도 향상을 위한 우선신호와 안전을 위한 도로교통연계 신호연동제어,
주행안전을 위한 안전운전지원을 구현한 트램신호시스템이 개발완료되었으며 오송시험선에서 ‘16년말 성능
검증이 완료된다. 트램이 도로를 주행하기 위해 트램과 관련된 도시철도법, 철도안전법, 도로교통법 개정안을
마련하였으며 담당 부처와의 협의를 통해 ’16년말 제도화를 기대하고 있고, ‘18년에 착공을 예정하고 있는
지자체의 트램 사업 추진을 위한 법적 제도도 마련될 예정이다.
무가선 저상트램의 실용화로 공사비 절감 및 경제성, 유지보수성 향상의 성과를 거뒀으며 도시 이미지 개선,
승객편의성 확보 등 운영효율성은 물론 대용량 2차전지 기술 등 관련산업의 활성화를 꾀할 수 있게 됐다. 본
연구성과는 국내외의 인정을 받아 ‘UIC(International Union of Railways) Innovation Awards 2014’ 수상, 2013년
한국기계기술단체총연합회가 선정한 ‘올해의 10대 기계기술’, 한국공학한림원이 선정한 ‘2020년 대한민국산업을
이끌 미래 100대 기술’, ‘2016년 국가연구개발 우수성과’로 뽑힌 바 있다.
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