- 유인 시험 주행 최초 성공, 2030년 상용화 목표 -

- 하이퍼루프 개발국 경쟁 양상 치열해질 전망 -

비행기보다 빠른 미래 교통수단 하이퍼루프(Hyperloop)가 최근 미국에서 최초로 유인 주행 테스트에 성공하며 재조명 받고있다. 지난 8일 미국 네바다주 데브루프 시험장에서 버진 하이퍼루프 원(Virgin Hyperloop one·VHO)사가 처음으로 진행한 이 테스트에서 자사 임원 2명을 태운 하이퍼루프 XP-2는 500미터 트랙을 시속 172km로 완주하는데 성공했다. XP-2 발사 직후 시속 172km에 도달하는데 걸린 시간은 6.25초에 불과하다. 하이퍼루프의 최종 목표인 이동 속도 시속 1223km보다는 낮은 속도로 테스트가 진행됐지만 유인 주행의 가장 큰 걸림돌이었던 안전성을 일부 검증한 셈이다. 이번 유인 주행 테스트 성공에 따라 하이퍼루프를 개발 중인 각국의 경쟁 양상은 더욱 치열해질 전망이다. VHO는 이번 유인주행 성공에 탄력을 받아 2025년까지 안전성 검증 완료 후 2030년까지 하이퍼루프를 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 성공적으로 상용화가 될 경우 뉴욕~워싱턴DC 구간은 30분(차량 이동 5시간, 비행기 1시간), 샌프란시스코~LA(차량 이동 7시간, 비행 1시간) 구간은 35분 만에 주파가 가능하며, 이를 물류 배송에 우선 도입할 경우 물류 창고 비용 절감과 시간 단축으로 경제에 미치는 파급 효과가 클 전망이다.

유인 시험 주행에 참가 중인 버진 하이퍼루프 임원

자료: Virgin Hyperloop one 

하이퍼루프란?

2013년 8월 테슬라 CEO인 엘론 머스크가 스페이스X팀과 함께 처음 아이디어를 낸 기술이다. 테슬라가 기술 개념의 기초가 되는 알파 문서(링크 hyperloop_alpha.pdf)를 오픈 소스(open sourced) 형식으로 공개한 후 업계와 학계의 주목을 받으며 여러 회사들의 활발한 참여와 기술 개발이 진행되고 있다. 하이퍼루프의 기본 개념은 완전히 밀폐된 터널식의 진공 튜브(Vaccum Tube) 안에서 팟(Pod)으로 불리우는 캡슐 형태의 고속 열차를 발사해 사람이나 물품을 실어 나르는 시스템이다. 팟 발사 시 열차와 튜브 사이 고압의 공기를 이용한 공기베어링이 형성돼 열차를 공중에 띄우는 공기 부상 방식이다. 선로와 바퀴가 존재하지 않아 마찰력 발생을 제로화했다.

태양열을 이용한 하이퍼루프 조감도 

주: 테슬라가 ‘알파 문서’를 통해 공개했던 자료

자료: tesla.com

버진 하이퍼루프원이 공개한 미래 조감도

자료: Virgin Hyperloop one

미국의 하이퍼루프 개발 현황 및 기업들

미국을 대표하는 기차 앰트랙(Amtrak)은 노후하고 느리기로 유명하다. 하이퍼루프 개발에 미국 정부가 적극적일 수밖에 없는 이유다. 미국은 지난해 3월 미 교통부(U.S. Department of Transportation) 산하에 신교통기술위원회(The Non-Traditional and Emerging Transportation Technology Council)를 발족하고 하이퍼루프 등 초고속 운송수단을 포함해 차세대 교통수단이 될 수 있는 미래 교통수단에 대한 논의를 적극 추진하고 있다. 또한, 연방정부는 2017년 8월 뉴욕~워싱턴DC 간 하이퍼루프 노선계획을 테슬라 CEO 엘론 머스크가 이끄는 교통인프라 회사인 보링컴퍼니(The Boring Company)에 구두 승인함에 따라 각 지방정부들이 단계적으로 규제 허가를 추진하고 있다. 메릴랜드 주정부는 2017년 10월 뉴욕~워싱턴DC 노선 중 10마일 구간에 대한 굴착 허가를 발급했고 워싱턴DC도 2018년 2월 초기 터널 탐사에 대한 착수 허가를 했다. 

미국에서의 하이퍼루프 기술개발은 정부의 암묵적 정책 지원 하에 이미 미국이 보유하고 있는 항공우주기술을 바탕으로 버진 하이퍼루프원(VHO), 하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(Hyperloop Transportation Technologies·HTT), 보링컴퍼니(The Boring Company) 등 민간 기업 중심으로 활발히 진행되고 있다. 이 중 VHO의 경우, 지난 2년간 고용 인원을 300명까지 늘리고 4억 달러 투자유치를 따내고 이번 유인 주행에도 성공하는 등 가장 공격적으로 상용화를 위해 박차를 가하고 있다. VHO는 네바다 주 외에 웨스트 버지니아의 부지에도 6마일의 테스트용 트랙과 인증 센터를 건립 예정이다. 오하이오주 콜럼버스의 정부 기관인 '중부-오하이오 지역계획위원회(Mid-Ohio Regional Planning Commission)'는 2017년 하이퍼루프 원 글로벌 대회에서 수상 후 VHO와 중서부 노선 구축을 위해 준비 중이다. 이 밖에 VHO의 원조 회사인 하이퍼루프원 공동창업자 출신 브로건 뱀브로건이 2016년 설립한 아리보(Arrivo)도 콜로라도주 덴버 지역에 하이퍼루프 프로젝트를 추진하고 있다. 이밖에 미국 이외의 기업으로는 토론토를 기반으로 한 트랜스팟(TransPod), 할트하이퍼루프(Hardt Hyperloop), 젤레로스(Zeleros), DGW하이퍼루프(DGW Hyperloop) 등이 있다.

미국의 하이퍼루프 개발 주요 기업

자료: VHO, HTT 등 각 사 웹사이트

하이퍼루프 장단점은?

하이퍼루프는 비행기보다 빠르고 선로가 없어 탈선의 우려에서 안전하며 철도 건설비보다 저렴한 루프 건설비용, 낮은 운송비, 날씨나 지진 등의 영향을 받지 않는다는 점 등이 가장 큰 장점으로 꼽히고 있다. 반면, 단점으로는 튜브가 밀폐돼 있고 무인주행이라는 점에서 승객을 실어나르는 과정에서 사고 발생 시 대처가 원활하지 않을 가능성, 열차 한 량에 탑승 또는 탑재 가능한 무게의 한계 등이 제기돼 왔다. 앞서 언급한, 중부~오하이오 지역계획위원회(Mid-Ohio Regional Planning Commission)는 도시 간 하이퍼루프 연결이 약 19억 달러의 차량과 트럭을 대체하고 탄소배출을 240만 톤까지 절감하며, 경제적 이득은 3000억 달러에 이를 것으로 예측하고 있다.

하이퍼루프와 주요 운송 수단의 비교

자료: 한국철도기술연구원

운송 수단별 장단점

자료: U.S Department of transportation, 한국융합연구정책센터

시사점

문명의 발달과 함께 끊임없이 진화해온 인류의 이동수단은 격변의 시기를 맞고 있다. 미국뿐만 아니라 캐나다, 중국, 인도, 아랍에미레이트UAE), 네덜란드, 프랑스, 러시아, 동유럽, 사우디아라비아, 폴란드, 스페인 등 세계 각국이 하이퍼루프를 개발 중이며 한국도 그 중 기술 면에서 앞서가고 있다. 한국 철도기술연구원 신교통혁신연구소에 따르면 현재 한국은 0.001기압의 아진공 튜브기술, 아음속 LSM 추진기술, 고온 초전도 전자석 기반 EDS 부상기술, 아음속 주행 안정화 기술 등에서 선진국과 동일한 수준 또는 일부 앞서가는 기술을 보유하고 있다. 아쉽게도 이러한 선진기술을 확보했지만 대형 테스트 트랙을 구축하지 못해 유인 주행 테스트는 시도하지 못했다.

신기술 분석업체인 럭스리서치(Lux Research)의 ‘하이퍼루프 실현을 위한 기술장벽 분석’ 보고서에 따르면 하이퍼루프 기술 성패는 유인 주행을 위한 테스트 트랙 구축 여부와 정부의 기능 및 지원에 있다. 미래 교통 분야에서 세계 기술을 선도해 시장을 선점하기 위해서는 정부 주도 하에 과감한 연구개발 투자는 물론, 미국 등 관련 기업들과 협력을 통해 기술 세계화를 시도해야 할 때이다.

이와 관련, 재미과학기술자협회(KSEA)의 브라이언 박 부회장(버지니아대 공학시스템 및 환경학과 교수)은 24일 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 “하이퍼루프는 실제로 비행기나 고속철도, 자동차 등에 비해 공해와 통행시간 절감 측면에서 월등한 우위에 있고 상당히 매력적인 미래 교통수단이 될 것으로 전망한다”며 “이번 유인 주행의 경우 상대적으로 낮은 속도에서 테스트를 진행했기 때문에 속도를 더 높였을 경우 사람이 느끼는 중력을 낮추는 방안이 해결돼야 한다”고 조언했다. 그는 이어 “급변하는 기술력에 따라 상용화가 머지 않았다고 생각하며 최고 속도에도 중력 체감에 문제가 없는 화물 운송 수단으로 더 빨리 활용될 것으로 본다”고 덧붙였다.

자료: Reuters, Virgin Hyperloop사 홈페이지, Tesla.com, Boring Company 홈페이지, KOTRA 디트로이트 무역관 보유 자료 종합