미래 교통수단의 끝판왕으로 불리는 하이퍼루프에 대해서 알아보겠습니다.
하이퍼루프는 진공의 튜브 안을 시속 1200km 이상으로 달릴 수 있는 미래형 열차입니다. 서울에서 부산까지 고작 16분 걸린다고 합니다. 하이퍼루프는 테슬라와 스페이스 X의 일론 머스크가 창시한 개념이며, 기술의 발전을 위해 기술 보고서를 오픈소스로 제공하고 있습니다. 이를 통해 전 세계가 하이퍼루프 개발에 심혈을 기울이고 있습니다.
1. 하이퍼루프 원리
하이퍼루프는 저 진공상태의 튜브 안에서 캡슐이 공중에 뜬 상태로 고속으로 이동하는 열차입니다. 마찰력을 극단적으로 줄이고 공기의 압력을 통해 초고속의 속력을 내는 원리입니다. 캡슐을 공중으로 띄워 지면과의 마찰력을 없앤 상태에서 공기의 압력을 통해 캡슐이 튜브 속으로 빨려 들어가는 그림을 상상하시면 됩니다. 캡슐을 공중으로 띄우는 방식은 두 가지가 있습니다. 자기 부상 방식과 열차 아래에 팬을 설치하여 공기층을 만들어 캡슐을 띄우는 방식입니다. 그리고 후면 모터를 통해 추진 동력을 얻습니다. 전력은 당연히 무선 배터리 방식을 사용하며 튜브 외부의 태양광 패널을 통해서 충전됩니다.
2. 하이퍼루프 상용화 전망
지난해 11월 버진 하이퍼루프원이 최초로 유인 주행 테스트를 성공한 바 있습니다. 2013년에 일론 머스크가 하이퍼루프 개념을 처음 도입했으니, 7년 만에 유인 주행 테스트 성공이면 꽤 빠른 속도로 보입니다. 버진 하이퍼루프원은 2030년 상용화 가능하다고 했습니다만 아무도 예측할 수 없는 것이죠. 개인적인 생각으로 막대한 자본만 투입된다면 안될 것도 없다고 생각합니다. 코로나 백신도 1년 반 만에 상용화될 것이라고 아무도 상상하지 못했으니까 말이죠. 일부 전문가들은 비행기가 환경오염에 심각한 악영향을 끼치기 때문에, 빠른 시일 내에 하이퍼루프로 대체해야 된다고도 합니다. 이러한 의견이 지배력을 얻을 때 하이퍼루프 개발도 급속도로 진행될 것이라고 생각합니다.
한국도 한국철도기술연구원을 필두로 하이퍼루프 연구에 박차를 가하고 있습니다. 2017년 첫 모델을 선보인데 이어 2021년 1월 소형 축소 제작 시험에서 1000km 주행에 성공했습니다. 이는 전 세계 최초로 1000km 테스트 주행을 성공한 것입니다. 한국철도기술연구원의 역주에 힘입어 우리나라는 하이퍼루프 산업에서 세계적인 기술을 보유하고 있으며 앞으로도 하이퍼루프 선도 국가가 될 가능성이 있다고 합니다. 한국철도기술연구원은 2030년 내 30인승 하이퍼루프 열차 상용화를 목표로 하고 있습니다.
3. 하이퍼루프 문제점
1) 열차의 분기 제어 문제점
하이퍼루프 열차는 일반 열차와 다르게 운행하기 위해서는 튜브 내 진공상태를 유지해야 합니다. 중간 경유역에서 어떻게 진공상태를 해제하고 다시 진공상태를 만들지에 대한 해답이 아직까지 나오지 않았습니다.
2) 미세한 구조물 파손과 안전 문제
완전히 터널의 일부 구간이 눈에 띄게 무너진다면 차라리 수리할 수 있지만, 미세하게 터널의 일부가 파손되어 공기의 흐름을 방해한다면 이는 대형참사로 번질 가능성이 있습니다. 예를 들면 아주 작은 부속품 하나가 헐렁해진다면 극심한 공기의 압력을 받지 못할 것이고 터널 내 진공상태는 해제될 것입니다. 이렇듯 아주 미세한 구조물 파손을 어떻게 방지할 지에 대한 해답이 나와야 상용화가 가능합니다.
3) 응급상황 대비 문제
하이퍼루프는 희박한 공기 속을 날아가기 때문에 질식의 우려가 있습니다. 또한 응급 상황 발생 시 어쨌든 역까지는 가야 응급환자를 구조할 수 있습니다. 그 짧은 시간 동안 환자의 상태를 장담할 수 없기 때문에 이 부분 또한 대비책이 있어야 합니다.
4) 차량 간격 제어 문제
하이퍼루프는 현재 개념상 1량짜리 작은 차량을 이용하며 승객수도 얼마 안 되기 때문에 차량의 간격을 짧게 많은 차량이 운행되어야 수익성 측면에서 상용화될 것이라고 생각합니다. 하지만 안전성 측면에서 생각한다면 최대한 차량 간격을 넓혀서 운행해야 합니다. 1200km의 빠른 속도 때문에 그만큼 긴급 제동이 힘들 것이기 때문입니다. 만약 앞선 차량이 사고가 나 터널 내 멈추게 되었을 때 좁은 차량 간격은 재앙을 초래할 것입니다.
5) 비용
우선 고속철도 건설에 막대한 비용을 지불한 대부분의 국가에서 하이퍼루프 건설은 중복투자가 될 수 있습니다. 또한, 하이퍼루프는 음속에 가까운 초고속 열차이기 때문에 중간 정착지를 많이 둘 수 없습니다. 특히 우리나라는 국토가 좁고 여러 대도시들이 분산되어 있기 때문에 중간 정착지를 많이 둘 수 없다면 막대한 비용을 들여 하이퍼루프를 건설하기에는 효용성이 떨어진다는 지적이 있습니다.
4. 하이퍼루프 관련주
하이퍼루프는 그 기술 자체도 관심을 끌지만 그에 못지않게 하이퍼루프를 선도하는 기업과 그 주식도 매우 큰 관심을 끌고 있습니다.
우선 미국 주식부터 알아본다면, 세계 최초로 유인 주행을 성공한 버진 하이퍼루프(Virgin Hyperloop)가 있습니다. 버진 하이퍼루프가 전 세계에서 가장 선도적인 하이퍼루프 회사이며, 그 외에 The boring company, 스카이트랜(Skytran), 하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(Hyperloop Transportation Technology) 등이 있습니다.
한국 기업은, 우선 포스코 ict가 있습니다. 포스코는 직접적으로 하이퍼루프 개발에 뛰어든다고 발표한 바 있습니다. 그 외에 엘오티베큠(건기 진공펌프 제조), 고려제강(특수강 제조), 현대로템(열차 차량 제조)이 있습니다.
