전라북도 새만금에 하이퍼튜브의 테스트배드 연구센터를 구축하기 위해 3분기 예비타당성조사가 있었습니다. 결과는 탈락이었지만 사업비 등의 수정을 통해 연말까지 통과시킬 예정으로 국토부는 밝혔습니다. 9,600억에 달하는 비용이 들어가는 하이퍼튜브란 무엇인지 자세히 알아보겠습니다.
하이퍼튜브(Hyper-tube)란
항공기의 속도와 철도의 편리함의 결합된 미래 교통수단
하이퍼튜브란 영어로 Hyper Tube를 우리말로 발음한 것으로 튜브 안에서 시속 1,000km 이상으로 빠르게 달리는 미래 교통수단 중 하나입니다. 시속이 잘 나올 수 있는 이유는 바로 튜브 안의 진공상태에서 공기저항을 받지 않기 때문입니다. 30km 직선으로 뻗은 튜브가 설치돼야 최대 1,200km의 속도가 나오지만, 우리나라의 경우 산지 지형이 많아 30km 직선으로 곧게 뻗을 수 있는 지형적 제약으로 인해 국토부는 800km를 목표 속도로 정하고 있습니다.
처음 알려지기 시작한 것은 2013년에 테슬라의 창업주 일론 머스크가 하이퍼루프(Hyper-roop)를 제안하면서부터입니다. 하지만 이보다 앞선 2009년 우리나라의 한국철도기술연구원은 '하이퍼튜브라는 명칭으로 세계 최초로 연구에 돌입한 바 있습니다.
기술
- 아진공튜브
아진공이란 0.001기압 ~ 0.01기압에 해당하는 공기저항이 거의 존재하지 않는 진공상태를 뜻합니다. 한국건설기술연구원에서는 직경4m와 연장 10m의 초고밀도 콘크리트로 만들어진 아진공튜브를 만드는데 성공했습니다. 이 튜브 안에서 아진공상태(0.001기압~0.01기압)를 30분 넘게 유지하는 기술을 확보했습니다.
- 추진 및 부상 궤도
자기력을 활용해 열차가 뜨고 추진력을 얻어 출발할 수 있는 기술입니다. 목표속도로 운행될 경우 서울에서 부산까지 불과 20분밖에 걸리지 않는 미래 교통수단이 탄생하게 되는 것입니다.(현재 2시간 30분가량 걸리는 KTX 대비 2시간 10분 절약) 추진 기술은 차량의 전자석과 지상에 있는 전자석이 서로 밀고 당기는 힘으로 추진하게 됩니다. 이러한 전자석의 추진 속도의 제어는 궤도의 코일 극성을 1초당 최대 150번 변경하면서 추진력을 제어하는 기술입니다. 부상의 원리는 차량이 위아래 왼쪽 오른쪽으로 움직이면 궤도에 있는 코일에 이를 되돌리는 유도전류를 활용해 흡인력과 반발력을 사용해 균형을 유지하는 기술입니다.
- 차량
튜브 안이 아진공상태이기 때문에 열차의 기밀도를 유지하는 것도 중요합니다. 기밀성을 유지하지 못하면 객실 내에 있는 승객들은 이명감 등을 느낄 수 있기 때문입니다.
- 테스트베드 부지
첫 번째 하이퍼튜브의 테스트베드(Test Bed)가 될 무대는 전라북도 새만금으로 결정되었습니다. 12km의 직선 구간을 확보할 수 있으며, 국가가 소유한 땅으로 사업을 운영하기에 수월하다는 점이 선정에 주요한 이유로 꼽혔습니다. 또한 시험센터 구축시 발생할 수 있는 소음이나 분진 또는 시험운행에 따른 소음 등에 따른 주민들의 민원도 적을 것이라는게 전문가의 의견입니다. 더불어 새만금에서 생산되는 재생에너지(태양광, 풍력 등)는 하이퍼튜브의 3GW 친환경 동력으로 사용될 예정입니다. 정확한 위치는 새만금 농생명용지 1~3공구 부지입니다.
3GW란 발전설비 용량이 3,000MW인 것을 뜻합니다.
- 1,000,000kw(킬로와트) 1,000mw(메가와트) = 1gw(기가와트)
예비타당성조사 탈락
국토부에 따르면 예비타당성조사(예타)를 거쳐 2024년 사업 착수를 목표로 하고 있습니다. 하지만 예비타당성 조사부터 난항을 겪으며 하이퍼튜브에 대한 실효성 논란에 휩사이고 있습니다. 이번 예비타당성조사에서 탈락한 센터는 새만금에 위치할 '새만금 하이퍼튜브 시험센터'였습니다. 총 사업기간은 10년이며 9,600억원이 들어가는 사업이었지만 준비단계부터 막힌 것입니다.
이유는 사업비입니다. 9,600억이 아진공튜브 및 자기력 추진 기술 등 제반 기술에 쓰이는 것이 아니라, 대부분 기반시설을 구축하는데 드는 비용이었기 때문입니다. 이에 따라 사업을 추진 중인 국토부는 사업비를 조정해서 연말에 예비타당성조사에 다시 나설 계획이라고 밝혔습니다.
이번 예비타당성조사의 실패는 예전 인천 국제공항에 위치한 자기 부상 철도의 실패도 한몫했습니다. 현재 휴업상태인 인천의 자기부상철도는 경제성 확보 실패로 어려움을 겪고 있습니다. 다른 나라에 비해 한발 빠른 기술개발로 일찍 상용화하는데는 성공했지만 경제성 확보까지는 미처 달성하지 못한 것입니다. 이러한 이유로 새만금 하이퍼튜브에도 경제성 잣대가 들이밀어진 것으로 보입니다.
해외사례
하이퍼튜브에 관심을 가지고 연구개발하고 있는 나라는 미국과 일본입니다. 미국에서는 영국계 회사인 버진그룹이 버진하이퍼루프라는 이름으로 2017년에 387km 무인주행에 성공했습니다. 또한 2020년에는 사람을 태우고 172km의 주행을 하기도 했습니다. 또한 하이퍼튜브 기술을 발전시키기 위해 국제대회와 시험 운행을 운영하고 있습니다.
일본은 도쿄에서 나고야에 이르는 구간을 시속 500km로 달라는 자기부상열차를 건립 중에 있습니다. 하지만 지금 말하고 있는 하이퍼튜브의 형태로 보기는 어렵습니다. 자기부상을 하긴 하지만, 아진공상태에서 공기저항 없이 운영하는 방법은 아니기 때문입니다.
참고포스팅
미래교통수단으로 다양한 연구와 개발이 진행되고 있습니다. 에어택시, 무궁화를 대체할 누리호 그리고 전기차의 대표기업 테슬라에서 출시하고 있는 사이버트럭과 관련한 아래 포스팅도 참고해주세요
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마치며
이상으로 우리나라가 앞선 기술력을 보유하고 있는 하이퍼튜브에 대해 알아보았습니다. 아진공튜브 및 자기부상 기술을 확보하고 있는 만큼 빠른 예비타당성 조사 성공 및 새만금 테스트베드의 성공을 기원해봅니다. 요약해보면 다음과 같습니다.
- 하이퍼튜브(Hyper-tube)는 아진공상태에서 1,000km 이상으로 달릴 수 있는 미래교통수단이다.
- 우리나라는 하이퍼튜브를 위한 기술을 선점하고 있다.
- 사업비 문제로 예비타당성 조사에서 한차례 고배를 마셨다.
- 해외에서는 미국과 일본이 하이퍼튜브 사업에 관심을 가지고 연구개발 중이다.
읽어주셔서 감사합니다.
더욱 유익한 포스팅으로 또 찾아오겠습니다.
by 독보적잡동사니
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