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1 발 간 등 록 번 호 11-B 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 Ministry of Land, Infrastructure, and Transport Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement

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3 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 CONTENTS 01. 개요 04 Ⅰ. 철도교통의 정의 및 범위 04 Ⅱ. 철도교통 연구의 필요성 국내외 주요 정책동향 08 Ⅰ. 미국 08 Ⅱ. EU 09 Ⅲ. 프랑스 13 Ⅳ. 영국 14 Ⅴ. 일본 15 Ⅵ. 중국 16 Ⅶ. 한국 철도차량 24 Ⅰ. 주요 선진국 동향 24 Ⅱ. 국내 동향 철도인프라 56 Ⅰ. 주요 선진국 동향 56 Ⅱ. 국내 동향 국내외 동향 요약 94 Ⅰ. 시장동향 94 Ⅱ. 정책동향 95 Ⅲ. 기술동향 주요이슈 및 시사점 참고문헌 100

4 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 01. 개요 Ⅰ. 철도교통의 정의 및 범위 철도교통은 일반적으로 궤도위에 동력장치를 갖춘 차량을 주행시켜 사람과 화물을 대량으로 수송하는 시스템을 의미 1) 전용용지에 토공, 교량, 터널 배수시설 등으로 구성되는 노반을 조성한 후에 레일, 침목, 도상 및 그 부속품으로 구성되는 궤도를 부설하고 그 위를 기계적, 전기적 또는 기타 동력으로 차량을 운행하여 일시에 대량의 여객과 화물을 수송하는 육상교통수단으로 정의 2) 동향조사 철도교통분야 최근 노면철도 모노레일, 부상식 철도 등 새로운 개념의 철도가 운용됨에 따라 철도교통의 정의도 일정한 가이드웨이에 따라 차량을 운전하여 여객이나 화물을 운반하는 것의 전부 와 같은 광의적 개념으로 확대 3) 철도교통기술분야는 철도교통분야를 구성하는 시스템 구성요소에 따라 철도차량, 철도시설, 철도운영 및 환경으로 구분 4) 철도차량 기술은 전용 궤도 위를 주행할 수 있는 차량의 설계, 제작, 시험평가, 유지관리를 위한 기술로 운행속도 및 운행방식, 운행지역에 따라 일반철도차량기술, 고속철도차량기술, 자기부상철도차량기술, 도시철도차량기술로 구분 - 일반철도차량 기술은 200Km/h 미만 최대 주행속도를 가지고 있으며, 도시철도를 제외한 차량의 설계, 제작, 시험평가, 유지관리를 위한 기술임 - 고속철도차량 기술은 200Km/h 이상의 최대 주행속도를 가지고 있으며, 단수 또는 다수의 동력장치를 가지는 차량의 설계, 제작, 시험평가, 유지관리를 위한 기술임 - 자기부상철도차량 기술은 자기력으로 레일에서 부상해서 바퀴를 사용하지 않고 차량을 추진시켜 달리는 열차의 설계, 제작, 시험평가, 유지관리를 위한 기술임 1) 알기쉬운 철도용어 해설집, 한국철도학회, ) 제 2판 철도공학개론, 최길대, 김선호 공저, 구미서관, ) 철도공학, 서사범, ) 제품시장을 기준으로 철도기술을 분류하는 것은 인프라, 시스템 기술 차량으로 철도기술을 구분한 SCI Verkehr 분류 기준을 참고하였음, The Worldwide Market For Railway Technology 2012, SCI Verkehr 04 국토교통부

5 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 - 도시철도차량 기술은 도시교통의 원활한 소통을 위하여 도시교통권역에서 운영하는 철도로서 (중량전철), 경량전철(AGT, 모노레일), 노면전차를 설계, 제작, 시험평가, 유지관리 하는 기술임 철도시설 기술은 철도의 선로, 역시설 및 철도운영을 위한 건축물을 설계, 시공, 유지관리하는 제반 기술로 철도시설을 구성하는 기술에 따라 철도노반 기술, 철도궤도 기술, 철도 교량/터널/역사 기술, 전철/전력 기술, 신호/통신 기술로 구분 - 철도노반 기술은 궤도를 지지하는 도상 및 노반에 대한 설계, 시공, 유지관리에 필요한 관련 기술임 - 철도궤도 기술은 철도하중을 지지하는 궤도구조, 궤도구성품, 궤도시스템, 철도선형과 궤도유지관리와 관련된 기술임 - 철도교량/터널/역사 기술은 궤도를 지지하거나 선로를 확보하기 위한 철도구조물의 설계, 시공, 유지관리에 필요한 관련 기술임 - 전철/전력 기술은 열차에 전기에너지를 공급하기 위하여 선로에 설치되는 전차선로, 급전, 배전 등 전력공급 설비, 역사 전력공급설비, 에너지 변환설비 등에 필요한 제반 기술임 - 신호/통신 기술은 철도의 특성에 적합한 각종 통신설비를 효율적으로 사용하여 열차의 운행 간격, 열차 진로, 운전 보안 및 정보화 설비를 취급하는 종합적인 열차 제어 및 철도 통신 시스템 엔지니어링 기술임 철도운영 및 환경 기술은 차량 시설물 운영을 최적화하고 운영 상의 이상 발생 시 경제적, 환경적 피해저감을 최소화하는 한편 최단 시간 내에 원래의 기능 회복 및 사후관리할 수 있도록 하기 위한 체계 절차 기술로, 철도운영 및 안전, 철도환경, 철도시스템 유지관리 기술로 구분 01. 개요 - 철도운영 및 안전 기술은 차량 시설물 여건을 고려하여 운영 유지보수의 계획 절차를 수립하고 운영 유지보수 현황 및 결과를 관리할 뿐만 아니라 사고 또는 재해 메커니즘을 규명하고, 피해를 저감시키거나 사고를 방지하기 위한 제반 체계 구현 기술임 - 철도환경 기술은 철도가 환경에 미치는 부하의 정량화 및 최소화를 위해 철도의 계획 건설 운영 단계에서 자원사용과 배분을 최적화하고 철도건설 운영으로 인한 환경오염을 복원하기 위해 요구되는 기술임 - 철도시스템 유지관리 기술은 철도교통시스템의 수명주기 비용 최소화 및 최적화와 경제성 및 안전성 향상을 위해 차량, 시설물, 운영시스템의 상태를 상시 모니터링하고 최적으로 유지관리하기 위한 기술임 국토교통과학기술진흥원 05

6 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 표 1 철도교통분야 중분류 기술분야 정의 및 범위 철도차량 전용 궤도 위를 주행할 수 있는 차량의 설계, 제작, 시험평가, 유지관리를 위한 기술 철도시설 철도운영 및 환경 철도의 선로, 역시설 및 철도운영을 위한 건축물을 설계, 시공, 유지관리하는 제반 기술 차량 시설물 운영을 최적화하고 운영 상의 이상 발생 시 경제적, 환경적 피해저감을 최소화하는 한편 최단 시간 내에 원래의 기능 회복 및 사후관리할 수 있도록 하기 위한 체계 절차 기술 Ⅱ. 철도교통 연구의 필요성 동향조사 철도교통분야 철도교통은 친환경 저에너지, 대량수송이 가능한 효율적 교통수단 확대를 추구하는 전 세계적 교통정책 방향성에 부합하는 교통수단으로 중요성이 커짐 철도교통은 온실가스 배출량이 적은 친환경 교통수단으로 각광 철도교통은 대량수송이 가능한 교통수단으로 도시화에 따른 지역간 이동, 글로벌화에 따른 인접 국가간 이동 교통수단으로 활용성이 높음 - 고밀도시화에 따라 도시간 이동 및 대도시 내 대규모 승객 수송이 가능한 철도교통 보급이 확대될 것으로 전망 - 유라시아 이니셔티브 등 글로벌화가 진전됨에 따라 국가간 경제활동 교류는 더욱 활발해 지며, 경제활동을 지원하는 기초 인프라로 효과적인 수송시스템이 요구 유라시아 이니셔티브와 함께 한국과 중국을 해저터널로 연결하는 철도사업이 검토 철도교통기술은 속도향상, 에너지 소비절감을 목적으로 첨단 과학기술과 융복합기술 적용이 확대 중국과 미국 등은 후발주자이지만 매우 광범위한 고속열차 시스템 운영계획을 수립하고 있으며 더 빠른 철도시스템을 개발하기 위하여 자기부상 열차시스템 개발에 노력 - 자기부상시스템 최고속도는 독일의 트랜스래피드(Transrapid)로 최고속도가 500km/h수준이며, 중국에 설치 운행 중으로 운행 최고속도는 430km/h임 - 중국은 600km/h로 진공의 튜브속을 달리는 열차(ET3) 시스템 기술을 개발 중 06 국토교통부

7 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 승객과 화물의 이동에 필요한 에너지 소비를 최소화하기 위한 경량신소재의 철도차량 적용을 위한 연구 진행 - 복합재 및 첨단 경량 신소재를 활용한 초경량 철도교통시스템이 개발되고 친환경 소재를 활용한 고효율 대용량 연료전지 기술이 개발되어 미래형 철도 등에 활용될 것으로 예측 - 20년까지 철도에너지를 10%이상 절감시키고자 하는 ORISIS 등을 추진하였으며, 그 결과로 최근 철도차량 에너지소비량 산정기준도 마련 - 일본은 00년부터 연료전지의 철도적용에 대한 지속적인 연구를 수행하여 06년 고체분자형 100kW급 연료전지 시험차량을 개발한 바 있으며, 중국은 13년 1월 150kW급 수소연료전지 기관차의 운행에 성공한 바 있음 - 향후 철도분야에서도 수소 등 대체연료를 활용한 연료전지 시스템과 철도시스템수소의 생산, 저장 공급할 수 있는 스테이션 기술이 개발될 것으로 예측 해외 철도교통시장에서 기술력에 기반한 주요 선진국의 시장 장악이 공고한 가운데 중국이 새로운 강자로 대두되는 등 경쟁이 심화 전세계 주요 철도차량, 궤도/노반, 전철/전력, 신호/통신분야 시장은 독일의 Siemens, 프랑스의 Alstom 등의 선진기업들 점유비중이 매우 높음 01. 개요 중국은 정부 주도로 대규모 철도 인프라를 구축하는 한편, 자국 기업의 기술력을 선진국 수준까지 제고하기 위한 정책을 적극적으로 추진 중국은 자금력을 앞세워 동유럽 및 동남아, 아프리카, 중남미 지역에 철도시스템 수출 해외철도 시장 진출확대를 위해 시장 수요에 적합한 기술개발 지속 추진 필요 국내에서는 독자적으로 고속철도 차량 모델, 바이모달 트램 등 핵심철도기술 개발과 해외진출 확대를 위한 정책적 지원을 지속적으로 추진 국내 철도산업의 해외진출 미흡원인으로 현지화 역량 및 최적화된 해외 수요 대응 역량 미흡이 지적 철도 선진국의 기술력과 중국의 자금력 및 가격경쟁력을 극복하고, 지속적으로 수요가 발생하는 철도시장 진출을 위해서는 안전하고 비용이 저렴한 철도시스템 개발을 위한 연구가 필요 국토교통과학기술진흥원 07

8 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 02. 국내외 주요 정책동향 Ⅰ. 미국 연방철도청(FRA)은 PRIIA, ARRA 등에 근거하여 제1차 장기 국가철도계획(2010~2035)을 수립하였으며, 주요 내용은 대도시간 연결, 도심구간 열차속도 향상, 철도와 타 교통수단 연계추진 등임 5) 08년 여객철도 투자 및 개선에 관한 법령(PRIIA: Passenger Rail Investment and Improvement Act)을 제정하여 미국여객철도공사(Amtrak)의 장거리 노선과 Northeast Corridor (NEC) 노선, 고속철도 개발을 통한 지역간 여객철도 구축 활성화를 추진 6) 동향조사 철도교통분야 - PRIIA는 행정부가 공공철도 개발, 다목적 철도개발 및 고속열차 개발에 대해서 여객 및 화물철도 산업과 협력체계를 구축할 것을 명시하고 공공관점에서 지역 및 국가 교통정책목표 달성에 필요한 것임을 표명 - 고속철도 교통축 개발 등 새로운 지역간 여객 철도서비스 투자비 지원 프로그램을 추진 경기회복 및 재투자에 관한 법(ARRA)을 통해 고속철도 예산으로 80억 달러를 확보하였으며, 10년도 예산에서도 5년간 50억 달러의 예산 투입 연방철도청은 철도 인프라 구축 및 복구, 안전성 향상, 경제회복을 위한 교통수단 투자 프로그램을 진행 중 7) 철도의 인프라 구축 및 복구를 위한 프로그램으로 철도노선 재배치 및 개선, 철도 재건 및 보수 프로그램이 있음 - 철도노선 재배치 및 개선 프로그램은 철도노선 구축으로 인한 부작용을 완화하기 위한 프로그램으로 시행되었으며, 08~ 11년까지 9,000만 달러를 지원 - 철도 재건 및 보수(재난 지원) 프로그램(Railroad Rehabilitation & Repair (Disaster Assistance))을 통해 태풍 등 자연재해로 손상된 철도 인프라 복구 및 복원을 지원 철도 안전성 향상을 위한 프로그램으로 철도 안전 기술 그랜트 프로그램, 철도-도로 횡단 위험 저감 프로그램 등이 있음 5) Preliminary National Rail Plan, Federal Railroad Administration, ) Passenger Rail Investment and Improvement Act of 2008 (PRIIA), FRA, ) Federal Railroad Administration, 국토교통부

9 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 - 철도 안전기술 그랜트 프로그램은 철도안전향상법(Rail Safety Improvement Act of 2008)에 기반하고 있으며, 철도의 안전과 효율성 강화를 목적으로 함 - 철도-도로 교차주간 위험 저감 프로그램은 고속철도 코리도(corridors)에 위치하는 철도-도로 교차구간의 위험을 제거하기 위한 프로그램임 Ⅱ. EU EU는 범유럽교통망 건설을 위하여 CEF Transport 프로젝트를 운용 중이며, 30년까지 총 264억 유로를 투자할 계획 8) CEF(Connecting Europe Facility) 프로젝트는 TEN-T(Trans- European Transport Network)의 가이드라인에 기반한 범유럽 교통망 구축을 위하여 파이낸싱 프로젝트 설계를 목표로 추진 - 20년까지 예정된 TEN-T의 핵심 구축사업을 상호운용성 및 효율적인 교통시스템 구축 관점에서 지원하고자 함 CEF를 통해 추진되는 TEN-T의 주요 사업은 핵심 네트워크 구축, 에너지 효율성 및 안정성 확보, 인프라 접근성 및 교통수단의 통합관점에서 추진 - 핵심 네트워크 구축, 각 네트워크간 연계, 국가간 연계를 목적으로 철도인프라를 포함한 교통 인프라 구축 프로젝트 지원(Funding Objective 1) 02. 국내외 주요 정책동향 핵심네트워크 및 광역네트워크 구축 : Projects on the Core Network(5,500백만 유로), Projects on the Comprehensive Network(250백만 유로) 국가 간 철도 상호 운용성 확보 : Rail interoperability(50백만 유로) 철도운영상 통신시스템 호환성 및 제어시스템 구축 : ERTMS(200백만 유로) - 교통의 에너지 효율성 및 안정성 확보를 위한 기술 지원(Funding Objective 2) 전기, 수소, 바이오, 대체연료를 포함한 에너지 공급시스템과 전자화물 등 교통관련 기술개발 : innovation(160백 만 유로) 철도관련 안전 및 보안 인프라구축 : Safe and secure infrastructure(90백만 유로) - 인프라 접근성 및 교통수단의 통합, 상호연결 최적화향상을 위한 지원(Funding Objective 3) 복잡한 도로문제를 해결하기 위하여 철도와 타 교통수단 연계 지원 : Core Network Nodes(50백만 유로) 철도를 활용하여 CO2감소 유도 지원 : Multimodal logistics platforms(55백만 유로) 8) EU, TEN-T( 국토교통과학기술진흥원 09

10 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 유럽 철도연구 자문위원회(ERRAC 9) )는 유럽연합집행위원회(EC)가 채택한 포괄적 미래 교통시스템 공급전략을 달성하기 위해 Rail route 2050 계획을 수립 01년 발족한 유럽 철도연구 자문위원회는 유럽의 철도 연구개발 전략 수립 및 협력 연구를 주도 - 자문위원회는 유럽철도의 재생 및 경쟁력 제고를 위한 연구개발 및 혁신 활성화를 목표로 유럽 철도연구 총괄기구 역할을 수행하며, 철도인프라 관리자, 운영기관, 공공 및 민간연구소, 산업계 등 45인의 전문가로 구성 유럽 철도연구 자문위원회는 12년에 Rail Route 2050 을 발표하며 50년까지 화물수송 분담률과 승객 수송 분담률을 각각 22.2%, 15.3%로 높이기 위한 구체적인 목표를 제시 10) 표 2 유럽 철도의 승객 및 화물운송 부담률 동향조사 철도교통분야 연도 화물 승객 % 7.6% 2020-ERRAC SRRA 14.0% 11.0% % 15.3% 자료 : Rail Route 2050, ERRAC, 년까지 추구할 철도교통 기술 연구개발 주요 목표로 지속가능성, 환경친화성, 고속화, 지능화 등 방향성을 제시 14년 유럽 철도연구 자문위원회는 기존 전략적 철도 연구 아젠다 내용을 보완하고 혁신을 강조한 신규 전략적 철도 연구 아젠다(SRRIA 11) )를 통해 20년까지 연구계획을 제시 12) 유럽 철도연구 자문위원회는 02년 전략적 철도연구계획인 Strategic Rail Research Agenda, 2020 을 발표 - 중점연구영역은 상호운영, 정보기술 적용, 안전, 환경, 소재 및 생산방식의 혁신이며 주요 연구프로젝트로 부품 모듈화(MODTRAIN), 메트로 및 경전철(MODURBAN), 유럽상호운영체제(ERTMS), 도시철도 표준운영시스템(UGTMS), 화물운송 종합연구(OPERA) 등을 제시 9) The European Rail Research Advisory Council 10) Rail Route 2050, ERRAC, ) Strategic Rail Research Innovation Agenda 12) Strategic Rail Research Innovation Agenda, ERRAC, 국토교통부

11 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 14년 기존 SRRA를 보완한 SRRIA(Strategic Rail Research Innovation Agenda)를 발표하여 R&D 뿐만 아니라 혁신을 포함한 R&D&I(Innovation)를 강조 - 매력적 교통수단, 시스템적 접근, 자산(ASSET)의 효율적 활용 등 3대 주제를 제시 FP7의 후속 R&D프로그램인 Horizon2020에서는 녹색 및 스마트한 통합 교통 구현을 위해 철도분야의 에너지효율화, 스마트기술, 차세대차량 기술개발을 추진 13) Horizon2020은 FP7의 후속 R&D프로그램으로 운송부분의 에너지 효율화, 환경부담저감, 운송을 통한 중소기업 혁신 지원 등의 프로그램을 포함 운송부문의 에너지 효율화 기술개발의 세부영역으로 철도를 선정하고 3개 세부 방향을 제시 - 지능형인프라(Intelligent Infrastructure) : 철도운용 및 유지보수 비용 감소를 위하여 비용 효율화, 지능형 이동관리, 에너지관리 관련 연구가 진행 중 - 스마트 철도 서비스(Smart rail services) : 스마트 기술을 철도와 연계하여 다양한 여객서비스 및 효율적이고 이동성이 향상된 물류서비스 연구가 진행 중 - 새로운 철도차량(New generation of rail vehicles) : 열차의 수명, 용량, 환경을 고려한 장기적 관점에서의 철도차량 개발에 대한 연구가 진행 중 철도분야의 신기술 및 개선기술의 통합을 촉진하기 위한 다자간 대규모 통합 연구계획으로 Shift2Rail을 14년부터 운영 중 14) 02. 국내외 주요 정책동향 Shift2Rail은 13년 EU 집행위원회에 제안서가 제출되었으며, 14년 운영에 착수하였음 - Shift2Rail 운영을 위해 프로그램 15개의 주요 철도산업체 및 운영기관간 MOU가 체결됨 13) A Flagship Joint Technology Initiative in Horizon Work Programme , ECDC, ) SHIFT2RAIL STRATEGIC MASTER PLAN, 국토교통과학기술진흥원 11

12 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 그림 1 Shift2Rail MOU체결 산업체 및 기관 자료 : Shift2Rail 홈페이지( 동향조사 철도교통분야 Shift2Rail의 주요 혁신프로그램은 대용량 철도를 위한 에너지 및 고효율기술, 개선된 철도운영 및 신호제어 시스템, 비용 효율적인 고용량 인프라시설물, 매끄러운 여행을 위한 IT기술, 지속가능하고 매력적인 유럽 화물철도 기술 등 5개로 구성 다양한 철도시스템 및 관련 시스템의 통합의 관리를 위한 프로그램을 구축 그림 2 Shift2Rail 프로그램 체계도 자료 : Shift2Rail 홈페이지( 12 국토교통부

13 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 Ⅲ. 프랑스 14년 프랑스는 국가주도의 철도시스템 구축 및 인프라 개발을 위한 철도산업개혁 정책을 마련 15) 철도산업개혁정책은 철도의 공공성과 효율성을 제고하기 위한 국가주도 철도전략 계획임 구심점역할을 수행하는 철도산업 공동위원회를 구성하고 공공기관을 설립하여 국가 주도로 철도시스템 구축 및 인프라를 개발 철도시스템 구축 및 인프라 개발에 대해 국가가 투자를 강제할 수 있는 방안을 포함 그림 3 철도산업 공동위원회 구성 02. 국내외 주요 정책동향 프랑스는 교통분야 연구프로그램 PREDIT4( 08~ 13)에 이어 15년부터 새로운 PREDIT 프로그램을 수행할 예정 16) PREDIT는 지속가능 개발, 교통, 연구, 산업 관련 정부 부처산하기관인 ADEME, ANR, OSEO가 시행하는 국토교통분야의 연구, 실험, 혁신을 위한 자금 지원 프로그램임 - 공공-민간협력 촉진을 통해 경제사회적으로 보다 효과적이고 안전하며, 에너지 사용량을 절감하고, 친환경적 인간중심적인 교통시스템 개발을 목표로 함 PREDIT4( 08~ 13)는 08년부터 프랑스와 유럽 연구기관의 조직과 역할을 재편하는 데에 큰 성과를 보임 신규 PREDIT 프로그램은 3개 부처와 3개 기관의 합의로 확정됨 15) ARAF, ) PREDIT(Programme de Recherche Et D innovation dans les Transports Terrestres, 2015 국토교통과학기술진흥원 13

14 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement Ⅳ. 영국 영국은 철도서비스 품질과 운행 신뢰성 향상을 목표로 The Future of Rail 을 제시 17) 하고, 향후 30년간 이를 달성하기 위한 철도기술개발전략으로 Rail Technical Strategy 2012 를 발표 18) The Future of Rail 은 공공과 민간의 협력, 안전한 운행 보장을 위한 제도/기술 개선, 운행 신뢰성 향상을 위한 정보시스템 개선을 통해 철도서비스의 질과 운행의 신뢰성을 향상시키고자 함 Rail Technical Strategy 2012 는 향후 30년간 산업의 전략적 계획을 지원하고 기술개발의 이점 등을 정부에 제공하여 철도 산업의 기술개발 방향에 대한 지침 제공을 목표로 함 - 07년 Rail Technical Strategy를 발표하여 향후 10년간 기존시설을 최대로 활용할 수 있는 기술개발에 집중한 후, 20년간은 시스템을 전면 개선하는 기술 확보 추구 동향조사 철도교통분야 - 12년에 07년 Rail Technical Strategy를 개선한 2차의 RTS를 발표하였으며, 소비자(승객과 운송업자) 만족도 향상과 운송물량 증대를 통한 혁신적 비용절감을 위한 6가지 주제 중심의 기술개발 전략 수립 영국은 기술발전계획(HLOS : High Level Output Specification) 중 1단계 사업( 14~ 19)으로 약 1백억 파운드를 철도분야에 투입하여 안전, 신뢰성, 용량 개선을 위한 기술개발을 추진 19) 기술발전계획(HLOS)은 안전성에 중점을 두며 추가적으로 수송능력, 승객 만족, 지속가능한 재정 구축, 환경적 성과 등에 중점 - 5년간 3%의 안전성 개선을 목표로 설정 1단계 중 14~ 19년 동안 총 94억 파운드 규모의 예산을 철도 인프라 개선을 통한 안정성 강화에 투입 20) 17) Future Railway, ) Rail Technical Strategy 2012, Technical Strategy Advisory Group, ) The High Level Output Specification (HLOS) 2012: Railways Act 2005 statement, Department for Transport, ) Written statement to Parliament-Rail investment: High Level Output Specification announcement, Department for TransportandThe Rt Hon Justine Greening, 국토교통부

15 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 Ⅴ. 일본 일본은 14년 교통정책기본계획을 발표. 철도분야에서는 경량철도 보급확대, 공항 접근성 향상, 노후 차량 및 인프라 대응을 목표로 제시 21) 풍요로운 국민 생활에 기여하는 편리한 교통 실현을 위해 공유 민영 방식 상하분리 경영 도입, 역사의 개량, 도로 교통을 보완 대체하는 대중 교통으로 LRT와 BRT의 도입을 추진 성장과 번영의 기반이 되는 국제 지역간 교통 네트워크 구축을 위해 20년 도쿄 올림픽 장애인 올림픽 개최를 위한 공항과 철도의 접근성 향상, 신칸센의 정비, 리니어 중앙 신간선과 JR 도쿄와의 연계 정비, 궤간 가변 열차(프리 게이지 트레인)의 실용화 기술 개발을 추진 지속가능하고 안심 안전한 교통 기반 구축을 위해 철도 인프라와 차량 노후화에 대응하여 분야에서의 곡선 구간 속도제한 기능이 탑재된 자동 열차 정지 장치의 정비를 목표로 제시( 16년 6월까지 100% 달성) 일본의 제4기 과학기술기본계획(2001~2015)에서 철도네트워크 서비스 고도화 및 편의성 제고, 친환경성 향상 등과 관계된 기본방향을 발표 22) 이용하기 쉬운 질 높은 철도네트워크 구축을 위해 기존 간선철도의 고속화, 대도시권 철도의 통근 통학 시 혼잡 해소 등을 추진 02. 국내외 주요 정책동향 총 인구가 감소하고 있어 대폭의 수요증가는 예상되지 않은 상황에서 이용의 편리성과 서비스 향상에 주력 향후 철도정비시 기존 시설 개량을 통한 고도화와 질적인 향상을 도모하여 이용자의 요구에 대응한 철도네트워크를 구축 친환경적인 교통체계 구축을 추진 고령화와 복지중시형 사회로의 전환에 대응하여 교통약자의 이동 원활화를 위한 철도정비와 최소한의 투자로 큰 효과를 발휘할 수 있는 효율적 철도정비를 실시함 고속성 대량성 정시성과 같은 철도의 특성을 발휘할 수 있는 분야의 기술개발을 중점적으로 추진 일본의 철도관련 국가연구개발사업은 국토교통성을 중심으로 초고속철도와 자기부상 철도시스템 개발, 유지보수 비용 저감, 승객 편의성 증대를 위한 기술개발을 수행 중 23) 21) 交 通 政 策 基 本 計 画 小 委 員 会, 国 土 交 通 省, ) 第 4 期 科 学 技 術 基 本 計 画, 2011, 閣 議 決 定 23) 국토교통성, 2015 국토교통과학기술진흥원 15

16 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 환경보호와 철도 교통안전을 확보하는 기술투자에 집중하여 축전지를 탑재한 에너지 절약형 차량을 통한 에너지 절약 기술개발 추진 노령화 사회에 대응하여 노년층의 철도이용 장벽을 없애는 철도시스템 개발을 추진(저상 경전철 등) Ⅵ. 중국 중장기 철도망계획(2003~2020)을 통해 철도 기술수준을 선진국 수준으로 높이고 국산화를 강력하게 추진할 계획 24) 08년 조정된 중장기 철도망계획에서는 20년까지 12만km 이상의 철도 노선확층을 계획 동향조사 철도교통분야 - 복선화율 50% 이상, 전철화율 60% 이상을 실현하고 4종4횡 주요 간선철도의 건설과 객화분리에 기반한 운송수요의 합리적 배치, 주요 기술 수준 국제화 등을 추진 중장기 철도망계획의 추진방향을 지역간 균형발전, 운송수단별 균형발전, 주요 간선의 여객화물분리, 대형 경제지구 간의 연계 강화, 주요 도시간 고속철도망 구축, 여객과 화물의 원활한 통행, 용지 및 자원 이용의 효율화, 생태환경보호로 설정 중국은 20년 기준 인구 20만 이상 도시와 전국 행정구역의 95% 이상을 열결하는 철도 네트워크 구축을 추진 - 20년 고속철도 건설목표 달성을 위해 3,000억 달러의 투자를 통해, 철도 네트워크를 12년 109,000km에서 20년 120,700km로 연장할 계획 - 신규 여객 전용 고속철도 노선 건설을 계획 중이며, 중장기 철도네트워크 구축 계획에 따르면 20년 총 12,000km에 달하는 고속철도 노선을 확보할 계획 20년까지 약 5조 위안을 투입하여 8종 8횡 주간선을 강화하고, 4종 4횡 여객전용 고속철도 건설을 계획 - 여객 운송량 증가 수요를 충족시키기 위해 도시와 대도시 사이의 쾌속 여객 철도를 구축하고 4종 4횡 철도 쾌속 여객 운송로와 3대 도시 간 쾌속 철도 여객 운송 시스템을 계획 - 여객 운송 전용 선로를 1.6만Km 이상 증설하고, 객차 속도를 시속 200Km 이상 증가시켜 고속철도를 경제도약의 원동력으로 활용하고자 함 - 도심 내에서는 지하철과 경전철을 주요 이동 수단으로 추진 24) 중국 철도 발전에 따른 한중협력 및 대응방안, 대외경제정책연구원 한국교통연구원, 국토교통부

17 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 표 3 중장기철도망계획( 03 20)의 개요 8종8횡 (주간선) 4종4횡 (여객전용 고속철도) 구분 노선구간 연장(km) 남-북방향 동-서방향 남-북 방향 동-서방향 베이징~하얼빈 2,346 동-서방향 4,183 베이징~상하이 1,463 베이징~지우롱 2,475 베이징~광저우 2,294 다통~잔쟝 2,982 빠오터우~류저우 3,012 란저우~쿤밍 2,179 베이징~란저우 3,974 따릉~친황따오 1,467 창지~칭따오 1,913 상하이~충칭 2,200 난징~시안 1,028 상하이~쿤밍 2,699 렌웬강~시안~아라산코우 4,152 서남출해노선 1,249 베이징~상하이 1,300 베이징~선양~하얼빈~따렌 1,860 항저우~닝보~포조우~선젼 1,600 쉬조우~란조우~쩡조우 1,400 항조우~난창~창사 880 칭따오~시짜장~타이웬 770 난징~우한~충칭~청두 1, 국내외 주요 정책동향 중국은 11년 제12차 5개년 철도망계획을 통해 철도망 배치 합리화, 기술의 선진화 등 세부 계획과 주요 지표를 설정 제12차 5개년 철도망계획(2011~2015) 세부 계획으로 철도망 배치의 합리화, 기술장비의 선진화, 운수안전의 안정화, 혁신능력의 강화, 정보화 수준 제고, 운송능력 및 서비스 수준 제고, 경영효율과 수입 증가를 총괄 목표로 설정 25) 25) 중국 철도 발전에 따른 한중협력 및 대응방안, 대외경제정책연구원 한국교통연구원, 2013 국토교통과학기술진흥원 17

18 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement - 15년까지 쾌속철도망의 영업연장 4만Km 이상 구축을 목표로 지역간, 도시간 연계를 강화하고, 석탄 운송능력을 30억톤 이상으로 향상시키는 것을 목표로 추진 표 4 제12차 5개년 철도망계획의 주요 지표 지표 2010년 2015년 증가목표 증가율(%) 여객운송량(억명) 화물운송량(억톤) 여객운송거리(억명 Km) 8,762 16,000 7, 화물운송거리(억톤Km) 27,644 42,900 15, 철도영업연장(만Km) 쾌속철도(만Km) 복선화율(%) 전철화율(%) 동향조사 철도교통분야 자료 : 중국 철도 발전에 따른 한중협력 및 대응방안, 대외경제정책연구원 한국교통연구원, 2013 세계 최장의 고속철도망을 구축하면서 축적된 경쟁력을 바탕으로 고속철도 해외수출을 본격적으로 추진 26) 중국 총리는 최근 중국의 상품수출이 둔화되고 있는 상황에서 설비산업으로 수출의 활로를 개척해야 한다고 지적하면서 주요 산업으로 고속철도망 해외 수출을 추진 중국은 11년 터키에 처음으로 고속철도를 수출한 이후 지금까지 20개가 넘는 국가와 3조 위안(약 523조원) 규모의 철도차량 및 고속철도 수출 계약을 체결 - 14년 10월 중국 북차가 미국 보스턴에 지하철 차량 284대를 수출하기로 하였으며, 12월에 중국남차는 아르헨티나에 열차 2,000대를 수출하기로 계약을 체결 - 14년 11월 중국철도건설공사는 총 연장 1,402km 나이지리아 해안철도 사업권을 확보했는데, 계약금액은 807억 위안(약 14조원)으로 중국의 철도 해외수주 중 역대 최대 금액임 - 14년 7월 브라질 페루와 함께 남미대륙횡단철도 건설을 공동 추진키로 합의하였으며, 10월에는 러시아 모스크바와 카잔을 잇는 고속철도 건설에 합의 26) 중국의 고속철도 수출을 앞세운 해외진출 확대, 한국금융연구원, 국토교통부

19 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 Ⅶ. 한국 제2차 철도산업발전기본계획을 통해 철도 수송률 제고, 안전성 확보, 선진국 수준의 철도 기술력 강화, 핵심인력 양성 및 해외 시장으로의 진출을 추진 27) 전국 고속철도망 조기 구축을 위한 KTX 고속철도망 집중 투자 - 전국 주요거점을 통근가능 시간대로 연결하는 고속철도망 구축, 선로의 직선화 및 개량을 통한 기존선 고속화, 거점도시권 내의 30분대로 연결 고객지향적 서비스 제공 및 철도운영의 경쟁력 제고 - KTX 수혜지 확대와 연계환승체계 개선 및 지능형 서비스 제공을 통한 고객 지향적 서비스 제공과 수익 다원화 및 운송시장 경쟁환경 조성 사고 유형별 위험도 분석에 기반한 체계적 종합적 안전 관리 방안 수립 및 시행 - 안전인증체계와 안전관리 시스템 구축, 안전관리자의 교육 강화 및 안전시설 개량 글로벌 경쟁력을 갖춘 고급 철도인력 양성 및 선진국 수준의 철도기술 개발을 통한 해외철도 진출기반 강화 - 철도 제조업 육성 및 수출주도형 R&D 투자 확대를 통한 미래 선도 기술개발 촉진하고 산 학 연을 연계한 고급 철도 전문인력 양성체계 확립 02. 국내외 주요 정책동향 국내 교통/물류 인프라 구축 및 발전계획에서는 교통 부문의 사회경제적 비용 감축, 온실가스 배출량 저감 등을 목표로 철도망 건설 및 고속화기술 개발을 추진 제2차 철도망 구축계획( 11~ 20)에서는 현재의 철도 노선(3,378km)을 2020년까지 4,934km로 확충하는 목표 수립 제3차 중기교통시설투자계획( 11)에서는 녹색교통체계구축, 교통 SOC확충, 전국 고속철도망 건설을 추진 ECO GREEN 철도( 10~ 20)에서는 저탄소 녹색 철도를 구현하기 위하여 화석연료에 의존하는 철도 시스템을 대체할 수 있는 철도 수송 시스템 개발을 추진 28) 27) 제 2차 철도산업발전기본계획(2011~2015), 국토해양부, ) 한화건설 기술지 Vol.4, 2011 국토교통과학기술진흥원 19

20 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 국토교통부는 철도기술연구사업을 통해 현안 해결을 위한 철도의 수송력 향상, 안전 편의 향상, 건설 운영비 절감, 소재 부품 장치 고도화 기술을 확보하기 위한 계획을 수립 국토교통 R&D 시행계획에서는 23년까지의 경제적인 철도 개발과 철도산업을 신성장 동력으로 육성하기 위한 중장기의 연구개발 방향을 제시 표 5 철도기술연구사업의 중점분야와 세부 기술분야 투자 실적 및 계획 동향조사 철도교통분야 중점분야 철도 수송력 향상 기술 철도 안전 편의 향상 기술 철도 건설 운영비 절감 기술 철도 소재 부품 장치 고도화 기술 세부 기술분야 대용량 고속화 철도기술 ICT기반 고밀도 철도기술 신개념 철도 추진 제어 기술 철도사고 예방 대응 기술 철도 안전인증체계 지원 기술 여객 편의성 및 쾌적성 향상 기술 철도 운영 및 유지관리 기술 저비용 철도 인프라 건설기술 친환경 철도 기술 투자비용(백만원) 07~ 년 이후 547,707 50,688 40,214 66, ,613 21,712 24,190 81,070 23,100 22,059 24,226 67,984 고부가가치 철도핵심부품 기술 75,983 8,016 8,959 53,041 합계 767, ,475 97, ,341 자료 : 2015년도 국토교통기술 연구개발사업 시행계획, 국토교통부 국토교통과학기술진흥원, 중소기업청은 철도차량 운영 소재부품과 철도 인프라 장치 및 부품에 대해 친환경 도시교통 수요 대응과 열차제어시스템의 국산화에 중점을 둔 14~ 16년 기술개발 로드맵을 제시 철도차량 운영 소재부품의 경우 환경친화적 기술개발, 에너지 절감 및 유지보수 효율화 중시, 저비용 도시철도 건설을 요구하는 환경적 수요에 대응하기 위한 개발 전략을 제시 29) - 환경 친화적 기술개발을 위해 경량화 기술요구와 노면전차(Tram)의 무가선 급전 기술 개발 - 기 운행 전동차의 추진과 보조전원장치에서의 에너지 절감 및 유지보수 효율화 기술 개발 - 저비용 도시철도를 위한 건설비 저감 및 차량가격 저감을 위한 기술 개발 29) 중소기업 기술로드맵(녹색제조-08. 수송기계), 중소기업청, 국토교통부

21 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 철도 인프라 장치 및 부품 분야의 경우 국산 열차제어시스템의 신뢰성과 안전성 확보, 모바일 통신환경 발전으로 인한 스마트화 대응, 철도궤도시스템의 고효율 및 성능 향상 요구에 대응하기 위한 기술개발을 추진 30) - 유지보수 소모품을 제외한 열차제어시스템의 국산화 실적 미흡에 대응하기 위해 신뢰성과 안전성이 검증된 국산화 열차제어 시스템 개발 - 높은 이동성을 갖는 통합 및 광대역화 무선통신 전송 플랫폼 개발을 통한 스마트화 추세 대응 - 국내 이산화탄소 배출량 저감과 대체에너지 보급목표 달성을 위한 철도시스템의 에너지 변환, 공급 기술의 개발 추구 - 철도궤도시스템의 고효율 및 성능 향상을 위해 고속철도와 도시철도궤도에서 활용이 높은 PSC 슬래브 궤도의 기술 개발을 계획 국가 철도정책에서는 철도인프라 확충, 여객서비스 개선, 친환경성 제고, 철도산업 경쟁력 강화 및 안전성 제고를 목표로 함 제2차 철도산업발전기본계획( 11) 녹색철도물류 경쟁력 강화 를 추진과제로 포함하고 있으며, 이를 통해 에너지효율이 높고 탄소배출이 적은 철도물류확대를 추진 31) 제2차 철도산업발전기본계획( 11) 은 고속철도 해외진출을 위하여 시제차량 개발, 신뢰성 평가 고급화 기술, 인프라 등 기술개발을 체계적으로 추진하는 수출주도형 R&D 를 추진과제로 제시하고 이를 통해 철도차량 점유율 향상 목표를 달성하고자 함 125) 02. 국내외 주요 정책동향 제2차 국가철도망 구축계획 은 전국주요거점의 KTX 망연결, 대도시권 30분대 광역/급행 철도망 구축, 녹색 철도물류체계 구축, 편리한 철도 이용환경 조성 과제를 추진 - 국토 최단 연결 X자형ʼ과 해안권 연결 자형ʼ을 결합한 국가철도망을 구축하고 경부 호남 수도권 고속철도를 중심으로 X자형의 국가 철도망 대골격ʼ을 구성 - 광역철도 운영체계를 급행위주로 재편하며 시설확충 등을 통해 도심접근 30분대 광역철도망을 구축할 계획이며, 운행방식 다양화를 통해 기존 운영노선 고속화 추진 32) - 산업 물류거점간 대량 고속철도 물류네트워크 구축을 위하여 경부/호남고속철도ʼ 개통이후 경부선/ 호남선 을 주요 화물발생거점과 연계한 화물중심 노선으로 전환 30) 중소기업 기술로드맵(녹색제조-08. 수송기계), 중소기업청, ) 제2차 철도산업발전기본계획, 국토해양부, ) 제2차 국가철도망 구축계획(2011~2020), 국토해양부, 2011 국토교통과학기술진흥원 21

22 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement - 화물수송비율이 높은 주요 선로구간의 선로용량 증대를 통해 철도의 수송능력 확충, 핵심 물류거점인 항만/산업단지/내륙화물기지를 간선 철도망과 연결하는 인입철도를 지속 확충 - KTX역, 전철역, 터미널 등에 상업/문화/업무 등이 결합된 복합환승센터 개발, 철도/대중교통 연계를 위해 택시베이, 버스베이 및 교통광장 설치, 고속철도역 접근 편의를 위해 지선버스, 리무진버스, 셔틀버스 도입 및 확대, 엘리베이터 등 편의시설 확충 - barrier free 역사 지정 등 교통약자의 이용편의 제고, 역사내 자전거 보관시설, 경사로 설치 등 지속 추진 고속철도 및 일반철도역의 접근성을 개선하고, 이용 편의시설 지속 확충 추진 철도 안전 종합계획( 10) 은 선진 철도운영국가(EU 상위 15개국) 수준의 철도안전성 달성을 위해 사고율 10%를 추진 33) 국토교통부는 철도안전을 확보하고 대내외 여건 변화에 선제적으로 대응하기 위해 철도안전 혁신팀(T/F) 을 구성( 15년 2월) 34) 동향조사 철도교통분야 - 혁신팀에서는 자발적 참여형 안전관리를 위해 국민체감도가 높은 안전지표 개발, 운영기관별 안전관리 수준에 따른 인센티브 부여 방안을 마련 - 철도시설과 철도차량에 생애주기 관리방식 을 도입하여 전과정에 걸친 갱신투자, 안전감독 등의 확대 검토와 철도교통관제와 시설 유지보수 체계 개선방안을 추진 - IT 기술 등 첨단기술을 활용한 모니터링 시스템 도입, 테러 등에 대비한 철도보안 강화방안을 검토 박근혜정부의 제3차 과학기술기본계획은 선도형 연구개발을 통한 연구개발투자 확대/효율화를 추진하며, 이와 관련해 고속철도 기술개발 추진 중 35) (High1) 국가연구개발 투자 확대 및 효율화 전략에서는 17년까지 총 92.4조원의 정부 R&D예산을 투자하는 한편, 질적 효율성제고를 위해 선도형 기획-관리-평가시스템으로 개편하고 전략분야에 집중투자 추진 (High2) 국가전략기술 개발 에서 IT융합 신산업 창출, 미래성장동력 확충 등 5대 분야 30개 중점기술을 집중 육성할 계획이며, 30대 중점기술로 서울-부산 1시간 내에 이동 가능 첨단철도기술 을 선정하여 철도 속도 개선 관련 기술개발을 전략적으로 추진 33) 제 2차 철도산업발전기본계획, 국토해양부, ) 국토교통부, 철도안전 혁신대책 상반기 중 마련, 누스와이어, ) R&D Inside and Insight 제 6호, kistep, 국토교통부

23 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 철도 R&D 활성화를 위한 정책토론회( 13) 에서 R&D 패러다임 변화를 통해 철도차량 분야 세계 시장 점유율 향상, 수입대체 효과 증대 등 2020비전 발표 36) 철도차량 분야 국가 R&D의 패러다임이 기존 차량개발 중심에서 핵심부품 국산화로 변화하였고 향후 2020년까지 세계시장점유율 4배, 수입대체효과 5배 및 시장규모 9배로 확대하기 위한 철도 R&D 활성화 대책 마련 그림 4 철도차량 R&D의 패러다임 변화 02. 국내외 주요 정책동향 36) 철도 R&D 활성화를 위한 정책토론회 발표자료, 인터넷 레일 뉴스, ( 국토교통과학기술진흥원 23

24 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 03. 철도차량 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 세계 철도시장 규모는 10년부터 12년까지 연평균 1,429억 유로 규모이며, 16년까지 연평균 3.3% 성장할 것으로 전망 37) 10년부터 12년까지 기술분야별 연평균 시장규모는 인프라구조물 기술이 437억 유로, 철도차량 기술이 860억 유로, 시스템 기술이 132억 유로로 철도차량 부분이 가장 큰 비중(60%)을 차지 동향조사 철도교통분야 기술분야별 성장률은 인프라 구조물 3.9%, 시스템기술 1.8%, 철도차량 3.3%로 전망 표 6 기술분야별 시장규모 및 성장률( 10~ 12 평균) 구분 시장규모 성장률( 11~ 16년) 1. 인프라구조물 43, 시스템기술 13, 철도차량 86, 계 142, 단위: 백만 유로 / % 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 권역별 철도시장은 유럽과 아시아가 각각 34.4%, 30.4%로 큰 비중을 차지하고 있으며, 향후 아프리카 중동 권역의 높은 성장률( 11년~ 16년)이 지속될 것으로 전망 기타 권역의 철도시장 내 비중은 북미 13.9%, CIS 12.7%, 아프리카 중동 3.6%, 중남미 2.9%, 오세아니아 2.2%임 아프리카 중동 시장의 평균 성장률이 10.6%로 가장 높으며, 북미, 중남미의 성장률은 5.0%로 세계 철도시장의 평균성장률인 3.3%보다 높을 것으로 전망 37) The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 24 국토교통부

25 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 아시아, 오스트레일리아 태평양의 철도시장 연평균 성장률은 각각 1.8%, 1.1%로 타 권역 및 세계 철도시장 평균 성장률 대비 낮음 그림 5 권역별 철도시장규모(2010~2012평균) 및 성장률(백만유로, %) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 03. 철도차량 Frost & Sullivan은 향후 아프리카, 중동, 중남미 권역이 향후 세계 철도시장 성장을 주도할 것으로 전망 38) 23년 아프리카, 중동, 중남미의 철도시장이 13년 시장 규모의 2배 이상 규모로 성장할 것으로 전망 동유럽 국가들은 철도수요가 높아 다수의 철도프로젝트가 수립되었으나, 자금 부족으로 성장률은 2.5%를 하회할 것으로 전망 아시아 지역에서는 중국의 철도차량 주문이 더디게 진행됨에 따라 성장률이 하락할 것으로 전망 38) Rail Outlook Study paradigm shift towards intermodal mobility boosts growth in rail segments, Frost & Sullivan, 2013 국토교통과학기술진흥원 25

26 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 10년부터 12년까지 세계 철도차량 평균 시장규모는 862억 유로이며, 16년까지 3.3% 성장할 것으로 전망 39) 지역별로는 아시아가 264억 유로, 서유럽 220억유로, CIS 132억 유로 순으로 철도차량 시장규모가 큰 것으로 분석 표 7 철도차량 부분 시장규모( 10~ 12 평균) 서유럽 동유럽 북미 중남미 아시아 아프리카 /중동 CIS 오세아니아 합계 성장률 ( 11-16) 21,925 5,465 12,525 1,941 26,431 2,590 13,205 1,884 86, % 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 권역별 세계 철도차량 시장은 아시아, 서유럽이 각각 30.6%, 25.4%로 큰 비중을 차지하고 있으며, 11년부터 16년까지 권역별 철도차량 시장 성장률은 아프리카 중동, 북미가 타 권역 대비 높음 동향조사 철도교통분야 아시아, 서유럽을 제외한 권역의 철도차량 시장 내 비중은 CIS 15.3%, 북미 14.5%, 동유럽 6.3%, 아프리카/중동 3.0%, 중남미 2.6%, 호주/태평양 2.2%임 아프리카/중동 시장의 평균성장률은 5.8%이며, 북미 시장의 평균 성장률은 5.6%로 타 권역대비 높은 성장률이 전망되며, 세계 철도차량 시장의 평균성장률 3.0%보다 높음 아시아, 호주/태평양의 철도차량 시장 평균성장률은 각각 1.4%, -0.7%로 타 권역 및 세계 철도차량 시장 평균 성장률 대비 낮은 편 그림 6 지역별 철도차량시장규모(2010~2012평균) 및 성장률(백만유로, %) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 39) The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 26 국토교통부

27 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 중국내 집중적 철도투자 및 지원을 기반으로 중국남차(CSR)와 중국북차(CNR)는 세계적인 기업으로 성장하였으며, 향후 철도인프라 시장에서도 주요 경쟁자로 대두될 전망 40) 12년 기준으로 중국의 중국남차(CSR)와 중국북차(CNR)는 세계 철도차량 시장에서 매출액 1위와 3위를 차지 중국 철도시장의 기존 차량주문량 생산이 완료되는 16년 이후 중국남차(CSR)와 중국북차(CNR)의 매출은 하락할 것이나, 자국 철도차량 노하우를 기반으로 향후 세계시장의 주요 경쟁자가 될 것임 - 중국은 거대한 자국 철도 인프라 시장을 개척하며 철도차량 시장도 증가하게 되었으며, 자국 철도의 잠재력도 향상 - 향후 중국기업은 한국의 현대로템과 유럽, 아시아, 북아프리카, 중동지역에서 경쟁할 것으로 전망 그림 7 철도차량 시장 제작사별 시장점유율 현황( 07~ 11) 03. 철도차량 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology 2012, SCI Verkehr Cologne (1) 일반철도차량 10년부터 12년까지 3년간 연평균 세계 일반철도차량 시장규모는 635억 유로임 전체 일반철도차량 시장은 화차 209억 유로, EMU 129억 유로, 디젤기관차 115억 유로, 객차 89억 유로, 전기기관차 69억 유로, 화차 25억 유로임 표 8 일반철도차량 시장규모( 10~ 12년 평균) 단위: 백만 유로 전기기관차 디젤기관차 EMU DMU 객차 화차 합계 6,920 11,460 12,940 2,480 8,880 20,850 63,530 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 40) Rail Outlook Study paradigm shift towards intermodal mobility boosts growth in rail segments, Frost & Sullivan, 2013 국토교통과학기술진흥원 27

28 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 권역별 세계 철도차량 시장은 아시아, 서유럽, CIS가 각각 26.4%, 22.7%, 19.8%로 전 세계 일반철도차량 시장의 절반 이상을 차지하고 있으며, 11년부터 16년까지 권역별 철도차량 시장 성장률은 아프리카 중동, 북미가 타 권역대비 높음 아시아, 서유럽, CIS를 제외한 권역의 일반철도차량 시장 내 비중은 북미 16.3%, 동유럽 5.8%, 아프리카/중동 3.3%, 호주/태평양 2.9%, 중남미 2.7%임 아프리카/중동 시장의 평균성장률은 6.3%, 북미 시장의 평균 성장률은 5.8%로 타 권역대비 높은 성장률이 전망되며, 세계 일반철도차량 시장의 평균성장률 3.3%보다 높음 CIS, 아시아, 중남미, 호주/태평양의 일반철도차량 시장 평균성장률은 각각 2.7%, 2.3%, 0.7%, -1.6%로 타 권역 및 세계 일반철도차량 시장 평균 성장률 대비 낮은 편 그림 8 지역별 일반철도차량시장규모(2010~2012평균) 및 성장률(백만유로, %) 동향조사 철도교통분야 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 12년 기준 권역별 일반철도차량 대수 비중은 북미, CIS, 아시아가 각각 29.2%, 25.4%, 20.0%로 전 세계 일반철도차량 시장의 절반이상을 차지 북미, CIS, 아시아를 제외한 권역의 일반철도차량 시장 내 비중은 서유럽 10.6%, 동유럽 6.7%, 아프리카/중동 4.2%, 중남미 2.5%, 호주/태평양 1.1%임 28 국토교통부

29 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 9 지역별 일반철도차량수(2012기준, 1000량, %) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 07~ 11년까지의 일반철도차량 제작사별 시장점유율에서는 CNR과 Trinity Industries가 가장 높은 비중을 차지 5년간 제작된 일반철도차량의 제작대수는 978,800대이며, 이 중 중국의 제조 비중이 가장 높음 그림 10 일반철도차량 제작사별 시장점유율 현황( 07~ 11) 03. 철도차량 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne (2) 고속철도차량 10년부터 12년까지 3년간 세계 고속철도차량 연평균 시장규모는 91억 유로임 전체 고속철도차량 시장을 권역별로 구분하면, 아시아 58억 유로, 서유럽 32억 유로, 기타 권역이 12억 유로임 국토교통과학기술진흥원 29

30 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 권역별 고속철도차량 시장은 아시아, 서유럽이 각각 64.0%, 34.6%로 전 세계 고속철도차량 시장의 대부분을 차지하고 있으며, 11년부터 16년까지 권역별 고속철도차량 시장 성장률은 동유럽, CIS, 북미가 타 권역대비 높음 아시아, 서유럽을 제외한 권역의 고속철도차량 시장 내 비중은 CIS 0.9%, 북미 0.2%, 동유럽 0.2%, 호주/태평양 0.1%임 12년까지 아프리카/중동과 중남미는 고속철도 차량 시장이 형성되어 있지 않음 동유럽의 평균성장률은 25.5%이며, CIS의 평균 성장률은 13.8%, 북미의 평균성장률은 11.9%로 타 권역대비 높은 성장률이 전망되며, 세계 고속철도차량 시장의 평균성장률 0.9%보다 높음 서유럽과 호주/태평양의 고속철도 차량 시장 성장률은 4.0%, 2.0% 수준으로 전망 아시아의 고속철도차량 시장 평균성장률은 4.6%로 이는 중국의 고속철도 차량 시장 축소에 의한 것으로 전망 동향조사 철도교통분야 그림 11 지역별 고속철도차량시장규모(2010~2012평균) 및 성장률(백만유로, %) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 14년 기준, 세계 적으로 운영 중인 고속철도 차량 3,629대 중 97%가 서유럽과 아시아에 집중되어 있으며 향후 중동 권역에서 고속철도 차량이 신규로 운영될 전망 14년 기준 운영 중인 전 세계 고속철도 차량 중 서유럽에서 54%, 아시아에서 43%를 운영 20년 기준 운영 및 조달 계획 중인 전 세계 고속철도 차량 중 서유럽에서 55%, 아시아에서 39% 비중을 차지할 전망 년 동유럽의 고속철도 차량의 비중이 1%에서 3%으로 확대 30 국토교통부

31 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 12 세계 권역별 고속철도 차량 운영 현황 및 전망 <세계 권역별 차량 운영 현황( 14년)> <세계 권역별 차량 운영 전망( 20년)> * SCI Verkehr의 10년 차량 운영 현황 데이터를 기준으로 14년까지 도입차량 데이터 조사하여 반영한 데이터임 * SCI Verkehr의 10년 차량 운영 현황 데이터를 기준으로 20년까지 차량도입계획 데이터 조사하여 반영한 데이터임 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 차량 도입 계획 자료 재구성, 2015 장래 전 세계 고속철도 차량 중 250km/h~ 300km/h 차량 운영 비중은 소폭 감소하고, 250km/h 이하 차량 운영 비중이 소폭 확대될 것으로 전망 250km/h 이하 속도대역 차량은 14년 39%에서 20년 40%로 증가할 것으로 전망 250km/h 초과 300km/h 이하 속도대역 차량은 14년 31%에서 20년 30%로 감소할 것으로 전망 03. 철도차량 300km/h 초과 속도대역 차량은 14년 30%에서 20년 30%으로 비중을 유지할 것으로 전망 그림 13 속도대역별 세계 고속철도 차량 운영 현황 및 전망 <세계 권역별 차량 운영 현황( 14년)> <속도대역별 차량 운영 전망( 20년)> * SCI Verkehr의 10년 차량 운영 현황 데이터를 기준으로 14년까지 도입차량 데이터 조사하여 반영한 데이터임 * SCI Verkehr의 10년 차량 운영 현황 데이터를 기준으로 20년까지 차량도입계획 데이터 조사하여 반영한 데이터임 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 차량 도입 계획 자료 재구성, 2015 국토교통과학기술진흥원 31

32 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 10년~ 14년 차량구동방식별 차량 도입비중은 동력분산식이 약 88%를 차지하며, 20년까지 도입계획 반영시 약 81%수준을 차지할 것으로 전망 그림 14 세계 고속철도 차량 구동방식별 도입비중 변화 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 차량 도입 계획, KWs 재구성, 2015 동향조사 철도교통분야 최근 5년간 상위 3개 제작사가 50%이상의 시장점유율을 보유하였으나, 향후 차량조달기업이 미정인 시장이 45%를 차지하여 이에 따른 시장점유율 변화가 전망 최근 5년간 차량 제작 및 조달한 기업 중 CSR(중국)이 25%, Alstom(프랑스)이 17%, Japanese Consortia(일본)가 13%의 시장점유율을 차지 향후 5년간 차량 조달 계획의 17%를 Alstom(프랑스)이 공급할 것으로 전망되나 계획상 45%가 현재 차량 조달기업이 미정이므로 향후 변동가능성이 있음 그림 15 세계 고속철도 차량 시장 점유율 현황 및 전망 <세계 시장 점유율( 10년- 14년)> <세계 시장 점유율( 15년- 19년)> * SCI Verkehr 2011의 2010년 차량 운영 현황 데이터를 기준으로 2014년까지 도입차량 데이터 조사하여 반영한 데이터임 * 국가별 차량도입계획, 차량제작사 조달계획 등 발표된 문헌조사를 바탕으로 구성된 데이터이므로 추후 변동가능성이 있음 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 차량 도입 계획 자료 재구성, 국토교통부

33 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 (3) 도시철도차량 10년부터 12년까지 3년간 연평균 세계 도시철도차량 시장규모는 135억 유로임 전체 도시철도차량 시장은 경전철 47억 유로, 도시철도 88억 유로임 표 9 도시철도차량 시장규모( 10~ 12년 평균) 단위: 백만 유로 경전철 도시철도 계 4,690 8,820 13,510 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 권역별 세계 도시철도차량 시장은 서유럽, 아시아가 각각 31.8%, 28.1%로 전 세계 도시철도차량 시장의 절반 이상을 차지하고 있으며, 11년부터 16년까지 권역별 도시철도차량 시장 성장률은 호주/태평양, 중남미, CIS가 타 권역대비 높음 호주/태평양, 중남미, CIS를 제외한 권역의 도시철도차량 시장 내 비중은 북미 15.8%, 동유럽 12.8%, CIS 3.8%, 중남미 3.7%, 아프리카/중동 3.4%, 호주/태평양 0.4%임 호주/태평양의 평균성장률은 17.7%이며, 중남미의 평균 성장률은 11.2%, CIS의 평균성장률은 7.4%로 타 권역대비 높은 성장률이 전망되며, 세계 도시철도차량 시장의 평균성장률 4.3%보다 높음 03. 철도차량 서유럽, 동유럽의 도시철도차량 시장 평균성장률은 각각 2.1%, 1.1%로 세계 도시철도차량 시장 평균성장률보다 낮은 수준 그림 16 지역별 도시철도차량시장규모( 10~ 12평균) 및 성장률(백만유로, %) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 국토교통과학기술진흥원 33

34 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 12년 기준 권역별 도시철도차량 대수는 아시아, 서유럽, CIS가 각각 25.8%, 24.6%, 18.0%로 전 세계 도시철도차량 시장의 절반이상을 차지 아시아, 서유럽, CIS를 제외한 권역의 일반철도차량 시장 내 비중은 북미 15.3%, 동유럽 10.3%, 중남미 3.2%, 아프리카/중동 2.5%, 호주/태평양 0.4%임 그림 17 지역별 도시철도차량 수( 12기준, 량, %) 동향조사 철도교통분야 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 07~ 11년 기준 도시철도 차량 제작사별 시장 점유율은 프랑스 Alstom, 중국의 CNR, CSR이 전 세계 도시철도차량 시장의 44%를 차지 중국 CNR과 CSR은 높은 자국 내 수요와 리오 데 자네이루, 부에노스 아이레스 등에 도시철도차량을 수출하며 도시철도차량 제작사 중 높은 시장 점유율을 차지 그림 18 도시철도차량 제작사별 시장점유율 현황( 07~ 11) 자료 : The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 34 국토교통부

35 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 2. 기술동향 (1) 일반철도차량 기존 일반선에서 철도차량의 증속운행을 위해 틸팅기술이 적용된 차량은 궤도선형이 불리한 국가를 중심으로 운영 FIAT를 중심으로 한 이탈리아 컨소시엄은 틸팅기술이 접목된 펜돌리노 차량을 개발하여 자국 및 세계 각국으로 기술지원 및 차량수출 41) 그림 19 펜돌리노 차량인 ETR610 및 틸팅 기술 - Siemens는 틸팅기술이 미흡하여 피아트와 공동으로 ICE-T를 개발하였으며, 독일과 오스트리아의 일반철도망에서의 고속화 운행을 시작 03. 철도차량 일본은 자국의 틸팅열차 TEMU2000을 대만에 수출하여 14년부터 타이페이-타이둥 구간에서 운행을 시작 42) - 대만철도국(TRA)은 신형 틸팅전동차인 푸요우마호(TEMU2000형)를 도입하여 노선속도를 100Km/ h에서 130Km/h로 향상 기존 차량의 1.5배가량 승객 수용이 가능한 복층열차는 유럽, 미국 주요 도시를 중심으로 통근용으로 운영되고 있으며, 기존시설물과의 간섭과 승객편의를 고려한 내부구조 설계, 축중저감, 고속주행 및 에너지효율화 기술 등이 주요 이슈 Bombardier는 고효율 대차시스템과 승객의 편의성을 고려한 복층열차 내부구조를 적용한 Twindexx차량 기술을 보유하고 있으며, 스위스, 덴마크, 폴란드, 독일, 룩셈부르크, 이스라엘 등에 납품하여 운영 중 43) 41) 엔하위키 미러, ) 타이완 철로국, ) Bombardier, 2015 국토교통과학기술진흥원 35

36 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement - Bombardier의 Twindexx차량은 고효율 대차시스템을 적용하여 기존 차량보다 에너지소비량을 50%가량 저감하였으며, 최고속도 230Km/h까지 주행이 가능하도록 개발 - Twindexx차량의 축중은 18.3t으로 KTX축중(17t)과 유사한 수준으로 유지 - Twindexx차량은 터널 내 압력으로 인해 발생하는 승객의 불쾌감을 최소화할 수 있도록 설계 그림 20 Bombardier의 Twindexx차량 동향조사 철도교통분야 (2) 고속철도차량 속도향상에 따른 궤도 부담 하중 최소화 및 에너지 소비량 감소를 위해 알루미늄 차체, 복합재료 적용 확대, 구성부품 단일화 등 차량 경량화에 집중 일본은 초기 신간선 0계부터 100계까지 차량 경량화를 위한 알루미늄 차체를 적용 44) 프랑스의 Alstom은 07년 350Km/h급 고속열차인 AGV 개발시 첨단소재를 적용하여 차량 경량화를 달성 - AGV는 첨단소재인 탄소섬유 복합소재를 차체 단부의 관절부위에 적용하여 각 차량 당 700Kg을 경량화 - 고장력강 및 고출력 경량 구동모터기술을 적용하여 대차중량 24.3% 경량화 - 전장품의 고효율 및 고출력화를 통해 경량화를 달성하여 경쟁기종 대비 70톤 경량화 실현 및 15% 에너지 절감 그림 21 AGV에 적용된 최신 철도차량 경량화 기술 44) 경쟁력을 지지하는 기반재료 알루미늄 동향, 글로벌동향브리핑, 국토교통부

37 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 독일 Siemens는 ICE3에 기반한 Velaro 차량 개발시 알루미늄 차체, 대차 및 윤축의 경량화를 통해 스프링 하 질량을 감소 45) 독일 Fraunhofer IFAM에서는 금속경량화를 위해서 알루미늄 foam과 이를 판재와 결합한 샌드위치 경량구조물을 개발하였고, Fraunhofer ICT에서는 고 탄성률, 내 충격성을 갖는 폴리우레탄 기반 샌드위치 복합재(polyurethane-based sandwich material)를 개발 46) - 새롭게 개발된 소재의 시연을 위해 객차 아래 디젤엔진 하우징(diesel engine housings, 트랙과 차량사이)을 대상으로 선정하였으며 기존 중량의 35%, 기존 제조비용 30% 감소를 목표로 함 - 샌드위치 복합재는 철로 주변의 자갈 혹은 돌에 의한 충격으로부터 엔진을 보호하고, 엔진으로부터 새어나온 오일의 외부유출방지, 화재방지 효과가 있음 - 디젤엔진 하우징(diesel engine housings)의 안정성을 위해 샌드위치 구조(sandwich construction)를 채택 스페인 철도차량 제작사인 Talgo는 12년 개발된 최고속도 380km/h급 고속열차 AVRIL에 복합소재를 사용하여 전체 중량의 약 15%, 소비량 31%를 절감 표 10 스페인 Talgo사의 AVRIL차량의 에너지 저감 특성 S10Y-4 S10Z XYZ AVRIL 차량길이(m) 중량 (톤) 좌석 에너지소모/km (kwh/km) 에너지소모/좌석/100km (kwh/s/100km) 수명주기동안 에너지 비용 (억 원) 철도차량 스페인 CAF는 AVI-2015 프로젝트를 통해 철도차량 에너지 10% 절감을 목표로 재료 경량화 연구를 수행중이며, 차량 차체의 Roof 재료를 알루미늄에서 복합재료로 변경 47) 그림 22 스페인 AVI-2015 프로젝트 차량 차체의 Roof 재료 변경(알루미늄 복합재료) 45) 고속철도 국내외 기술 동향, 대전충남 본부, ) Building lightweight trains, Science Daily, ) CAF USA, 국토교통과학기술진흥원 37

38 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 스위스 ACS사는 철도차량용 복합재료 샌드위치 패널을 이용한 철도차량 Roof와 Front Cabin을 개발하여 양산화를 진행 그림 23 복합재료 샌드위치 패널을 이용한 철도차량 Roof 및 Front cabin (ACS 社 ) 속도증가( km/h), 수송능력 향상, 축중 경감 등을 고려하여 고효율 동력분산 기술 적용이 확대 동력배치 방식별 차량 구매조달 비중은 동력분산식 차량이 80% 이상을 차지하며, 14년~ 20년 도입계획에도 분산식 차량의 비중은 약 83%수준을 차지할 것으로 전망 동향조사 철도교통분야 일본은 연약한 화산지형으로 구성된 지반조건과 역간 거리가 짧은 운영환경을 고려하여 동력분산 식으로 운영 48) - 동력분산식은 동력장치가 각 차륜으로 배분되어 충중량이 동력집중식에 비해 가벼운 이점이 있음 - 동력분산식은 가속력이 우수하여 역간 거리가 짧은 운영환경에 유리 - 360km/h급 FASTECH 360 동력분산식 차량을 개발하여 시험에 활용 반면, 프랑스는 국토의 약 70%가 평야이고, 정차역이 적어 장거리 수송에 적합하도록 최초 TGV를 동력집중식으로 개발함 프랑스는 속도 향상을 위해 기존 TGV 시스템의 장점과 일본 신간선의 장점을 결합한 동력분산식, 능동 현가장치, 와전류 제동 등을 채택하여 360km/h급 차세대 AGV 동력분산식 차량 개발 49) 독일은 고속화를 고려하여 동력집중식 모델인 ICE-1, ICE-2 이후 동력분산식 모델로 전환하여 차량을 제작 - 동력분산식으로 변경을 통해 선로의 구배 등 노선조건 및 유지보수성 향상과 축중 감소에 성공 48) 차세대 고속철도시스템 실용화기반구축사업 기획보고서, 국토해양부 한국건설교통기술평가원, ) 차세대 고속철도시스템 실용화기반구축사업 기획보고서, 국토해양부 한국건설교통기술평가원, 국토교통부

39 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 중국은 동력분산식 고속열차를 개발하여 자국시장에 공급 및 해외진출을 추진 중 구분 AGV CRH-3C 표 11 각국 주요 고속철도차량 재원 CRH-2C (380 허셰) CRH-5A Velaro D AVRIL 500계 국가 프랑스 중국 중국 중국 독일 스페인 일본 영업년도(년) 운행속도 / 시험속도 편성길이 동력방식 분산동력 분산동력 분산동력 분산동력 분산동력 분산동력 분산동력 축중 / 자료 : 각 제작사별 고속철도 차량 재원 자료 기반 재구성 일본과 독일은 실내 환경 쾌적성 향상, 승차감 향상, 내부구조 및 인테리어 편의성 향상 등 승객만족도 향상을 위한 기술을 적용 일본은 FASTECH360S 시험차량을 통해 터널 미기압 저감, 대차커버/포장/팬터그래프 등에서 발생하는 소음저감, 능동형 현가장치를 통한 고속주행 승차감 향상, 차체경사장치를 통한 곡선통과 시 승차감 향상기술 등을 적용 50) 03. 철도차량 그림 24 Fastech 360S 차량 독일은 Velaro차량에 승객의 안락감 편의성을 고려하여 실내 인테리어 개선 및 인체공학적 설계를 고려한 내부구조를 적용 50) 해외고속철도 기술발전 동향 및 우리나라 발전방향 연구, 국토교통부, 국토교통과학기술진흥원 39

40 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement (3) 자기부상철도차량 자기부상열차는 일본, 독일이 기술을 선도하고 있으며, 시장 선점을 위해 연구를 지속 중 일본 JR Central이 개발한 자기부상 열차 MLX01은 시속 581km로 자기부상철도차량 중 가장 빠른 속도를 나타내었으며, 시장선점을 위해 영업운전속도 505km/h인 L0계 신칸센을 개발 중 그림 25 일본 고속자기부상열차 L0 동향조사 철도교통분야 자료 : Lucky riders whoosh along at 500 kph on maglev test run for the public, The Asahi Shimbun Asai & Japan Watch, The Asahi Shimbun Company, JR Central은 13년부터 시험선을 42.8km로 연장하고, 실용화차량 L0 모델을 개발하여 Yamanashi Maglev를 시범노선에서 시험운행 중 51) - 초전도 자기부상 기술을 적용한 도쿄 시나가와와 나고야 간의 리니어 중앙 신칸센 을 14년 10월부터 27년까지 추진예정임 JR Central은 초전도 자기부상 철도 개발에 5조 4000억원을 투입할 예정 최종 목표는 27년 까지 도쿄 시나가와~나고야 구간을 40분 내에, 45년에는 시나가와~오사카를 1시간 내에 연 결하는 것임. 표 12 리니어 중앙 신칸센의 개발 계획 구분 2027년 목표 2045년 목표 경로 도쿄의 시나가와~나고야 도쿄 시나가와~오사카 구간 길이 286Km 438Km 소요 시간 40min 67min 최대 속력 505Km/h 505Km/h 투입 비용 5.5 trillion yen 9 trillion yen 51) Japanese Superconducting Maglev Development and Commercial Service Plan -, Proceedings of Maglev 2014, Hiroyuki Ohsaki, 국토교통부

41 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 독일은 전자석(EMS)과 선형 동기전동기(LSM)를 이용하는 자기부상열차(Transrapid)를 개발하여 04년부터 상하이에서 운영 중 52) - 타 산업분야의 구성품으로 자기부상열차용 부품을 대체하는 기술개발방식으로 유지보수 비용을 절감하기 위해 노력 그림 26 독일 자기부상열차 Transrapid 개발 미국은 92년부터 자기부상열차 개발의 중심 조직인 NMI(National Maglev initiative)를 구성하고 진행 03. 철도차량 - 04년 이후 부상 추진 시험장치의 주행시험 중 아직 실적은 없음 중국은 중저속 도시형 자기부상열차 개발을 지속적으로 추진하고 있으며, 관련 인프라는 창사와 북경에서 16년경 개통 예정 Transrapid 기술의 국산화, 운영기술의 축적 및 향후 신규노선 구축을 위해 National Maglev Transportation Engineering R&D Center를 설립하여 11년부터 중국 자체 열차를 제작 및 운행 53) - 국방대학에서는 CMS-03차량을 개발하여 창사( 長 沙 ) 시험선(204m)에서 20,000회 이상 7,000km이상 주행시험 시행 54) 중저속 도시형 자기부상열차 노선은 창사와 북경에서 16년 개통 예정 - 창사 자기부상열차는 15년 완공, 16년 상반기 개통 예정 - 북경 자기부상열차는 16년 하반기 개통 예정 52) 초고속 자기부상열차 기술개발 동향과 시사점, 한국철도학회 철도저널 17권 5호, ) Lin Guobin and Sheng Xiongwei(2014), Application and Development of Maglev Transportation in China, Proceedings of Maglev ) 도시형 자기부상열차 글로벌 비즈니스 추진 체계 구축 기획연구보고서, 한국건설교통기술평가원 도시형자기부상열차실용화사업단, 국토교통과학기술진흥원 41

42 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 그림 27 북경과 창사의 자기부상열차 노선도 및 시공현장 < 북경 자기부상열차 노선도 > < 북경 자기부상열차 시공 현장 > 동향조사 철도교통분야 < 창사 자기부상열차 노선도 > < 창사 자기부상열차 시공 현장 > 미국, 중국 등에서는 공기저항을 낮추기 위해 진공튜브를 활용한 초고속 자기부상열차 연구를 진행 미국의 ET3 55) 는 진공 자기부상 튜브 내에서 전기모터로 6,000Km/h로 이동하는 친환경적인 진공 자기부상열차 개발을 추진중 56) - ET3는 자동차 크기의 캡슐형 진공 자기부상열차로 직경 1.5m의 진공튜브 내에서 6,000Km/h 속도로 이동하며 6명 또는 367kg까지 수송이 가능 - ET3은 탄소배출이 전혀 없는 친환경적 이동수단임 - 15년 미국 알래스카에서는 해저터널로 베링해협을 지나 러시아 극동까지 2시간대로 연결하는 프로젝트를 추진 중, 본 자프로젝트가 실현되면 50년대에는 지구촌 일일 생활권 시대가 될 것으로 전망 55) Evacuated Tube Transport Technologies 56) et3.com, ET3 홈페이지, 국토교통부

43 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 28 캡슐 진공자기부상열차 ET3 자료 : et3.com, ET3 홈페이지, 미국의 민간 우주 화물회사인 스페이스X와 전기 스포츠카 제조사인 테슬라 모터스의 창업자 Elon Musk는 13년 캡슐형 초음속 진공 자기부상열차 Hyperloop 구상을 발표 - Elon Musk는 진공터널과 캡슐형 열차로 1시간에 6,400Km/h 주행이 가능할 것으로 전망, 이는 현재 도로교통으로 6시간이 소요되는 LA-샌프란시스코 구간을 단 30분만에 이동 가능한 수준 그림 29 Hyperloop 개념도 03. 철도차량 자료 : The Hyperloop is coming,mailonline, 중국 서남 교통대학교에서는 자기부상열차의 공기저항 저감을 위해 진공튜브 디자인을 접목한 중국 최초의 폐쇄형 진공튜브 차량( 슈퍼-자기부상열차 )의 시험을 추진 57) - 유인 고열 초전도 자기부상열차 루프의 지름은 12m이며, 주행 환경에서 공기압력을 정상 조건보다 10배까지 낮추면 일반 민간 항공기대비 3배 이상의 속도로 주행 가능할 것으로 예측 57) KISTI 미리안, 과학기술 모니터링-중국에서 시험 중인 폐쇄형 튜브 자기부상열차, 국토교통과학기술진흥원 43

44 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 그림 30 중국의 자기부상열차 진공튜브 자기부상열차 기술 보유 국가에서는 단거리 실증노선에서 운영하며 실적을 확보하고 있음 독일은 자국의 트란스라피드 차량을 중국 상해 33km구간에서 시속 431km로 운용 중 58) - 인명피해 없이 12.3 백만 km의 누적 주행거리와 36.7백만명의 승객수송을 달성 동향조사 철도교통분야 - 지상 1차방식 선형전동기 및 섹션의 추진전력 공급을 위해 구간별 전력공급방식으로 전력손실을 최소화 일본은 도쿄와 나리타공항을 연결하기 위하여 중저속형 자기부상열차 연구를 진행하였으며, 2005년 나고야 인근 아이치 엑스포에 맞추어 나고야 후지오카간 8.9km 구간에 리니모가 상용화됨 59) 그림 31 일본 리니모 자기부상열차 - 일본은 도쿄-나고야 구간에 상용 운행할 예정인 자기부상열차를 미국의 워싱턴-볼티모어 구간에 수출하기로 계약을 체결 미국 노스이스트 마그레브사는 총 100억달러를 투자하여 워싱턴 DC-볼티모어까지 64km 구간에서 운행을 계획 하였고, 27년을 완공으로 목표로 함 58) 자기부상열차, 한국기계연구원 김동성( 59) 日 리니모 세계첫 자기부상열차 10년간 경제성장 견인, 중도일보, 국토교통부

45 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 초고속 운행에는 일본 L0계에 적용한 초전도 반발식이 유리하나, 초전도 상태 유지를 위해 코일을 지속적으로 냉각할 수 있는 기술이 요구됨 독일의 상전도 방식은 속도가 600Km/h이상으로 증가시 보다 큰 공극을 요구하며, 이 때 자속밀도가 낮아 효율이 떨어지며 전력소모가 큰 단점이 있음 60) 일본의 초전도 방식은 초전도 상태 유지를 위해 코일을 지속적으로 초저온상태로 냉각시켜야 함. 현재 기술수준으로 냉각에 많은 전력이 소모되어 개선이 필요함. (4) 도시철도차량 도시철도차량은 역간 거리가 짧아 주행장치 가속성능 향상 및 경량화 등을 통한 표정속도 향상 기술개발이 시도되고 있음 일본 한신철도는 도심내 완행열차 속도 향상을 위해 최고속도 개선 대신 가감속력 개선으로 속도향상을 도모 61) - 한신 철도는 오사카(우메다)에서 고베(모토마치)까지 운행하며, 일본의 주요 민간 철도회사 중 영업연장이 가장 짧고(50km, 1역당 평균 거리 1km 미만) 운행빈도가 높음 형 전동차는 기동가속도 4.5km/h/s, 상용감속도 5.0km/h/s로 최고의 가감속 성능을 갖는 차량임 03. 철도차량 독일 Siemens가 제작한 Combino-Supra는 현재 가장 긴 트램(6섹션, 53.99m)이며, 모터, 기어, 대차 등의 재구성을 통한 경량화로, 100~110km/h 속도까지 운행가능 62) 그림 32 Siemens의 Combino-Supra 60) 흡인제어식 초고속 자기부상열차용 Prototype 초전도 하이브리드 자기부상시스템 개발, 한국철도학회 추계학술대회 논문집, 이창영 조정민 이진호 한영재 황영진 고태국, ) 한신철도, ) 검색기준 국토교통과학기술진흥원 45

46 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 도시철도 차량에 무인 운전을 위한 다양한 기술개발이 이루어지고 있음 도시철도 무인운전시스템은 100여개 노선에서 운영 중 63) - 무인운전 시스템은 철도사고의 주요 원인이 되는 기관사의 인력오류를 제거하여 안전성을 제고하는 비스템임 표 13 무인시스템 노선 설치 사례 동향조사 철도교통분야 국가 도시 노선 미국 마이애미/라스베가스 잭슨빌/디트로이트 모노레일 일본 도쿄/나고야 유리카모메선/리니모선 스 위 스 로잔 Line M2 프랑스 파리 Line 1, 14 프랑스 파리/리옹 Line 14/Line D 독일 뉘른베르크 Line U2, U3 스페인 바르셀로나 L9, L10, L11 대만 타이베이 Mucha Line(VAL) 중국 홍콩 DRL 싱가포르 싱가포르 North-East Line, Circle Line UAE 두바이 Metro LIM 일본, 프랑스 등에서 무가선 트램을 운영중 일본 가와사키 중공업은 하이브리드 저상트램을 개발( 08년)하였으며 에너지 활용율 제고 노력 중 64) - 하이브리드 저상트램은 저상 배터리 구동 트램으로, 가선 지역에서 충전하고 무가선 지역에서 배터리가 구동되는 하이브리드 차량임 - SWIMO-X는 실제 노선 시험을 준비 하고 있는데, 기존 전력을 재이용하여 소비전력량을 현재대비 20% 절감할 수 있음 프랑스의 Alstom은 니켈수소 배터리를 사용하는 Citadis를 개발하여 무가선 구간을 일부 운행중 65) 63) 신분당선- 무인운전 소개, ) 지식-기획연구로보는 기술동향-도시철도 핵심부품 및 장치고도화 기술동향, 국토교통과학기술진흥원( 65) railengineer- Trams without wires, 국토교통부

47 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 33 가와사키 중공업의 SWIMO-X 그림 34 Alstom의 Citadis 네덜란드 APTS사는 Phileas 시스템을 개발( 10년)하였으며, 현재 운행 중 66) Phileas 시스템은 도로 노면에 설치된 자석을 인식하여 미리 결정된 경로를 자동으로 운행하며, 정거장 정차시에는 초음파센서로 차량과 플랫폼 간 거리를 측정하여 정밀 정차가 가능 전자기 안내시스템, 하이브리드 추진시스템, 전용차선 등을 활용하므로 버스의 유연성을 유지하면서 철도수송의 정시성을 제공할 수 있는 장점이 있음 그림 35 APTS Phileas Fuel Cell Hybrid 03. 철도차량 자료 : ) 국토교통과학기술진흥원 47

48 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement Ⅱ. 국내 동향 1. 시장동향 14년 기준 한국에서 운영 중인 고속철도 차량은 시험선 포함 82대임 한국에서 운영되는 고속철도 차량은 250km/h초과~300km/h이하인 차량의 비중이 가장 높음(56%) 그림 36 한국 고속철도 차량 모델별/속도대역별 현황 <한국 고속철도 차량 모델별 현황( 14년)> <한국 고속철도 차량 속도별 현황( 14년)> 동향조사 철도교통분야 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 차량도입 계획 자료 재구성, 2015 국내에서 운영 중인 도시철도 차량은 총 5,307량이며 서울메트로와 서울도시철도가 가장 많은 차량을 보유 14년 말 기준, 서울메트로의 도시철도 보유차량은 총 1,954량으로, 1호선 160량, 2호선 834량, 3호선 490량, 4호선 470량으로 구성 14년 말 기준, 서울도시철도공사 보유차량은 총 1,617량으로, 5호선 608량, 6호선 328량, 7,8호선 681량으로 구성 14년 말 기준, 부산교통공사 차량 보유현황은 총 878량으로 1호선 360량, 2호선 336량, 3호선 80량, 4호선 102량으로 구성 기타, 대구도시철도 284량, 인천교통공사 200량, 광주도시철도 92량, 대전도시철도 84량, 인천국제공항 72량, 서울 9호선 96량, 의정부 경전철이 30량을 보유 48 국토교통부

49 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 국내 도시철도 차량 시장은 서울메트로 및 부산교통공사가 보유한 일부 차량의 내구연한 만기가 도래함에 따라 차량 교체수요가 발생할 것으로 전망 - 서울메트로는 89년에 도입한 142량(1호선 64량, 2호선 78량)의 정밀 진단 결과에 따라 15년, 늦으면 30년부터 전동차 교체 예정 67) - 부산교통공사는 85년 제작 84량이 1차 정밀진단에 통과하여 15년까지 운행되므로 빠르면 16년 늦으면 26년부터 전동차 교체 예정 전동차 내구연한은 철도안전법시행규칙 제 1로에 따라 25년으로 정해져있으며, 내구연한 만기시에는 5년주기로 정밀진단을 시행하여 따라 최장 15년까지 연장사용 가능 국내 도시철도 시장은 도시 광역화에 따라 급행화 사례가 증가 용산-동인천간 경인선(연장 33.6km, 정차역 25개)은 전체구간을 통과하는데 58분이 소요되나, 지상구간 복복선 선로를 활용한 급행열차 도입시 통행시간을 44분으로 단축(시간단축비율 28%) 68) 경부선 용산-천안간 구간(연장 93.4km, 정차역 33개)은 전체구간 소요시간은 111분이 었으나 17개 역만 정차하는 급행열차를 도입하여 통행시간을 88분(기존대비 21%)으로 단축 03. 철도차량 2. 기술동향 (1) 일반철도차량 국내에서는 일반철도의 증속과 복층열차 투입으로 수송 효율성이 향상되고 있음 제2차 국가철도망 구축계획( 11~ 20)에는 기존 열차대비 좌석용량을 30~40% 증대한 복층 고속열차 도입 목표가 제시되었음 69) 경춘선에는 ITX 복층열차가 운영되고 있음 67) 시정 주요분야 컨설팅 용역 보고서(서울메트로 서울도시철도공사), 서울특별시, ) 광역철도 제도개선 방안에 관한 연구보고서, 한국교통연구원, ) 제 2차 국가철도망 구축계획(2011~2020), 국토해양부, 2011 국토교통과학기술진흥원 49

50 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 기존 철도노선에서 증속 운행을 위해 틸팅차량을 개발하였으나, 실수요 부족으로 적용 되지 않고 있음 01년부터 틸팅열차 개발에 착수하여 07년까지 180Km/h운행이 가능한 차량을 제작완료하고 12년까지 신뢰성평가 및 운용기술을 개발 70) - 이탈리아, 스페인, 프랑스, 독일, 일본 등에 이어 아시아에서는 2번째로 틸팅차량 기술을 확보 당초 계획은 12년 상용화 예정이었으나, 노후화 선로 개선사업 및 차세대 고속열차 등장으로 수요처를 확보하지 못하여 도입되지 못함 - 곡선구간이 많은 충북선, 중앙선, 태백선을 대상구간으로 설정하였으나, 이 구간의 이용객 수요가 적고 일반차량에 대비 차량가격이 고가인점(+5억1량)이 실용화 제약 요인으로 작용 량당 5억가량 비싸 경제적이지 않은 점 등으로 도입이 중단된 상황 그림 37 국내 복층열차인 ITX-청춘 그림 38 한국형 틸팅열차인 한빛200 동향조사 철도교통분야 (2) 고속철도차량 세계 고속철도시장에서 경쟁력을 확보하기 위하여 우리나라도 기술개발 경쟁에 참여하고 있으며, 속도기준으로 세계 4위의 기술력을 보유하고 있음 국내 HEMU-430x 열차의 최고속도 기록은 421km/h로 중국, 프랑스, 일본에 이어 세계 4위 수준임 71) - 프랑스(574.8km/h), 중국(605km/h), 일본(443.0km/h)에 이은 세계 4위의 고속열차 기술 확보 70) 철도차량 소비전력량 평가에 따른 틸팅기술 효과분석, 한국철도학회논문집 제 15권 4호, ) 2015년도 국토교통기술 연구개발사업 시행계획, 국토교통부 국토교통과학기술진흥원, 국토교통부

51 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 39 HEMU-430x 열차 국내에서도 세계시장의 추세에 대응하며 동력분산식 고속철도 차량 기술을 개발 72) HEMU-430X 사업으로 430km/h 급 동력분산식 고속열차 제동시스템 해석 및 설계 기술력을 축적 전장품은 차량하부 60cm 높이에 맞춰 부품배치를 최적화 국가 연구개발사업의 집중적인 지원으로 동력집중식 장치 제작기술은 보유하고 있으나, 동력분산식 장치 제작기술의 신뢰성 확보가 필요 - 로템에서 집중부하방식의 동력전달장치에 대한 기술을 바탕으로 분산방식의 고속차량용도 제작 성능검증 중 - C/I 추진제어장치는 BUS Bar, Stack Frame, Heatpipe, Filter Capacitor 등이 핵심기술이고 전력소자인 IGBT를 제외한 모든 부분은 충분한 성능을 확보하였으나, 신뢰성 연구가 필요 - 국내 변압기 제작사에서는 동력분산식에 적용되는 주변압기를 개발/제작한 경험이 없어 4350kVA급 외국 제품(프랑스 JST)을 탑재하여 시운전 중 03. 철도차량 국내에서는 경량 고강도 알루미늄 합금을 차체에 적용하고 있으며 CFRP, 마그네슘 소재 연구가 계획 134) 한국철도기술연구원(KRRI)을 중심으로 대차 차체 경량화를 위한 소재 및 제조공정 기술을 연구하고 있으며, 차세대 고속철도 차체 제작을 위하여 경량 고강도 알루미늄 합금인 A6005A 소재를 적용 CFRP, 마그네슘 등은 선진 기술 보유국에서도 연구개발 초기단계이나 일부 성과가 나타나고 있으며, 신개념 소재 원천기술을 확보를 통한 기술선점이 필요 - 한국철도기술연구원과 한국 재료연구소는 13년 12월 초경량 미래철도 부품 소재 원천기술 개발을 위한 융복합 연구협력 협약 체결 73) - 국내에서는 한국철도기술연구원 및 동양강철 등 기업에서 연구 기획 단계인 것으로 조사 됨 72) 고속철도 기술수준 분석보고서(3차년도), 국토교통부 국토교통과학기술진흥원, ) 철도차량 경량화를 위한 첨단 부품 소재 원천기술 개발 본격화, 보도자료, 한국철도기술연구원, 국토교통과학기술진흥원 51

52 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement (3) 자기부상철도차량 국내에서는 도시교통난 해소와 고급 교통수단으로 대중교통서비스 수준 향상을 위해 도시형 자기부상열차가 개발됨 초고속 자기부상 열차는 최근 연구가 시작되어 주요 핵심 연구가 부족 - 고속 자기부상철도 연구는 기계연구원을 중심으로, 시스템 해석 및 축소모형 시스템 개발연구를 진행하고 있으나, 실 규모 시스템에 관련 연구는 미진 도시형 자기부상 열차는 국내 최초이자 세계 두 번째로 상업운전을 위한 시스템 개발이 완료 된 상태임 74) - 무인운전 가능한 인천국제공항 자기부상철도 (노선길이: 6.1km, 복선, 6개 역사, 차량기지 등) 건설공사 완료 - 인천국제공항 자기부상철도에서 상업운전을 위한 도시형 자기부상열차 EcoBee 4개편성(총 8량) 제작완료 동향조사 철도교통분야 - 최고속도 110km/h 주행 성공으로 세계2위의 기술력 확보 - 도시철도법의 철도차량성능시험, 철도안전법의 시설물 검증시험 을 완료하고, 60일간의 영업시운전을 에 완료하여 개통준비 완료 75) 도시형자기부상열차실용화사업 을 통해 중 저속 도시형 자기부상열차의 국내외 도시철도 실용화에 필요한 시스템 기술개발을 완료 국내에서도 자기부상에 대한 실용화 기술을 기반으로 전시운행이 진행되어 왔으며, 향후 상업용 자기부상열차의 영업운전 개통 준비 중 93년 대전 엑스포와 05년 국립중앙과학관 내에서는 자기부상열차 시범노선을 운영하였음 16년 중에는 인천공항역과 용유역을 연결하는 최초의 상용 자기부상열차 노선이 개통될 예정 76) 74) 도시형자기부상열차 실용화사업 운영/총괄관리, 국토교통부 국토교통과학기술진흥원, 김원중, ) B.C. Shin, et al., Korea's First Urban Maglev System, Proceedings of Maglev ) 한국철도기술 VOL 48, 국토교통부

53 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 40 인천공항 자기부상열차 (4) 도시철도차량 국내에서는 대심도 급행 도시철도 및 개인용 철도시스템(PRT) 등에 대한 연구개발 사업을 추진 중 대심도 급행시스템(GTX)은 최고속도 시속 180km/h로 서울과 수도권을 연결하는 대중교통 수단으로 4개 철도 노선 건설을 추진 중 77) 그림 41 GTX차량 03. 철도차량 PRT(Personal Rapid Transit)는 한국철도기술연구원이 자체예산으로 5년간( 12~ 16) 개발을 추진하여 향후 공항, 관광단지, 테마파크 등에 적용하여 시설물 내의 이동 편의성 제고에 기여 전망 년 순천만 국제정원박람회장에 도입되어 정원역과 약 5.2km 거리에 위치한 순천문학관까지 시범운행 77) 서울 지하철 2호선 급행노선.. 3배 빠른 대심도 철도, 아이티투데이, 국토교통과학기술진흥원 53

54 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 그림 42 순천만 PRT 도시철도의 속도향상 방안은 신호체계 개선에 머물러 있으며, 일부 구간에서는 급행열차 운영을 통하여 속도효율성 향상을 중 추진 78) 속도효율성 향상을 위해 선로기술, 차량기술, 신호시스템 운영기술에 연구가 필요하나, 선로기술과 차량기술은 연구결과 적용시 막대한 예산이 소요되므로 신호시스템 운영기술에 대한 관심이 높은 상황 동향조사 철도교통분야 정차시간 단축을 위한 시설개선 및 정보를 제공하는 기술 연구가 필요 국내에서는 최근 트램(노면정차)에 대한 관심이 점증 79) 트램은 경전철에 비해 짧은 시격의 배차가 가능하고, 주행성이 우수하며, 토목, 건축 등의 건설비가 경전철대비 저렴한 장점이 있음 대전, 울산, 마창진 경전철 등이 트램으로 개발될 예정등 지자체에서 트램에 대한 관심이 커지고 있음 고무차륜 AGT(Automatic Guided Transit : 자동무인운전 경량전철)시스템 수준의 기술확보 미흡 현대로템(주), 우진산전(주) 등에서 철도차량분야에 대한 관련 기술을 보유하고 있으나, 상위 시스템 수준의 기술 확보는 미미한 실정 국내 철도 사업은 선진국의 엔지니어링 관련 기업이 시장을 거의 독점하고 있는 실정이며, 국내 기업은 해외기업의 하부 기관형태로 참여 - 국내 진출한 주요 해외기업 : 이태리 디아폴로니아(부산-김해 경량전철), 캐나다 봄바르디어(용인 경량전철), 독일 지멘스(의정부경전철), 일본 코벨코(부산지하철 4호선) 등 78) 도시철도 신호체계 개선 및 운영 효율화 방안 연구, 한국교통연구원. 이지선 조한선, ) 대전도시철도 2호선 트램 으로 최종결정, 오마이뉴스, 국토교통부

55 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 - 국내 업체 : 한국철도기술연구원(고무차륜 K-AGT 개발), 현대로템(차량제작사), 우진산전(차량 제작사), 유텍코리아(신분당선, 경량전철 시스템엔지니어링 체계개발 국책과제) 등 국토교통부는 03년부터 13년까지 바이모달 수송시스템을 개발 완료 하였으며 15년 현재 16년까지 실용화를 목표로 연구개발 추진 중 바이모달 수송시스템 개발 목표는 버스의 유연성과 철도의 정시성 및 친환경성을 결합한 신에너지 바이모달 저상굴절차량 및 운영/인프라 개발임 80) 국토교통부는 14년 6월부터 16년까지 상용차량 제작 공급을 목표로 바이모달 트램 실용화 사업을 추진중 81) 그림 43 AGT차량 그림 44 한국형 바이모달 트램 03. 철도차량 80) 신에너지 바이모달 수송시스템 개발 최종보고서, 국토교통부, ) 바이모달 트램 차량결함 등은 사실과 다름, 국토교통부 보도해명자료, 국토교통과학기술진흥원 55

56 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 04. 철도인프라 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 Frost & Sullivan은 22년 세계 고속철도 인프라 시장규모를 5,816억 유로로 전망 82) 고속철도 미보유 국가에서 다수의 프로젝트가 계획 되었으나, 재원확보가 어려운 국가에서는 프로젝트 추진여부가 미지수 - 폴란드와 포르투갈은 유로존 위기로 고속철도 프로젝트 취소 동향조사 철도교통분야 - 아르헨티나는 자금위기로 고속철도 프로젝트가 계속 보류될 것으로 예상 - 미국은 지방정부의 고속철도 프로젝트 재정지출 관련 정치적 문제로 캘리포니아를 제외한 모든 고속철도 프로젝트가 폐기된 상황 20년까지 중동 걸프만 연안 국가 및 인도에서는 기존 계획대로 프로젝트가 추진될 것으로 전망 - 중동 걸프만 연안 국가들을 연결하는 GCC프로젝트는 17년까지 완공을 목표로 하고 있음 - 인도는 7개 노선 고속철도 프로젝트를 승인하고, 착수 준비 중 그림 45 지역 및 국가별 고속철도 인프라 시장 전망( ) 자료 : Rail Outlook Study , paradigm Dhift Towards Intermodal Mobility Boosts Growth in All Rail Segments, Frost&Sullivan, ) Rail Outlook Study , paradigm Drift Towards Intermodal Mobility Boosts Growth in All Rail Segments, Frost&Sullivan, 국토교통부

57 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 세계 고속철도 노선 연장은 14년 기준 37,726km이며 향후 약 40,000km 신규 노선이 구축되어 20년에는 67,835km까지 증가할 것으로 전망 83) 그림 46 연도별 세계 고속철도 노선 누적 연장(단위 km, 설치기준) 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 노선연장 계획 자료 재구성, 2015 * 1964년 일본의 신칸센 노선을 시작으로 전 세계에 건설된 고속철도 노선의 누적 데이터임 04. 철도인프라 국제 철도 연맹(UIC)에 따르면 250km/h 이상으로 운행되는 세계 고속철도 노선연장은 5만 2,000km에 이를 것으로 전망 84) 표 14 세계 고속철도 정비 상황 단위 : km 지역 운행중 건설중 계획중 합계 유럽 7,351 2,929 10,815 21,095 아시아(중동 터키포함) 15,241 9,625 6,258 31,125 기타 지역 ,768 2,330 합계 22,954 12,754 18,841 54,550 주) ʼ25 년까지 시속 250km 이상으로 운행되는 노선을 대상으로 함 자료 : HIGH SPEED LINES IN THE WORLD, UIC, ) SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 노선연장 계획 자료 재구성 84) HIGH SPEED LINES IN THE WORLD, UIC, 국토교통과학기술진흥원 57

58 Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement 14년 기준 세계 고속철도 노선의 94%가 아시아, 서유럽 권역에 집중되어 있으나, 20년까지 중동/ 아프리카, 동유럽, CIS 등의 비중이 증가될 것으로 전망 14년 고속철도 노선 권역별 비중은 아시아 63%, 서유럽 31%, 기타권역이 6% 수준이나, 20년에는 아시아 45%, 서유럽 30%, 기타권역이 25%로 크게 증가할 것으로 전망 고속철도 노선 건설은 아프리카, 중남미, 중동 등으로 확대 전망 그림 47 세계 권역별 고속철도 인프라 현황 및 전망 <세계 권역별 고속철도 인프라 현황( 14년)> <세계 권역별 고속철도 인프라 전망( 20년)> 동향조사 철도교통분야 * 1964년 이후 2014년까지 건설된 고속철도 노선의 누적된 데이터임 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 노선연장 계획 자료 재구성, 2015 * 1964년 이후 2020년까지 건설 및 건설계획 중인 고속철도 노선의 누적된 데이터임 고속철도 노선 중 300km/h 이상 초고속철도 건설 비중이 증가하고 있으며, 250km/h 초과 ~ 300km/ h이하 고속철도 노선 건설비중이 감소 250km/h 이하 고속철도 건설 비중은 14년 37%에서 20년 41%로 증가 250km/h 초과 300km/h 이하 고속철도 건설 비중은 14년 30%에서 20년 28%로 감소 300km/h 초과 초고속철도 건설 비중은 14년 33%에서 20년 31%로 감소 58 국토교통부

59 2015 국토교통 R&D 동향조사 철도교통분야 그림 48 세계 속도대역별 고속철도 인프라 현황 및 전망 <속도대역별 고속철도 인프라 현황( 13년)> <속도대역별 고속철도 인프라 전망( 20년)> * 1964년 이후 2014년까지 건설된 고속철도 노선의 누적된 데이터임 * 1964년 이후 2020년까지 건설 및 건설계획 중인 고속철도 노선의 누적된 데이터임 자료 : SCI Verkehr, UIC 자료, 국가별 노선연장 계획 자료 재구성, 2015 (1) 궤도노반 10년부터 12년까지 평균 세계 궤도노반 시장 규모는 345억 유로임 85) 세계 궤도노반 시장을 권역별로 구분할 경우, 아시아는 107억 유로, 서유럽 85억 유로, 북미 61억 유로, CIS 34억 유로, 동유럽 19억 유로 등임 04. 철도인프라 권역별 세계 궤도노반 시장은 아시아, 서유럽이 각각 31.1%, 24.5%로 전 세계 시장의 절반 이상을 차지하고 있는 11년부터 16년까지 권역별 궤도노반 시장의 성장률은 아프리카/중동, 호주/태평양, 중남미가 타 권역대비 높음 12) 아시아, 서유럽을 제외한 권역의 궤도노반 시장 내 비중은 북미 17.8%, CIS 9.8%, 동유럽 5.5%, 아프리카/중동 5.0%, 중남미 4.1%, 호주/태평양 2.4%임 아프리카/중동의 평균성장률은 14.2%이며, 호주/태평양의 평균 성장률은 6.0%, 중남미의 평균성장률은 5.5%로 타 권역대비 높은 성장률이 전망되며, 세계 궤도노반 시장의 평균성장률 3.9%보다 높음 북미, 아시아의 궤도노반 시장 평균성장률은 각각 2.7%, 2.6%로 세계 궤도노반 시장의 평균성장률 대비 낮은 수준 85) The Worldwide Market for Railway Technology , SCI Verkehr Cologne 국토교통과학기술진흥원 59