수출전략형 기술 기반 구축 만전 해외 철도시장 확충 앞장

올 4천500억 예산 중 976억 규모 철도기술연구사업 지원
철도산업 세계시장 2023년 약 610조 규모 대폭 성장 기대

고속열차 실용화․저상 트램 터키 수출 이어 베트남 협의 등 등 ‘쾌거’
‘철도차량 표준모듈 개발’․‘BIM 기반 철도인프라 관리 표준기술 개발’ 등 추진

[국토일보 하종숙 기자] 실용화 중심 연구관리에 만전, 국민행복 실현에 앞장서고 있는 국토교통과학기술진흥원(원장 김병수/이하 국토진흥원)이 국내 철도기술 수준 제고 및 철도산업 육성을 위해 철도R&D사업 부문 역시 남다른 정성을 쏟고 있다.

올 4,500억원의 예산 중 21.6%인 975억8,900억원을 철도기술연구사업에 지원하고 있는 국토진흥원은 대내외적 환경 변화에 능동적으로 대응하기 위해 현재의 철도시스템보다 효율적·경제적이고 보다 안전한 첨단철도시스템의 개발을 위해 철도기술 전반에 대한 연구개발 및 실증 활동에 나서고 있다.

철도산업은 세계시장규모가 2014년 223조원에서 오는 2023년 약 610조원 규모로 대폭적인 성장이 기대되는 대표적인 국가 기간 주력산업이다. 갈수록 심화되고 있는 세계적인 도시화, 에너지위기 및 환경 문제 등으로 인해 교통 물류가 중요한 이슈가 되고 있는 현 상황에서 타 분야에 비해 공공, 복지측면의 기대효과가 높은 철도분야는 세계시장규모가 매년 2∼3%씩 성장하고 있는 유망한 산업분야이다.

우리나라의 경우 정부차원의 꾸준한 연구개발 지원을 통해 철도차량, 시설 및 운영 분야에서 괄목할만한 기술성장을 이루어냈고 세계 최고수준의 기술보유국 수준으로 기술수준을 높여 왔으나, 세계 시장에서 점유하고 있는 수준은 전체 시장규모의 2% 수준으로 매우 저조한 실정에 있다.

철도교통은 타 도로 교통수단 대비 탄소배출량이 1/35 수준인 친환경 교통수단으로, 인구증가, 산업화, 물류량 증가 등에 따라 갈수록 증가되는 에너지 소비에 대비하기 위해서라도 석유의존도가 낮고 에너지 효율이 높은 철도로의 전환이 필요하다.

또한 세계적으로 급격한 도시화가 진행중에 있고 특히 2025년 기준 전 세계 인구의 10.3%가 거대도시(인구 1,000만명 이상)에 거주할 것으로 예상됨에 따라 과밀화, 거대화 문제를 해결하기 위한 철도 교통망의 확대 구축은 불가피할 전망이다.

■사업목표 및 지원내용

국토진흥원에서 추진하는 철도기술연구사업은 ‘철도교통의 경쟁력, 안전성, 수송분담률 제고를 위한 세계 일류 철도 기술 확보’를 목표로 하고 있다.

기존 ‘미래 도시철도 기술개발사업’과 ‘미래 철도기술 개발사업’으로 분리, 추진되됐 본 사업은 지난 2013년 ‘철도기술연구사업’으로 통합, 올해 대내외 환경변화에 따라 사업 분야를 대폭 개편했다.

특히 금년 각계각층의 다양한 의견수렴 및 공감대를 형성해 ‘창조경제 실현을 위한 국토교통 R&D 중장기전략’을 수립, 철도차량 중심의 R&D한계를 극복하고 현 정부의 창조경제 패러다임에 부응해 실질적인 연구성과가 현장에 바로 적용되도록 함으로써, 수요자가 체감할 수 있는 수요자 중심의 철도 R&D로 전환한 것이 특징이다.

이를 위해 기존 추진분야를 ‘철도 수송력 향상 기술’, ‘철도 안전ㆍ편의 향상 기술’, ‘철도 건설․운영비 절감 기술’ 및 ‘철도 소재ㆍ부품ㆍ장치 고도화 기술’ 4개 중점 추진분야로 재설정, 실질적인 사업목표에 부합되는 사업내용이 적극 추진 중이다.

■ 최근 주요 성과

국토진흥원은 철도기술분야의 지속적이고 적극적인 연구개발 지원과 건설․운영 경험 등을 축적해 기술수입국에서 해외 진출을 적극 추진할 수 있는 수준까지 기술력을 향상시키는 등 국토교통부 철도정책 추진에 총력을 기울이고 있다.

국토진흥원은 지난해 5월 ‘400km/h급 고속철도인프라 시범적용 기술개발’ 과제를 통해 호남고속선 상행 및 하행 구간 400km/h급 고속철도 인프라 테스트베드를 구축, 400km/h급 고속열차의 운행시 선로구축물 및 차량주행 안정성을 확보할 수 있는 기반을 마련했다.

또한 지난해 7월 ‘도시형자기부상열차실용화사업’ 과제를 수행, 110km/h급 무인운전 도시형 자기부상열차의 영종도 시범노선(6.1km) 구축 및 영업 시운전을 통해 상용화의 기반을 마련하였으며, 현재 인천시 등 관계기관과 연내 개통을 위해 협의 중에 있다.

지난해 8월 ‘무가선 저상트램 시스템 개발연구’ 과제를 통해 국가 R&D로 개발된 철도차량 중 최초로 저상트램을 터키에 공급(5량 1편성으로 38편성, 계약금 약 837억원)하기로 수출계약을 체결했으며, 현재 베트남 ‘후에시’에 무가선 트램을 공급하는 것을 협의 중에 있는 등 해외시장 진출에 성과를 나타내고 있다.

지난해 12월에는 ‘430km/h 고속열차(HEMU-430X) 실용화 기술개발’ 과제를 통해 동력분산형 추진시스템이 적용된 고속열차를 개발해 국내 최고속도인 421.4km/h(세계 4위) 및 10만371km 주행실적을 달성, 실용화를 위한 기반을 마련했다.

이외에도 초고속 자기부상철도 부상 및 추진시스템 성능검증을 위한 테스트베드 구축(2014.6), 도시철도용 열차제어시스템 개발(2014.11), 차세대 첨단 도시철도시스템 기술개발을 통한 에너지저장시스템 해외 납품(2014.12, 중국 광저우 메트로, 4억8,900만원) 등 핵심적인 성과를 지속적으로 창출하고 있다.

■ 올 철도기술연구사업 신규과제 추진 현황

‘철도 수송력 향상 기술’ 분야 중 지난 3월 공고를 통해 과제가 착수된 ‘경전철용 무선급전시스템 적용기술개발’ 연구단 과제(한국철도기술연구원)는 기존 철도차량의 접촉식 전력공급시스템(전차선과 판토그래프 방식, 제3궤조 방식)이 가지고 있는 높은 건설비 및 유지보수 비용, 낮은 신뢰성 및 안전성 문제 등을 해결하고자 추진되는 과제로, 과제수행 중 1km이상의 테스트베드를 구축하고 있다.

이를 통해 개발된 무선급전 시스템의 성능 시험 및 평가를 수행함으로써 경전철 무선급전 시스템 외, 타 산업분야에 활용할 수 있도록 실용화 및 사업화를 동시에 추진할 계획이다.

무선급전 관련 세계시장은 연평균 57.46%씩 성장해 오는 2017년에는 71억6,100만달러 규모로 확대될 전망이며, 국내의 경우 전기버스용 무선급전시스템(OLEV) 개발에 이미 성공한 바 있어 이미 확보된 기초․원천기술을 기반으로 철도차량용 실용화 기술개발에 집중할 경우 세계 기술을 선도할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

개발에 소요되는 기간은 오는 2019년까지 총 4년을 계획하고 있으며, 최대 200억원 규모의 정부출연금을 지원할 예정이다.

또한 올 착수된 ‘철도 건설․운영비 절감 기술’ 분야 중 ‘철도차량 배선절감 기술개발’ 연구단 과제(한터기술)는 기존 철도차량의 전기선, 신호선, 통신선의 복잡한 배선 구성으로 오접촉·오배선에 의한 성능결함과 많은 비용과 시간이 요구되는 난해한 차량운영․유지보수 업무를 개선하기 위해 추진되는 사업이다.

세계 최고수준의 국내 IT 기술을 융합해 배선절감기술을 확보함으로써 철도차량의 경량화, 양산성 향상 등 고부가가치 기술을 확보하여 철도관련 산업체의 수출경쟁력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

현재 총 4개의 세부과제 중 1개의 세부과제가 선정됐으며, 내년 3월까지 예정된 2차년도 착수 전까지 나머지 3개의 세부과제를 공모·선정해 연구단을 구성할 예정으로 개발에 소요되는 기간은 오는 2019년까지 총 4년을 계획하고 있으며, 최대 70억원의 범위 내에서 정부출연금이 지원된다.

이와함께 현재 공고를 거쳐 선정 예정인 과제로 ‘철도 소재ㆍ부품ㆍ장치 고도화 기술’ 분야 ‘철도차량 부품호환 및 표준모듈 개발’ 연구단 과제와 ‘철도 건설ㆍ운영비 절감 기술’ 분야 ‘BIM 기반 철도인프라 관리 표준기술 개발’ 연구단 과제가 있으며, 공고 예정중인 과제로는 ‘철도 안전ㆍ편의 향상 기술’ 분야 ‘철도시스템 성능평가 시험장비 개발’ 연구단 과제가 있다.

이 중 지난 6월 최초 공고된 ‘철도차량 부품호환 및 표준모듈 개발’ 연구단 과제는 기존 철도차량 부품호환성 저하 문제를 해결함으로써 철도 운영기관의 유지보수 효율화와 철도 부품기업의 경쟁력 강화 및 해외시장 진출을 도모하기 위한 과제로 관심이 모아지고 있다.

총 5개로 구성된 연구단 세부과제 중 2개 세부과제를 우선 선정할 계획이며, 향후 나머지 세부과제를 공모 및 선정해 연구단을 구성할 예정이다.

이 과제는 철도 강소기업 육성을 위한 정부 R&D 지원정책에 따라 추진, 개발에 소요되는 기간은 오는 2020년까지 총 5년동안 최대 200억원의 범위 내에서 정부출연금이 지원된다.

‘BIM 기반 철도인프라 관리 표준기술 개발’ 연구단 과제는 30년 이상 경과된 노후시설물이 전체의 66% 이상을 차지하고 있는 국내 철도인프라에 대한 유지보수 비용이 대폭적으로 증가될 것이 예상됨에 따라 철도인프라 생애주기 기반 운영체계 및 시설표준을 구축함으로써 장기적으로 성능향상․비용절감․효율적 일정관리 등을 도모하기 위해 추진되는 과제이다.

건축 및 토목 등 타 분야에는 이미 BIM 도입에 따른 효과가 나타나고 있어 이를 철도분야에 새롭게 적용함으로써 국내 기술력 확보 및 해외 시장 경쟁력을 높이는데 일조할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

총 3개로 구성된 연구단 세부과제 중 2개 세부과제를 우선 선정하고 내년에 나머지 세부과제를 공모 및 선정해 연구단을 구성할 예정이며, 개발에 소요되는 기간은 오는 2019년까지 총 4년 동안 최대 100억원 규모가 투입된다.

공고 예정인 ‘철도시스템 성능평가 시험장비 개발’ 연구단 과제는 철도차량 및 용품에 대한 형식승인 제도 시행(’14.3)에 따라 새롭게 고시되는 기술기준 및 시험규격에 부합하는 필수 시험장비를 구축하기 위해 추진되는 과제이다.

최근 마련된 ‘시험장비 개발 R&D 추진방안’에 따라 철도안전법 형식승인제도의 원활한 시행을 위한 시험장비를 검토한 후 과제를 공고할 계획이며, 시험인증 인프라를 확충함으로써 세계 시험분석시장 점유율을 확대하고 시험장비의 공동 활용을 통해 연구인프라가 빈약한 국내 중소기업 및 대학의 기술개발을 지원할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

개발에 소요되는 기간은 오는 2020년까지 총 5년이며 최대 250억원이 지원될 예정이다.

■ 향후 추진계획

최근 정부는 ‘정부 R&D 혁신방안’을 수립, 성과와 질 중심의 R&D 추진을 위해 국토교통부 R&D사업 중 ‘장기 계속사업’으로 추진 중인 15개 사업에 대한 타당성검토 추진계획을 마련한 바 있다.

그동안 철도기술연구사업은 철도산업발전 기본계획 등 정부정책과 연계, 설정됐고 가시적인 연구성과 도출을 통해 정책목표 달성에 기여하고자 노력해 왔다.

향후 철도망의 지속적인 확충, 친환경 교통수단으로써 철도의 수송분담률 향상, 국민 안전 제고, 철도 제조업 육성 및 해외시장 진출 지원과 같은 철도산업에 대한 정부정책의 수립과 그에 따른 정책목표 달성을 위해 철도기술연구사업에 대한 지속적인 지원이 필요함에 따라 동 사업의 추진목적을 명확히 하고, 정부정책목표 실현 수단으로서 정책목표에 부합할 수 있는 사업으로 재정립할 예정이다.

이를 위해 기존 철도교통에 요구되는 ‘수송분담률 제고’, ‘안전한 수송’, ‘운영 및 편의 제고’라는 정책목표를 달성하기 위해 중점추진분야를 재정립하고 ‘철도 제조업 육성’은 중소기업 경쟁력 강화를 목적으로 새롭게 정비하는 방안에 무게중심을 두고 있다.

또한 장기적인 관점에서 지속적인 투자가 필요하고 개별 성과로 도출될 수 있는 사업 아이템을 지속적으로 발굴, 신규사업으로 추진하는 방안을 검토하고 있다.

국토진흥원 교통사업본부 박정순 본부장은 “철도산업은 대표적인 공공인프라 분야로 기술개발 비용이 많이 들고, 상용화 기간이 길어 정부주도로 추진돼야 하는 산업으로 국내의 높은 기술 수준에도 불구하고 해외 시장 점유율이 낮은 시스템적 문제 해결을 위해 정부의 지속적인 연구개발 지원이 필요하다”며 “국토진흥원은 앞으로도 철도기술연구사업에 만전, 국가 경쟁력 강화는 물론 해외시장 진출 확대, 양질의 일자리 창출 등으로 현 정부의 핵심 정책목표에 기여하는데 주력하겠다”고 강조했다.

특히 박 본부장은 “국내․외 철도 시장이 지속적으로 성장할 것으로 전망된다”며 “그동안 철도기술의 발전과 건설․운영 경험의 축적으로 국내 철도기술력이 크게 향상된 만큼 수출전략형 기술을 기반으로 해외시장 진출에 적극 나설 수 있도록 역량을 모으겠다”고 덧붙였다.

하종숙 기자 hjs@ikld.kr