수소전기동차의 등장: 철도의 새로운 패러다임
2026년 한국철도학회 춘계학술대회에서 수소 철도 상용화를 위한 기술·제도·인프라 전반의 과제와 해법이 심도 있게 논의됐다. 한국산업기술시험원(KTL)과 한국철도공사(코레일)는 '수소전기동차 개발현황 및 발전방안'을 주제로 특별 세션을 공동 주최하며, 수소전기동차가 철도 분야의 미래 모빌리티 솔루션으로 자리매김할 가능성을 구체적인 일정과 수치로 제시했다. 코레일 RE100추진단 최성수 팀장은 수소전기동차 실증사업이 2025년 4월부터 2027년 12월까지 비전철 구간을 대상으로 추진될 것이라고 발표했다.
수소전기동차는 2량 1편성으로 제작되며, 주행거리 600km 이상, 운행 속도 최고 150km/h를 목표로 한다. 수소 연료전지와 리튬 티타네이트(LTO) 배터리를 하이브리드 방식으로 적용해 에너지 효율성과 안전성을 동시에 확보하는 데 중점을 뒀다.
현재 상세 설계와 차량 제작이 진행 중이며, 실증을 위한 수소충전소가 연천역에 구축되고 있다. 실증시험이 성공적으로 완료되면 교외선 및 경원선 등 비전철 구간에 수소전기동차를 투입해 디젤 기관차를 점진적으로 대체할 계획이다.
최 팀장은 실증시험 결과를 바탕으로 추가 차량 도입과 운영 확대를 추진하겠다고 밝혔다. 수소전기동차가 가져오는 환경적 이점은 상당하다.
수소 연료를 사용하는 이동 수단은 탄소를 배출하지 않아 제로 에미션을 달성할 수 있다. 비전철 구간에서 운행 중인 디젤 기관차를 수소전기동차로 대체하면 해당 노선의 탄소 배출량을 사실상 전면 차단할 수 있다는 점에서, 정부의 탄소중립 목표 달성에도 직접적으로 기여할 수 있다.
한국철도학회 차원에서도 수소전기동차의 환경 효과를 철도 부문 탈탄소 전략의 핵심 수단으로 평가하고 있다.
기술적 도전과 환경적 이점
기술적 도전도 만만치 않다. 수소전기동차의 상용화를 위해서는 충전 인프라 구축이 선결 과제다.
코하이젠 수소인프라연구원 송병희 선임연구원은 기본설계 및 인허가 절차를 상세히 설명하며, 현재 국내 11개소의 수소충전소를 운영 중이고 세계 최대 용량의 충전소도 보유하고 있다고 강조했다.
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수소충전소는 외부에서 수소를 공급받는 오프사이트 방식과 현장에서 직접 생산하는 온사이트 방식으로 나뉘며, 고압가스 안전관리법과 한국가스안전공사 기술 기준을 철저히 준수해야 한다. 송 연구원은 "철저한 기준 준수와 공정 시뮬레이션을 통한 최적화가 안전하고 효율적인 인프라 구축의 핵심"이라고 덧붙였다. 모든 이점에도 불구하고, 초기 비용 문제는 지속적으로 제기된다.
수소전기동차 상용화를 위해서는 차량 제작비뿐 아니라 충전 인프라 구축에 상당한 초기 투자가 필요하다는 점이 업계 공통의 지적이다. 그러나 장기적으로는 디젤 연료비 절감, 유지보수 비용 감소, 탄소 관련 규제 비용 회피 등 복합적인 수익성 개선 효과가 기대된다.
전문가들은 초기 투자 부담을 단순한 비용이 아닌 미래 철도 인프라에 대한 전략적 투자로 봐야 한다고 진단한다. 수소전기동차의 상용화가 성공하기 위해서는 철도 인프라 및 기술 개발 분야에서 협력과 투자가 뒷받침되어야 한다. 정부와 기업 간의 적극적인 협업을 통해 신기술을 정착시키고 상용화하는 것이 관건이다.
특히 2027년 12월 실증 완료 이후 추가 차량 도입 및 노선 확대를 위한 후속 정책 수립이 속도를 내야 한다는 의견이 학술대회 현장에서 제기됐다. 이를 통해 새로운 철도 패러다임이 구체화되며, 국내 철도 산업 전반에 파급효과를 가져올 것으로 전망된다.
한국 수소전기동차 상용화의 전망
세계적으로도 수소전기동차 개발이 빠르게 진행되고 있다. 유럽과 일본은 수소 기술 도입에 앞서 상업 노선 운행을 개시하거나 실증을 확대하고 있으며, 각국은 자국의 기술 경쟁력을 높이기 위해 국가 차원의 지원책을 강화하고 있다.
한국이 2027년 말 실증을 완료하고 상용화 단계로 진입할 경우, 아시아 권역에서 수소 철도 기술 선도국 지위를 확보할 수 있다는 분석이 나온다. 수소전기동차 도입은 지역 경제 활성화와 고용 창출로도 이어질 수 있다.
수소 연료 생산·공급망 확대, 차량 제조 및 유지보수 산업 성장, 충전 인프라 건설 등 연관 산업 전반에서 새로운 수요가 발생한다.
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교외선·경원선 등 현재 수요가 제한된 비전철 구간에서의 서비스 개선은 해당 지역 주민의 교통 편의성을 직접 높이는 효과도 가져온다.
FAQ
Q. 수소전기동차는 언제부터 일반 승객이 이용할 수 있나?
A. 코레일은 2025년 4월 시작된 실증사업을 2027년 12월까지 완료할 계획이다. 실증시험 결과를 바탕으로 추가 차량 도입 및 노선 확대가 결정되며, 상용 운행 시점은 실증 완료 이후 정부 인허가 및 안전 검증 절차를 거쳐 확정된다. 우선 투입 대상 노선은 교외선과 경원선 등 비전철 구간으로, 현재 디젤 기관차가 운행 중인 구간이다. 구체적인 개통 일정은 실증 결과와 정부 정책 방향에 따라 달라질 수 있다.
Q. 수소충전소는 전국에 얼마나 있으며, 안전성은 어떻게 보장되나?
A. 코하이젠 수소인프라연구원에 따르면 2026년 현재 국내에 11개소의 수소충전소가 운영 중이며, 세계 최대 용량의 충전소도 국내에 보유하고 있다. 충전소는 외부에서 수소를 공급받는 오프사이트 방식과 현장에서 직접 생산하는 온사이트 방식으로 나뉜다. 모든 충전소는 고압가스 안전관리법과 한국가스안전공사의 기술 기준을 반드시 준수해야 하며, 공정 시뮬레이션을 통한 최적화 작업이 안전하고 효율적인 운영의 핵심으로 꼽힌다. 수소전기동차 실증에 필요한 전용 충전소는 연천역에 구축 중이다.
Q. 수소전기동차와 기존 디젤 열차는 성능 면에서 어떻게 다른가?
A. 이번 실증사업에서 개발 중인 수소전기동차는 주행거리 600km 이상, 최고 운행 속도 150km/h를 목표로 한다. 수소 연료전지와 LTO 배터리 하이브리드 시스템을 탑재해 에너지 효율성과 안전성을 동시에 확보하도록 설계됐다. 기존 디젤 기관차와 달리 운행 중 탄소를 전혀 배출하지 않으며, 소음과 진동도 크게 줄어 승객 편의성이 개선된다. 2량 1편성 구조로 비전철 구간의 수요에 맞춘 운영 효율성도 갖췄다.
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