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미래의 열차, '하이퍼 루프' 현실화되나
2017-07-28 원동호 미국 디트로이트무역관

- 공기·마찰 저항 문제 해결로 획기적인 속도 갖춰 -

- 기존 여객·운송 산업에 혁신적인 변화를 몰고 올 차세대 운송수단 -



 

개요

 

  타 국가 대비 열악한 미국의 여객용 철도 환경

    - 암트렉(Amtrak, 전미여객철도공사 운영)으로 대표되는 미국의 여객용 철도 환경은 타 선진국 대비 상당히 열악한 편임. 장거리는 여객용 항공기에, 단거리는 자동차에 밀려 1950년대 이후 전반적인 철도 인프라에 유의미한 수준의 개선이 없었음.

    - 일례로 미국의 여객 철도 산업은 동부의 주요 도시 워싱턴 D.C.-보스턴의 제한된 구간에서만 이용가능한 아셀라 익스프레스(최고 속도 시속 240km) 외에 고속철도를 보유하지 못함. 전 국토 내 주요 도시를 가로지르는 KTX, 신칸센, TGV, ICE 등을 보유한 타 선진국(한국·일본·프랑스·독일)에 비해 상당히 낙후 있는 편임.

 

2017년 현재 미국의 유일한 고속철도인 아셀라 익스프레스

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자료원: wikipedia.org

 

  하이퍼 루프(Hyperloop)?

    - 전기차 제조기업 테슬라 모터스와 스페이스 X 창업자 엘론 머스크가 열악한 미국의 여객용 철도산업 개선을 위해 2013년 처음으로 제안한 캡슐형 초고속 열차 사업임. 초기에는 비현실적으로 평가받았으나 점차 현실화되고 있음.

 

초고속 열차 하이퍼 루프의 예상도

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자료원: wikipedia.org

 

  하이퍼 루프의 원리

    - 완전히 밀폐된 터널(튜브)을 지상 위에 건설하고, 내부를 공기 저항이 거의 없는 낮은 기압상태로 만든 뒤 그 안에서 열차 1량을 발사하는 방식임.

    - 기존 열차의 특징이자 마찰력 발생의 원인이 되는 바퀴가 존재하지 않으며, 열차와 튜브 사이에는 고압의 공기를 이용한 공기베어링이 형성돼 열차를 공중에 띄움.

 

하이퍼 루프의 잠재성


  ㅇ 여객 항공기를 능가하는 경이로운 속도

    - 공중 부양 및 터널 내 진공·아진공 상태 유지를 통해 기존 열차가 가진 공기저항·마찰저항 문제를 대부분 해결. 이론상 시속 1200km 이상을 낼 수 있으며, 이는 장거리 운송에 널리 활용되는 여객 항공기(시속 약 800km)를 능가하는 속도임.

    - 하이퍼 루프가 도입될 시 미국의 주요 대도시인 LA와 샌프란시스코 간 600km 거리를 단 35분 만에, 한국의 경우 서울과 부산과의 거리를 단 16분 만에, 주파할 수 있을 것으로 전망

 

   신재생 에너지 활용을 통한 친환경성

    - 열차 추진에 사용되는 외부 모터는 터널 지붕에 설치한 태양광 패널로 충전이 됨. (태양광 발전) 신재생 에너지를 활용할 수 있으며, 화석연료를 사용하는 자동차나 항공기에 비해 높은 친환경성을 보유하고 있음.

 

  항공기에 비해 높은 도시 접근성

    - 일반적으로 도심에서 상당히 떨어져 있는 비행장을 통해야 하는 항공기에 비해, 열차 특성상 도심에 진입하기 쉬워 접근성·편의성 면에서 상대적으로 뛰어남.

 

   탈선의 우려가 없음.

    - 가끔씩 선로를 이탈 승객에게 피해가 발생하는 기존 열차와 달리, 폐쇄된 공간인 튜브 안을 운행하기 때문에 탈선의 위험이 없어 안전성이 높음.

 

최근 약 1년간 미국 내 하이퍼 루프 개발 현황

 

  20165월, 추진력 테스트 통과

 

추진력 테스트를 통과한 하이퍼 루프 실험체

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자료원: CBC News

 

    - 하이퍼 루프용 소규모 테스트 코스가 미 서부 라스베가스 시 인근에 첫 설치됐음. 2016 5 0.5마일짜리 시험 선로에서 불과 2초 만에 187km의 속도를 내는데 성공(추진력 테스트 통과)한 것으로 알려짐.

 

  ㅇ 2016년 하반기, 첫 풀스케일 테스트 트렉 건설

    - 2016년 하반기까지 추가적으로 라스베가스 시 인근에 10만5000square ft 규모의 첫 하이퍼 루프 생산시설이 확보됐음. 인근 도시인 네바다 주 Apex시에 튜브를 포함한 풀 스케일의 테스트 트렉이 건설음.

 

네바다 주에 위치한 하이퍼 루프 전용 테스트 트렉

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자료원: Hyperloop One

 

   20175~7월, 하이퍼 루프 실험용 열차 프로토타입 공개 및 주행 실험 성공

    - 2017 5월 세계 최초의 풀 스케일의 하이퍼 루프 주행 테스트가 네바다 주에서 진행됨. 실험 결과는 성공적인 것으로 평가.

    - 추가적으로 하이퍼 루프 실험용 열차의 프로토타입이 2017 7월 대중에 처음으로 공개됨.

 

하이퍼 루프 열차의 프로토타입

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자료원: Hyperloop One

 

개선점·한계점

 

  높은 건설 비용으로 경제성 부족

    - 시범구간 건설에만 약 1억 달러( 1200억 원)가 소요되며, 전 구간 건설에는 최소 70억 달러( 8조 원)가 소요될 예정임. 개발 및 보급확대를 위해서는 막대한 재원 마련과 소요 비용을 최소화해야 할 필요가 존재

 

시사점 및 전망

 

  현 미국 내에서 하이퍼 루프 사업을 선도하는 기업은 캘리포니아 주에 위치한 Hyperloop One사로, 2014년 창립으며 2016년 하이퍼 루프 개발에 약 8000만 달러의 예산을 확보하는 등 개발 속도가 더욱 가속화되고 있음. 해당 회사는 2021년 하이퍼 루프 상용화를 목표로 하며, 최종적으로 미국 내 총 35개의 대도심 지역을 하이퍼 루프로 잇는 계획을 추진 중

 

  기존 고속열차인 KTX, 신칸센, TGV 및 여객용 항공기의 속도조차 훨씬 초월하는 하이퍼 루프가 현실화될 경우 미국뿐만 아니라 전 세계적으로 운송 산업에 혁신적인 수준의 변화가 일어날 것으로 예상됨 .

 

  현재 미국 내에서 Hyperloop One사가 추진하고 있는 것과 유사한 방식으로, 한국에서도 한국형 초고속 열차 사업이 진행되고 있음. 그러나 2026년 시험운행 목표로, 미국에 비해 상용화 목표 시점이 상당히 늦은 편임. 보다 적극적인 연구개발과 정부지원을 통해 해당 시장을 선점하기 위한 노력이 필수적이라고 할 수 있음.

 

 

자료원: Hyperloop-one.com, Wikipedia, Wired, CBC News, KOTRA 디트로이트 무역관 보유 자료 종합


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