전 세계 두번째 빠른 고속열차 한국서 달린다 … 2031년 상용화 목표

전 세계에서 두 번째로 빠른 고속열차가 2031년부터 국내 철도 위를 달린다. 정부는 민간협력으로 최적 설계를 통해 상업 운행속도 370km/h 고속열차 핵심기술 개발을 완료했다.

국토교통부는 22일 국가연구개발사업(R&D)을 통해 개발한 설계 최고속도 407km/h급 차세대 고속열차 EMU-370을 내년 제작에 착수해 2030년부터 시험 운행을 추진한다고 밝혔다.

해외 주요국의 고속열차 상업 운행속도를 보면 중국 350km/h, 프랑스와 독일, 일본 등 다수의 국가가 320km/h에 머물러 있다. 다만 2027년 영업 예정인 중국의 CR450은 현재 상업 운행속도 400km/h로 시험 운행 중인 만큼 우리나라에서 2031년부터 세계에서 두 번째로 고속열차가 상용화될 예정이다.

이번 국가연구개발사업은 한국철도기술연구원을 주관기관으로 공공기관, 민간기업 등 7개 기관이 참여했다. 2022년 4월부터 2025년 12월까지 4년간 정부 출자금 180억원을 포함한 225억원이 투입됐다.

정부는 상업 운행속도 320km/h(설계 최고속도 352km/h)급 고속열차인 KTX-청룡(EMU-320)의 제작 기술을 기반으로 주행 성능과 안전성을 포함한 고속 운행 기술을 고도화해 상업 운행속도를 370km/h까지 향상시키는 것을 목표로 추진했다.

특히 350km/h 이상 운행 시 급격히 증가하는 △주행저항 △진동 △소음 등 기술적 문제를 해소하기 위해 총 6개 핵심기술을 개발했다.

우선 주요 부품의 소형·고밀화, 냉각 성능 제고, 절연 성능 향상 등 최적 설계로 560kW급 고효율 고속전동기를 개발해 KTX-청룡(380kW) 대비 47.4%의 출력을 향상시켰다.

주행저항 저감을 위해선 차량 전두부 형상을 매끄러운 설계하고, 차량 하부 대차에 커버 적용 및 옥상 에어컨 등 돌출부 최소화로 주행저항을 KTX-청룡 대비 10% 이상 줄였다.

주행안전성과 승차감을 개선하기 위해선 구동 대차의 공기스프링, 댐퍼(완충기) 등 현가장치 최적화 설계를 통해 횡방향 진동 가속도를 30% 이상 감소시키고, 유럽 기술표준(EN)에서 정한 최고 수준의 승차감 지수를 달성했다.

또 실제 구동 대차를 회전 롤러 위에 올려 실제 주행 상황과 유사한 조건으로 시험해 400km/h 이상에서 동적 안정성을 확인·검증했다.

실내소음 저감을 위해선 차체 압출재 구조 최적화 및 복합 차음재 적용으로 KTX-청룡 대비 2데시벨(dB) 저감시켰다. EMU-370(68~73dB)은 해외 고속차량(72~76dB)과 동등하거나 더 뛰어난 수준이다.

아울러 그간 수입에 의존했던 고속차량 출입문을 국산화하는데 성공했고, 철도 기술표준 선도국인 유럽보다 앞서 400km/h급 고속차량까지 적용 가능한 차체 설비, 주행·제동·추진 장치, 신호 장비 등에 대한 성능평가 및 안전검증 기준을 마련했다.

국토부는 이번 연구개발 성과가 조기에 상용화로 이어질 수 있도록 EMU-370 초도 차량 1~2편성(총 16량)을 2026년 상반기에 발주하고, 2030년 초부터 평택~오송 구간 등에서 시험 운행을 실시할 계획이다.

특히 전 세계적으로 350km/h급 이상 고속철도 시장 규모가 확대될 것으로 전망되는 만큼 우리나라가 기술 경쟁력 우위를 확보함으로써 해외수출 기반 마련에도 기여할 것으로 예상된다.

윤진환 국토부 철도국장은 "내년부터 400km/h급 3세대 고속열차 핵심기술 개발 등 앞으로 초고속 철도 기반을 앞당겨 세계 철도 기술 강국으로 도약할 수 있도록 정부 지원을 아끼지 않겠다"고 말했다.