송전탑 건설 10년 vs 발전소 1년... “속도차 극복할 유일한 대안은 NWA 기술”

[산업일보]
“자동차를 탈 때는 급정거에 대비해 안전벨트를 매지만, 시속 300km로 달리는 KTX에서는 안전벨트를 매지 않습니다. 철도가 도로보다 훨씬 안정적인 주행 환경을 갖췄다는 방증입니다.”

17일 국회의원회관에서 열린 ‘재생에너지 철도운송 기술개발 방안 토론회’에서 정학근 한국에너지기술연구원 박사는 일각에서 제기하는 ‘배터리 열차 화재 우려’를 KTX 안전벨트에 빗대어 일축했다.

정 박사는 현재의 전력망 위기를 ‘시간의 미스매치’로 진단했다. 태양광 발전소 건설은 1년이면 가능하지만, 송전망 건설은 주민 수용성 문제 등으로 10년 이상 소요되는 현실을 지적한 것이다.

그는 “발전 설비와 송전 설비의 증설 속도 차이가 극심해진 상황에서 물리적인 전선 연결만 고집해서는 탄소중립 목표를 달성할 수 없다”며 “송전탑을 짓지 않고 전력을 공급하는 ‘비전선 대안(NWA·Non-Wire Alternative)’ 기술 발굴이 시급하다”고 설명했다.

이에 대한 해법으로 제시된 것이 철도망을 이용한 ‘에너지 트레인’이다. 미국 스타트업 ‘선트레인(SunTrain)’은 이미 관련 기술 실증을 마치고 상용화를 앞두고 있다. 정 박사는 “한국은 세계 최고 수준의 고밀도 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리 기술을 보유하고 있어 산업 경쟁력 확보에 유리하다”고 분석했다.

상용화의 최대 관건은 단연 ‘안전성’이다. 수백 톤의 리튬이온 배터리를 싣고 달리는 열차의 화재 위험성에 대해 정 박사는 ‘진동의 과학’을 들어 설명했다.

정 박사는 “자동차는 불규칙한 노면과 교통 상황으로 급가속·급제동이 빈번해 배터리에 물리적 스트레스를 주지만, 철도는 정해진 선로 위를 약속된 스케줄대로 운행하며 진동 패턴이 일정하다”고 밝혔다. 기술적으로 볼 때 전기차보다 철도 차량이 배터리 안정성 유지에 유리한 환경이라는 설명이다.

다만 그는 “화재 확산을 막기 위한 모듈형 차단 기술과 고밀도 패키징 기술 개발은 선행돼야 한다”고 덧붙였다.

철도망 활용에 따른 구체적인 송전 대체 효과도 제시됐다. 연구원 시뮬레이션에 따르면 5MWh급 배터리 컨테이너를 적재한 화물열차 30대를 운용할 경우, 현재 호남 지역의 태양광 접속 대기 물량인 약 1GW를 해소할 수 있다. 장기적으로 배터리 성능이 향상된 열차 100대를 투입할 경우, 그 효과는 송전선로 4.3GW를 건설한 것과 맞먹는다.

정 박사는 “이는 현재 한전이 추진 중인 서해안 초고압직류송전(HVDC) 용량(8GW)의 약 54%를 대체할 수 있는 규모”라며 “철도 운송이 국가 기간 전력망의 강력한 보완재가 될 수 있다”고 강조했다.

이어 “기술은 준비되었지만 제도가 미비하다”며 “고정형 설비에만 맞춰진 현행 전기사업법과 안전 기준을 ‘이동형 ESS’에 맞게 개선해야 한다”고 제언했다.