- 배터리 트레인의 시대: 일본을 중심으로 본 글로벌 철도 전동화 -

○ 일본 JR도카이가 개발한 N700S 신칸센이 상용화되면서 세계 최초로 배터리 자력 주행 기능을 갖춘 고속철이 되었다.

○ N700S 신칸센의 가장 큰 혁신은 차량 하부에 탑재된 리튬이온 배터리 시스템이다. 이 배터리는 도시바가 제조한 SCiB 리튬이온 배터리로, 종전의 N700A 타입 대비 전력 소비를 6% 절감한다. 차량 경량화와 모터 소형화가 동시에 이뤄지면서 객차 하부에 배터리를 안정적으로 장착할 수 있는 공간이 마련되었고, 이를 통해 고속철도 역사상 최초로 외부 전력 공급 없이도 주행할 수 있는 체계가 구축되었다.

○ 배터리 용량은 플러그인 하이브리드 자동차 3대 분량에 해당하며, 비상시에는 최고 시속 30km로 주행할 수 있다. 가장 긴 8km 터널과 1.4km 교량을 포함한 주요 노선 구간을 모두 자력으로 빠져나올 수 있도록 설계되어, 단순한 보조 장치가 아니라 열차 안전을 보장하는 핵심 기술로 자리 잡았다.

○ N700S의 배터리 시스템은 다양한 상황에서 중요한 역할을 한다. 정전이 발생하면 기존 신칸센은 견인용 디젤 기관차가 도착할 때까지 멈춰 있어야 했지만, N700S는 즉시 배터리 모드로 전환해 스스로 이동할 수 있다. 이로써 승객을 수 분 안에 안전 지점으로 대피시킬 수 있으며, 대규모 지연이나 운휴에 따른 사회적 비용도 줄일 수 있다.

○ 지진이나 태풍 같은 자연재해로 열차가 터널이나 교량에서 멈추는 경우에도 자력 주행이 가능하다. 최대 1,300명 이상이 탑승할 수 있는 대형 고속철 특성상 대규모 승객의 안전 확보에 결정적인 역할을 하며, 평상시에도 보조 전력원으로 활용돼 전력 공급이 불안정한 구간에서 안정적인 운행을 지원한다. 향후 운영 효율성 제고에도 기여할 것으로 기대된다.

○ 영국은 2028년부터 전기·디젤·배터리 세 가지 동력 방식을 모두 활용할 수 있는 3중 구동 열차를 도입할 예정이다. 총 9편성이 임대 방식으로 운영되며, 신규 차량은 기존 디젤 차량을 대체하고 비전철화 노선에서는 배터리 모드로 진입·출발이 가능하다. 이를 통해 배출가스를 30% 줄이고 소음을 저감할 수 있을 것으로 기대된다. 독일과 프랑스도 배터리 전동차 시험 운행을 확대하며 유럽 전역에서 친환경 전환 속도를 높이고 있다.

○ 미국에서는 스타트업 볼티파이(Voltify)가 철도 전동화를 가속화하기 위해 독창적인 ‘디젤 패리티(동일 단가)’ 전략을 제시했다. 이 모델은 철도 운영사가 기존에 지불하는 디젤 연료 단가와 동일한 수준인 kWh당 0.09달러만 부담하면 배터리 기반 전력을 공급받을 수 있도록 설계되었다. 이는 태양광과 배터리 가격의 급격한 하락, 그리고 미국 정부의 세제 혜택에 힘입은 것이다. 볼티파이는 2030년까지 북미 전역에 1,400개의 태양광 마이크로그리드를 설치해 철도 전동화를 지원하고, 잉여 전력 판매와 탄소배출권 거래를 통해 수익을 다각화할 계획이다.

○ 카자흐스탄 철도는 중국 CRRC로부터 디젤·리튬배터리 하이브리드 기관차 100대를 주문해 철도 현대화를 추진하고 있다. 첫 차량은 알마티 차량기지에서 검수를 마치고 운행 준비를 완료했으며, 기존 디젤 기관차 대비 연료 소비는 45% 줄고 소음은 80% 감소할 것으로 기대된다. 카자흐스탄은 향후 3년간 총 457대의 신형 기관차를 도입할 계획이며, 이 과정에서 현지 생산과 정비 인프라도 함께 구축된다. 이는 중앙아시아 철도 시장 현대화의 대표적 사례라 할 수 있다.

※ 사진 및 내용 출처 : NEWSIS,동아일보,마이니치신문,철도경제신문,임팩트온

https://news.mynavi.jp/article/20190125-n700s/

https://www.redaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=8516

https://www.newsis.com/view/?id=NISX20180104_0000194575&cID=10101&pID=10100#

https://mainichi.jp/english/articles/20180107/p2a/00m/0na/001000c

https://www.donga.com/news/Economy/article/all/20200708/101865371/1

https://www.redaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=11883

https://www.impacton.net/news/articleView.html?idxno=16212

https://www.redaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=12633