선(線) 없는 전기의 시대가 온다

전선이 없어도 전기는 흘렀다. 소음은 나지 않았다. 진동도 적었다. 한번 충전에 25km를 달렸다. 시내 최고 속력은 시속 70km. 매연도 없고 차체가 낮아 타고 내리기 편했다.

▲ 충청북도 청원군 오송읍 소재 한국철도시설공단 차량기지에서 시범운행중인 무가선(無架線) 저상트램(Tram·노면전철) /현대로템 제공

지난 13일 충청북도 청원군 오송읍 소재 한국철도시설공단 차량기지에서 무가선(無架線) 저상트램(노면전철)을 만났다. 트램(Tram)은 상식을 뛰어 넘는 운송 수단이다. 지하철과 버스의 중간 단계다. 홍콩, 유럽 등 다수 국가에서 운행중이다. 국내에서는 구한말 잠시 운행되다 고비용 탓에 자취를 감췄다.

최근 친환경·고효율 미래 운송수단으로 트램이 다시 주목받고 있다. 거추장스러운 전선이 필요없기 때문이다. 정부가 국책사업으로 추진하고 있다. 현대자동차그룹의 현대로템이 기술연구와 제품개발을 주도한다.

◆ 무선 열차, 무가선 트램 '쾌속 주행'

대도심 지하철은 중대형 전철이다. 트램은 신(新)교통시스템인 경량 전철이다. 자기부상열차, 모노레일, 고무차륜차량 등도 아우른다. 무가선 트램은 전선 없이 운행한다. 현대로템은 한국철도기술연구원(한철연)과 함께 '무가선 저상트램 시스템개발 연구단'을 구성하고 기술·제품 개발에 박차를 가하고 있다. LG화학, 갑을오토텍, 대원강업, 유진기공 등이 해당 프로젝트를 지원한다.

핵심 기술은 '무선(無線)'이다. 전선 없어도 열차가 달릴 수 있는 것이다. 현대로템은 하이브리드 차량을 개발중이다. 주동력은 DC 750V의 전기를 내는 리튬·이온 배터리다. 1회 충전으로 25km를 운행할 수 있다. 현대로템 관계자는 "이는 세계 최장 운행거리다. 전선 없이 배터리로 운행되므로 공해 방지와 도시 미관 측면에서 탁월하다"고 밝혔다.

▲ 무가선 저상트램이 상용화된 미래 도심의 모습. 한국철도기술연구원과 현대로템이 예상했다. /송병우 기자

기존 경전철은 고가(高架) 및 지하 전용궤도로 주행했다. 트램은 이런 궤도나 역사시설이 필요없다. 오송에서 만난 협력사(지엠테크) 직원은 "트램은 노면을 달리므로 장애인과 노약자의 접근성이 뛰어나다. 휠체어, 유모차의 승하차도 문제가 없다"고 설명했다. 실제 오송에서 시험 운행중인 무가선 저상트램은 특별한 역사 시설 없이 타고 내릴 수 있었다. 탑승구가 지면과 맞닿아 있기 때문이다. 조용하다는 것도 강점이다. 인천국제공항역의 트램 시범노선 옆에는 영화관이 있다.

정부는 오는 2015년 무가선 트램의 상용화할 계획이다. 국토부 관계자는 "트램 역사의 건설비는 km 당 230억원으로 지하철의 20%, 고가 경전철의 50%에 불과하다"고 말했다. 또 수원ㆍ창원 등에서 무가선 트램 도입을 검토중이다. 곽재호 한철연 무가선저상트램연구단장은 "트램은 배기가스 없는 친환경 교통수단으로 주변 상권 활성화도 꾀할 수 있다"며 "노면 운행과 무가선이라 공사기간이 짧고 건설비도 절감된다"고 덧붙였다.

▲ 트램의 내부. 일반 지하철과 저상버스의 중간 형태이다. /송병우 기자

◆ 또 하나의 산업혁명, 무선충전기술(OLEV)

전선 없이 전기가 흐르는 기술은 전기차 무선충전에도 적용된다. 세계경제포럼(WEF·다보스포럼)은 지난 2월 전기차 무선충전을 미래 10대 기술로 선정했다. 포럼 주최 측은 "무선 충전 기술은 미래 산업혁명의 중심이 될 수 있다"고 선정 이유를 밝혔다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기차 무선충전방식(OLEV)을 독자 개발했다. 현재 무선 충전은 스마트폰과 소형 가전제품에만 쓰인다. 이제 OLEV 기술 덕에 자동차 같은 무거운 제품에도 적용할 수 있다. 조동호 카이스트 교수는 "OLEV는 또 하나의 산업혁명"이라고 소개했다. 그는 "서남표 전 카이스트 총장이 2009년 신기술 개발을 제안했다. 기술적 구현 방법은 알아냈지만 안전성을 높이느라 상용화에 시간이 걸렸다"고 말했다. OLEV 기술은 전자파 안전 기준을 통과했다. 충전효율을 85%까지 끌어 올려 전기 인프라, 온라인 전기버스 인증문제 등도 해결됐다.

OLEV 기술의 상용화는 가속화하고 있다. 삼화전자공업(대표이사 오영주·송정권)은 지난달부터 경북 구미시 OLEV 사업에 참여해 페라이트코어를 공급한다. 페라이트코어는 고주파 자성재료로 전기선이 발산하는 자기력의 손실을 차단한다. 이 부품은 가전, 컴퓨터, 하이브리드카 등 의료·산업용 제품에 쓰이고 있다. 동원그룹도 OLEV를 미래전략 사업으로 정하고 관련 업체 '동원 OLEV'를 설립했다.

일본도 5년 내 전기자동차(EV)와 스마트폰을 선 없이 충전하는 기술을 상용화할 계획이라고 발표했다. 이 프로젝트에는 일본 미쓰비시중공업, 오므론, 가시마 등 22개사(社)와 13개 대학이 참가했다.

▲ LG전자 'G2' /조선DB

◆ LG·삼성·LS "우리도 전선 없앤다"

LS전선은 작년 최대 2m 거리까지 전선 없이 전력을 전송하는 '자기공명 무선충전 방식 시스템'을 독자 개발했다. 이 기술은 기존 IT기기·전동칫솔 등에 사용된 전자기 유도충전보다 진보된 수준으로 평가 받는다. LS전선은 TV와 방광다이오드(LED) 스탠드 등을 작동시켰다. 지금은 장거리에서도 전력을 보내는 기술 개발에 돌입했다. 김형원 LS전선 상무는 "스마트폰과 가정용 로봇 청소기 등 보급이 확산되면서 이 기술의 수요가 늘 것"이라며 "향후 아파트나 공공건물 등 빌트인(Built-in) 시장 공력에 주력할 계획"이라고 밝혔다.

스마트폰 무선충전 시대를 연 업체는 LG전자다. 옵티머스 롱텀에볼루션(LTE)2와 옵티머스G 프로에 무선충전 서비스를 제공한다. 최신작 G2에도 무선충전을 기본 탑재했다. 해외 모델인 넥서스4, 레볼루션까지 포함하면 총 5종의 무선충전 스마트폰 라인업을 갖춘 셈이다. 핵심 기술은 계열사 LG이노텍이 연구·개발한다.

삼성전자도 갤럭시S4에 자기유도방식의 무선충전 기술을 적용했다. 세계 스마트폰 시장 1위 업체의 주력 모델에 무선충전 기능이 적용되면서 관련 업계가 요동치고 있다. 전문가들은 주요 부품 값이 떨어지고 있어 조만간 3만원 대 무선충전기가 나올 것으로 보고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI) 관계자는 "무선충전 기술은 확보됐지만 자기장에 따른 인체 유해성과 주파수 대역 문제 등의 문제가 남아 있다"며 "이 부분이 해결되면 5년 내에는 스마트폰 시장에서 상용화가 가능할 것"이라고 전망했다.

▲ 삼성전자 '갤럭시 S4' /조선DB

 

                           송병우 기자 조선 : 2013.08.15