『초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업 기획』

기 술 수 요 조 사

안녕하십니까?

본 기술수요조사는 다부처(과학기술정보통신부, 국토교통부) 사업으로 기획하고 있는 ‘초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업’의 기술발굴을 목적으로 하고 있습니다.

본 수요조사를 통해 선정된 기술에 대한 내용은 초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업의 실질적인 과제 추진 시 적극 반영될 예정입니다.

귀하께서 응답하신 내용은 절대 비밀이 보장되오니 바쁘시더라도 귀한 시간 내어 주셔서 이번 기술수요조사에 응해주시면 감사하겠습니다. 초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업의 기획･추진에 귀하의 소중한 의견이 유용하게 활용될 수 있도록 많은 협조와 지원을 부탁드립니다.

2021년 06월

[붙임자료]

1. 초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술 구성(안)

2. 초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업 수요조사서 양식

3. 기술수요조사서 작성 예시

4. 연구테마 상세 소개자료

[제출 및 문의]

□ 조사주관 : 혁신도전 프로젝트 추진단 / 국토교통과학기술진흥원

□ 조사기관 : 과학기술전략연구소

□ 제출기한 : 2020년 6월 25일(금) 16:00 까지

□ 조사문의 : 과학기술전략연구소(044-868-8612, survey03@stsi.re.kr)

개인정보 취급방침

1. 개인정보의 처리 목적

‘초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업’은 이용자 확인을 위한 목적으로 귀하의 개인정보를 수집‧이용하고 있습니다. 수집방법에 따른 구체적인 수집 및 이용목적은 다음과 같습니다.

- ‘초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업’ 제안자 본인 확인을 위한 정보 수집

2. 처리하는 개인정보의 항목 및 처리 방법

‘초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업’은 서비스제공을 위하여 필요한 최소한의 범위 내에서 아래와 같이 개인정보를 수집하고 있습니다. (성명, 소속기관, 직위, 연락처, 이메일 주소)

본 설문에서 응답해주시는 정보는 법률 제11690호 개인정보보호법 제15조(개인정보 수집/이용)에 의거 보호 받을 수 있으며, 동법 제21조(개인정보의파기)에 의거 조사 종료 후 파기되오니 안심하시고 원활한 연구 진행이 될 수 있도록 본 조사에 참여해 주시면 감사하겠습니다.

붙임 1				초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술의 개념 및 범위(안)

하이퍼튜브의 개념

￭ 하이퍼튜브의 개념

- 최고 시속 1,200km의 속도로 주행하는 신개념 초고속 교통 시스템으로 공기저항을 근본적으로 해결할 수 있는 아진공 주행 환경과 무인 자율주행 및 전자기력을 이용한 차량의 추진□부상하는 기술적 특징을 보유

* 아진공 : 0.001기압(대기압의 1/1000) 이하의 진공에 가까운 기압을 의미

하이퍼튜브의 기술 범위

￭ 초고속 추진 및 부상시스템 기술

- 하이퍼튜브의 초고속 추진 및 부상을 위해 초전도 전자석을 이용한 유도반발식 자기부상 기술과 1,200km/h 속도로 주행할 수 있도록 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전력 공급 기술

￭ 아진공 튜브 주행 차량 기술

- 최고 1,200km/h의 속도로 진공 튜브 내부를 안전하게 비행하는 캡슐형 차량 개발 기술

- 아진공 튜브에서 1,200km/h로 주행하는 하이퍼튜브의 차량 및 인프라의 상태정보를 관제센터로 송□수신하기 위한 무선 통신 시스템 기술

￭ 아진공 튜브 인프라 건설 및 안전 기술

- 튜브 내부를 0.001기압 이하로 유지한 상태에서 캡슐 차량을 안내하는 인프라 구조물 개발 기술

- 하이퍼튜브의 주행 시 승객의 안전성을 확보하고, 긴급 상황에 대응하기 위한 안전 기술

￭ 하이퍼튜브 시스템 통합 및 시험평가 연구

- 시스템 엔지니어링 기술을 적용하여 1,200km/h급의 하이퍼튜브 시스템 개발의 목표를 달성하기 위해 개발한 기술의 연계 및 시스템 통합 방안 및 테스트를 위한 시험평가 방안 연구

붙임 2				초고속 이동수단 하이퍼튜브 기술개발사업 기술수요조사

사업명(기술명)	※ 제안하는 기술의 가장 핵심적인 내용을 표현
기술 분류 (해당란에 v표시)	□ 초고속 추진 및 부상시스템 기술 ( ) □ 아진공 튜브 주행 차량 기술 ( ) □ 아진공 튜브인프라 건설 및 안전기술 ( ) □ 하이퍼튜브 시스템 통합 및 시험평가 연구 ( ) ※ 해당하는 기술에 ✔로 표현
기술의 개요 (정의, 개념)	○ - ※ 제안하는 기술에 대한 정의 및 개념 소개
필요성	○ - ※ 기술을 제안하는 배경, 연구의 시급성 등을 구체적으로 기술
연구개발 목표	○ - ※ 제안하는 기술의 연구개발 최종 목표 및 결과물
연구내용 및 범위	○ - ※ 제안하는 기술에 대한 세부과제 수준의 내용 및 연구범위 제안
기대 및 파급효과	○ - ※ 제안하는 연구개발 결과 얻어지는 효과
연구개발 동향	□ ※ 제안하는 기술과 관련 있는 국내외 동향, 해외 연구 사례, 기술예시 등 작성
예상 사업규모	연구비(연간)	백만원	연구기간	년
제안자 인적 사항	성명		소속기관
	직위		연락처
	E-mail

붙임 3				기술수요조사 작성 예시

사업명(기술명)	OOO 기술
기술 분류 (해당란에 v표시)	□ 초고속 추진 및 부상시스템 기술 (✔) □ 아진공 튜브 주행 차량 기술 ( ) □ 아진공 튜브인프라 건설 및 안전기술 ( ) □ 하이퍼튜브 시스템 통합 및 시험평가 연구 ( )
기술의 개요 (정의, 개념)	○ 차량 추진을 위한 변압기 기술은 전차선으로 부터 공급되는 전원을 차량의 가/감속구동 및 보조기기들의 작동에 필요한 전원공급, 가/감속 구동, 동력발생을 통한 차륜에 동력을 전달하는 기술
필요성	○ 최근 개발되는 신기술(반도체변압기, SiC 적용 다상 추진제어장치 및 견인전동기, 마그네틱기어 등)을 적용한 새로운 형식의 변압기 기술개발 - 기존의 유입식변압기 대비 20% 무게 절감을 위해서는 반도체 변압기의 차량 적용을 위한 핵심기술개발이 필요 - 중량(약 10%) 절감, 고장율 저감 및 유지보수성 향상을 위한 비접촉식 마그네틱 감속기어 개발 요구 증대 - 차량의 가속 및 감속을 담당하는 가장 중요한 기술로 세계적인 기술 선도국의 경우 신기술을 적용한 변압기 기술을 이미 보유하고 있는 상황 ※ 출처 :
연구개발 목표	○ 차량 추진시스템에 신기술을 적용하여 차량의 안정성 향상 및 경량화를 달성함으로써 운영 효율화 및 교통의 경쟁력을 확보하기 위한 기술개발
연구내용 및 범위	○ 반도체 변압기의 차량 적용 기술 ○ 비접촉식 마그네틱 감속기어 기술
기대 및 파급효과	○ 차량의 핵심 부품인 추진시스템 기술개발 기획으로 수출경쟁력을 향상시키기 위한 핵심 기술 확보 및 국가 기술 경쟁력 확보 전략 수립 ○ 차량의 운행 안정성 향상 위한 기술대안 확보 및 교통 서비스 경쟁력 확보 ○ 추진시스템 경량화 및 에너지 효율 증대, 유지보수 절감으로 운영 효율 향상
연구개발 동향	○ 국내의 변압기 기술 현황 - 765kV 급 변전기기의 고장 예방, 운전 신뢰성 향상을 위한 진단 시스템을 도입 - 145/245/300/550kV 급 수출용 고전압 변전 기기 개발 완료 및 Compact화, 신소재 및 부품 개발 및 적용 위한 연구 진행 중 - 국내에서도 친환경 변압기에 대한 개발은 활발히 진행 중이며, 기름을 사용하지 않는 몰드형 건식 변압기의 대용량화 및 SF6를 이용한 가스절연 변압기에 개발이 활발히 이루어지고 있음 ※ 출처 : ○ 해외의 변압기 기술 현황 - EU 및 GCC (Gulf Cooperation Council) 국가간의 송전 시스템 통합 추진으로 인한VFTO에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음 ※ 출처 :
예상 사업규모	연구비(연간)	000백만원	연구기간	00년
제안자 인적 사항	성명	홍 길 동	소속기관	과학기술전략연구소
	직위	연구원	연락처	010-0000-0000
	E-mail	0000000@stsi.re.kr

붙임 4				연구테마 상세 소개자료

□ (연구테마1) 초고속 이동수단 하이퍼튜브(Hypertube) 기술개발

ㅇ (임무) 시간 가치 증대에 대응하여 중□장거리 이동시간을 혁신적으로 단축할 수 있는 친환경 초고속 이동수단 개발

ㅇ (연구내용) 사람이 탑승가능한 규모의 하이퍼튜브 차량 및 주행에 필요한 핵심기술 개발*, 단거리 시험선을 통한 핵심기술 검증, 초고속 철도 실용화를 위한 시험노선 구축 및 1,200km/h 시험운행

ㅇ (사업유형) 패키지형*

* 선행연구를 통해 개념검증이 일정 부분 진행된 연구테마는 연구개발 및 실증까지 패키지화하여 대형 사업으로 기획·추진

ㅇ (주관부처: 국토부/과기정통부) 1,200km/h로 주행할 수 있는 초고속 철도(하이퍼튜브) 핵심기술 개발·검증 및 시험노선 구축

□ 향후 추진 일정(안)

구분	추진주체 및 일정
연구테마 확정	혁신도전 프로젝트 추진위원회, ’21.4
사업기획 공모	KARPA, ’21.4
사업기획 기간	KARPA/주관부처, ’21.5 ~ ’22.2 ※ ’21년 9월 예타 신청 예정
사업기획 결과 보고	혁신도전 프로젝트 추진위원회, ’21.12
사업 예산심의	KARPA/주관부처, ’22.5~12
사업 착수	주관부처, ’23.1~

연구테마(안) : 초고속(1,200km/h) 이동수단 하이퍼튜브 기술개발

I. 테마 관련 사회적 난제

□ (중․장거리 이동수요 증대) 중․장거리 교통기술의 발달과 도시집중화의 가속화로 인하여 도시 간 중□장거리 이동수단의 수요는 지속적으로 증가

ㅇ 대중교통의 수송거리는 경제성장과 더불어 지속적인 증가추세이며, 고속도로의 경우 300km이상 중장거리 이동 수요가 크게 증가

미래교통수요의 변화 예측, 한국교통연구원(2016)

< 대중교통 총 수송거리 변화 >	< 주행거리별 고속도로 교통량 통계 >

ㅇ 지역간 대중교통 수송량 변화는 통행시간이 짧고 편리한 고속 교통수단의 선호현상이 뚜렷

미래교통수요의 변화 예측, 한국교통연구원(2016)

(단위 : 백만인)

	철도	항공	해운	버스	합계
2000	837	21	9	675	1,529
2010	1,061	20	14	283	1,379
2014	1,264	25	14	274	1,576

※ (철도) 여객 수는 ’19년 약 9천만 명으로 ’11년 약 5천만 명 대비 약 80% 증가하였으며, 향후 10년내 철도 이용 인구는 46%에서 60%로 증가 예상

한국철도공사 및 ㈜SR에서 제공하는 ｢KTX, SRT 여객 수송 통계｣, e-나라지표

※ (항공기) 국내□국제선의 여객 및 운항 수의 연평균 증가율은 국내선의 경우 각각 5.9%, 2.7%씩, 국제선의 경우 8.6%, 6.5%씩 증가 예상

국토교통부 항공통계, e-나라지표

ㅇ 지속적인 도시집중화현상으로 인해 2050년에는 전 세계 인구의 70% 이상이 대도시권에 거주하게 되는 메가시티화가 진행될 것으로 예측

OECD Enviromental Outlook to 2050, OECD, 2012

※ UN은 인구 1,000만 명 이상이 거주하는 “메가시티”가 ’18년 기준 32개(서울포함)에서 ’30년에는 43개, ’50년에는 50개로 확대될 것으로 전망

World Urbanization Prospects – The 2018 Revision, UN, 2019

※ 국내의 경우 경인권, 부울권, 대구권, 광주권, 대전세종권 등 5대 대도시권역으로 집중화될 것으로 예측

미래대도시권 전망과 대응전략 연구, 국토연구원(2016)

ㅇ 도시지역 양극화*와 글로벌화에 따른 문제해소**를 위해 교통 및 물류의 운송망 및 운송수단의 다변화와 효율화의 필요성이 요구되고 있는 상황

<국내 지역간 여객통행량(통행/일) 추세>	<국내 화물수송(천ton) 추세***>

* 대도시화 및 집중화는 도시교통의 혼잡을 유발하고 지역간 교통복지의 편차를 심화시키는 문제를 유발

미래교통수요변화 대응 교통 SOC 추진전략 수립(2019, 한국교통연구원)

** 장거리 교통 및 물류 수요가 ’50년에는 현재의 3배 이상 증가하고, 교통망 포화에 따른 막대한 사회적 비용이 발생할 것으로 전망

ITF Transport Outlook 2019, ITF, 2019

*** 여객 : ’11년 대비 9.4% 증가, 물류 : 급격한 증가로 ’45년에 37.9% 증가예측

지역 간 승객통행량, 한국교통연구원, 2018

□ (대중교통의 시간가치 증대) 미래에는 개인 교통수단의 발달로 대중교통에 대해 이용편리성과 시간절감에 대한 요구가 증가

ㅇ 삶의 질 향상을 추구함에 따라 통행수단 선택 시 비용보다는 이용의 편리성, 통행시간 절감을 중요시하고 있는 상황

※ 수입이 증가할수록 교통수단 선택 시 비용보다는 서비스의 질과 이동시간 절감을 더 중요시하게 됨에 따라 고속형 이동수단을 선택하는 경향을 보이는 것으로 조사

미래 여객 교통수요의 변화 예측, 한국교통연구원, 2016

ㅇ 철도의 수송 분담 강화를 위해 KTX를 도입하였으나, 속도향상의 기술적 장벽 및 용량의 포화로 미래 중□장거리 이동수요 충족에 한계가 존재

※ KTX의 속도향상을 위한 노력은 지속적으로 이루어졌으나, 400km/h라는 기술적 장벽에 부딪혔으며, KTX 용량은 곧 포화상태에 이를 것으로 전망

□ (친환경 교통 필요성 증대) 기후변화 대응 등 전세계적 친환경 교통수단으로의 전환 요구는 철도의 중□장거리 교통으로의 중요성을 증대

ㅇ 기존 교통수단은 화석연료 사용으로 환경오염 및 교통 혼잡비용이 증가

※ 우리나라는 2030년까지 온실가스를 배출전망치(BAU) 대비 37% 감축을 발표했으며, 교통부분의 온실가스 감축목표는 2030년 배출전망치(BAU) 대비 29.3% 수준

제2차 기후변화대응 기본계획, 관계부처합동, 2019. 10

□ (미래 초고속 교통수요 증가) 디지털 정보화, 메가시티화, 세계화 등의 미래사회 변화는 초연결․초고속화 시대로의 교통혁신을 유발

국가교통미래전략 2050 ‘새로운 30년을 준비하는 미래교통 물류전략 기획’, 한국교통연구원, 2016.03

ㅇ 미래사회 육상에서는 자율차, 공중에서는 드론과 플라잉카 등의 신교통수단 등장으로 교통의 패러다임 변화 예상

미래 여객 교통수요의 변화 예측, 한국교통연구원, 2016

ㅇ 미래 2045년에는 세계경제의 성장과 메가시티를 연결하는 교통수요 증가로 全세계 1일 생활권을 위한 초음속․초고속 교통 시대로 전환

대한민국 과학기술 미래전략 2045, 과학기술정보통신부, 2020

※ 전 세계적으로 중□장거리 수요에 대응하기 위하여 초고속 이동수단(초음속 비행기, 하이퍼튜브 등) 개발을 위한 연구개발을 진행 중

‘전 세계 1일 생활권’ 가능할까?, The Science Times, 2018.04.24

‘1일 생활권’ 목표로... 세계는 지금 철도 르네상스, 매거진한경, 2018.05.31

II. 문제 발굴(As is)

□ 미래 사회의 높은 시간가치 요구에 대응하기 위하여 빠른 이동속도와 이용의 편리성□정시성을 확보할 수 있는 초고속 이동수단 개발 필요

ㅇ 높아지는 시간가치에 대응하기 위해 고속철도와 같은 이용의 편리성․정시성을 확보하면서 항공기 보다 빠른 교통수단 요구

※ 800km 이상, 4시간 이상 소요되는 목적지로 이동할 경우 고속철도의 시간가치는 떨어지며, 항공기의 경우 이동시간 외에 소요되는 시간(대기시간 등)이 많은 상황

고속철도vs항공기 4시간의 벽에 대하여..., 레일뉴스, 2015.12

ㅇ KTX의 운행속도는 320km/h로 이미 세계적 수준에 도달했으며, 정차역 등을 고려할 때 선로개량을 하더라도 추가적인 시간단축에는 한계

※ KTX 경부선의 경우 ’10년 정치권과 지역의 요구로 신경주역과 울산역이 생기면서 서울∼부산의 운행시간이 35분 가량 증가하는 문제 발생

新역사□정차요구 봇물...“KTX, 완행철될라”, 매일경제, ’19.10

ㅇ 항공기는 비, 눈, 바람, 안개 등 기상변화에 민감한 교통수단으로 이에 따른 출발지연 및 결항이 빈번하게 발생*하여 정시성 확보가 어려움

※ ’21년 1월에 발생한 대설, 급변풍 및 강풍 등의 기상변화로 인해 항공기 지연 운항 및 결항이 발생하였으며, 이러한 기상변화는 이상기후로 인해 더욱 심해질 것으로 예상

눈오고 바람불고...전국공항서 항공기 결항 10편, NEWSIS, 2021.01.18

제주공항 급변풍 특보...10편 결항, 5편 지연 운항, 동아일보, 2021.01.28

ㅇ 제3차 국토종합계획(`20~`40) 「안전하고 지속가능한 스마트국토 조성」등의 정부정책 달성을 위해 초고속 교통수단 필요

※ 정부는 기간교통망 효율화 및 대도시권 혼잡 해소를 위해 전국 평균 2시간대(현재 평균 171분)로 연결하는 정책을 수립

□ 전 세계적인 환경문제를 해결하기 위해 친환경성이 확보된 중□장거리 교통수단으로의 전환 요구 증대

ㅇ ’16년 기준 운송부문에서 발생하는 CO2는 전 세계 CO2의 약 24%를 차지하고 있는 상황으로 다른 부문보다 빠르게 증가하고 있는 상황

BAK economic intelligence(Hyperloop: a breakthrough for vacuum transportation?), BAK, 2020,3.13

※ 승객 한 명이 1 km를 이동할 때 배출되는 이산화탄소는 항공기가 285g으로 버스(68g)의 4배, 기차(14g)의 20배에 이르는 수준

김동연, 기후 위기 시대의 여행, 기후변화센터, 2019

ㅇ 전 세계 항공기가 유발하는 CO2의 양이 약 946 million ton으로, 이를 하이퍼튜브 등 신교통수단으로 대체 시 화석연료의 약 58% 절감 가능

Considering the Environmental Impact of Hyperloop Routes in the US, The NEWS WHEEL, 2018.12

□ 다양한 미래 이동수단이 개발되고 있으나 초연결□초고속화에 적극적으로 대응할 수 있는 새로운 중□장거리 이동수단의 개발이 필요

ㅇ 현재 개발 중인 미래 이동수단은 대부분 단거리 이동에 적합한 이동수단으로, 중□장거리 이동에 대한 요구에는 대응하기 어려운 상황

※ 플라잉카와 초음속 비행기의 경우 신속성, 편의성, 친환경성 등을 고려하였을 때 미래 사회에서 요구되는 중□장거리 이동수단으로는 부적합

구분		특징
단거리 이동수단	개인이동수단	- 저속(10∼20 km/h)으로 운행하는 1인용 모빌리티
	드론	- 최대 45 km 거리밖에 비행하지 못해 장거리 운행에는 한계
중단거리 이동수단	자율주행차	- 주행이 도로에만 국한되어 있고, 탑승 인원이 적음
중장거리 이동수단	플라잉카	- 비교적 고속(240~320 km/h)으로 운행할 수 있으나, 최대 탑승 인원이 5인 이하이며, 날씨 영향을 많이 받고, 가격이 비쌀 것으로 예상
	초음속비행기	- 4,500 km 이상의 거리에 적합하며, 탄소배출, 연료소비효율 등 환경적 측면에서는 부적합

ㅇ 통행시간의 관점*에서 하이퍼튜브는 4,500 km 이하의 구간에서는 가장 우위에 있는 것으로 분석

하이퍼튜브시스템의 개발목표수준 분석에 관한 연구, 김동희 외, 2021

* (차내시간) 교통수단의 평균속도 (차외시간) 접근시간, 대기시간, 환승시간 등을 고려

door-to-door 소요시간(hr)

거리(km)

※ 항공기, 고속철도, 하이퍼튜브, 초음속 항공기를 비교

ㅇ 신속성, 통행비용, 건설비, 친환경성 등을 고려하였을 때 이를 모두 만족할 수 있는 중□장거리 이동수단으로는 하이퍼튜브가 가장 적합

Hyperloop Commercial Feasibility Analysis, DOT-VNTSC-NASA-16-01, 2016.7

※ 하이퍼튜브의 시간당 수송량은 약 2,779,220 인km/h로 이는 항공기의 5배, 고속철도의 1.8배, 초음속 항공기의 13배 수준으로 수송력이 가장 우수한 이동수단

구분	하이퍼튜브	항공기	자기부상	고속철도
최고속도(km/h)	1,200	800	600	300
표정속도(km/h)	950	400	420	210
여행시간(SF-LA)	35분	83분	86분	160분
SF-LA 운임(달러)	20	68~200	-	86
에너지소비(BTU/인·마일)	항공기 5~6배 철도 2~3배 절감	3,230	1,180	975
건설비(마일당 달러)	17백만	-	132백만	43백만

이동시간의 가치증대 및 친환경 교통수요에 따라 중□장거리를 신속하게 이동할 수 있는 신교통수단의 잠재수요가 증가	☞	중□장거리 이동시간을 혁신적으로 단축할 수 있는 친환경 교통수단인 초고속 이동수단(Hypertube) 개발

III. 문제 해결 임무(To be)

시간 가치 증대에 대응하여 중□장거리 이동시간을 혁신적으로

단축할 수 있는 친환경 초고속 이동수단(Hypertube) 개발

□ (추진전략) 1,200km/h로 주행할 수 있는 초고속 철도(하이퍼튜브) 핵심기술을 개발하고, 이를 실증하기 위한 시험선(12km) 구축

ㅇ 시험노선 구축을 통한 하이퍼튜브 핵심기술 개발 및 운영･실증 기술 개발

- 하이퍼튜브 주행 핵심기술*의 선제적 개발 및 시험을 통한 하이퍼튜브의 실현가능성 확보

* 추진･부상 기술, 전력시스템, 캡슐차량, 제어기술, 시제품 제작, 아진공 튜브 등

- 승객의 안전성 확보, 하이퍼튜브의 운영, 선로점검, 통신설비, 인프라 구축 등 실제 하이퍼튜브의 운영에 필요한 핵심기술을 개발

* 지자체 등과의 협력을 통해 실증을 추진

- 시험차량 제작 및 시험노선 구축(12km)을 하고, 800km/h급 시험운행을 통해 하이퍼튜브 운영·안전·유지보수 핵심기술 확보

구분	내용
목표	▪초고속 하이퍼튜브 철도시스템 차량 및 주행관련 핵심기술 개발 ▪초고속 철도에 추가적으로 적용이 필요한 기술개발 및 실증 ▪800km/h급 시험운행 및 하이퍼튜브 운영‧안전‧유지보수 핵심기술 확보
추진 방향	▪(핵심기술 개발) 사람이 탑승가능한 규모의 하이퍼튜브 차량 및 주행에 필요한 핵심기술을 개발 ▪(시험노선 구축) 핵심기술개발 연구성과를 반양한 약 12km 시험노선 구축 ▪(시험운행 및 핵심기술 확보) 800km/h 시험운행 및 운영·안전·유지보수 핵심기술 확보
시험 노선	▪시험선 길이 : 12km ▪최고 속도 : 800km/h ※ 12km에서 측정가능한 최고속도는 800km/h

□ 파급효과

ㅇ 과학기술적 파급효과

- 초고속 이동수단 관련 기술개발은 관련 산업분야 뿐만 아니라 다양한 과학기술 분야에서의 기술경쟁력 확보에도 기여할 것으로 예상

※ 초고속 이동수단(Hypertube)은 건설, 기계, 전기·전자, 통신, 소재, IT, 항공우주 등 산업 전 분야의 기술이 총 집약되는 미래 기술로서 산업 전반에 파급 효과 야기

- 저속으로 주행할 수 있는 도심형 튜브를 지하 파이프라인 네트워크와 연계할 경우 도심 체증, 날씨 등과 무관하게 신속한 화물 수송이 가능

ㅇ 산업/경제적 파급효과

- (서울~부산 직결 시) 생산유발효과 15조 7,226억 원, 부가가치유발효과 11조 7,409억 원, 고용유발효과 157,167 명

서울~부산 초고속열차 사업비 8조 5,595억 원 기준, 유신, 2016, 한국은행 산업연관표를 활용한 산업연관분석 기준, KRRI, 2018

※ (국토공간 압축효과) 서울 33.3%, 부산 52.0%, (2시간 이내 교류 가능 인구증가) 서울 기준 4,651만 명, 부산 기준 4,849만 명

국토연구원, 2018

- 초고속 이동수단의 국내 도입에 따른 관련 사업의 파급효과 규모는 약 9조 8,444억 원으로 추정

초고속미래교통시스템 연구개발, 한국철도기술연구원, 2018

※ 건설업 매출액 증가(6조 8,041억 원), 수송기계업 매출액 증가(1조 503억 원), 화물수송업 매출액 증가(2,050억 원), 관광업 매출액 증가(1조 7,404억 원)

- 초고속 이동수단 개발을 통해 창출된 성과물은 다양한 비즈니스 모델을 생성하여 관련 시장 선점에 기여할 것으로 전망

※ 냉동기 분리형 초전도 LSM 추진/부상장치, 압축강도 120MPa 이상 초고밀도 콘크리트, 5G 초고속 통신 등은 세계 선도급의 기술력을 보유

IV. 위험요인(Risk)

□ 초고속 이동수단 관련 정부의 추진계획, 추진의지 등 정책적 연계성 강화 필요

ㅇ 중장거리 통행량은 증가하고 있으나, 이를 위한 정부의 초고속 이동수단 관련 정책적 추진계획 및 추진의지 확립 필요

□ 국내 철도 산업은 매우 영세하여 철도 부품 대부분을 수입에 의존

ㅇ 철도차량부품을 생산하는 250여개 업체 중 철도차량 부문 매출이 60% 이상을 차지하는 업체는 90여개이며, 대부분 영세하고 일부 주요 업체를 제외한 업체들은 철도차량부품을 부수적으로 생산

(참고1) 해외 사례

ㅇ (미국) Virgin Hyperloop One은 실제 유인이 탑승하여 172 km/h 속도를 달성하였으며, 웨스트 버지니아주에 시험선 건설 결정(’20.10)

ㅇ (유럽) 유럽표준화위원회(CENELEC)에 하이퍼튜브 표준화 전담 위원회(JTC20)를 결성하여 미래 유럽통합표준 추진(’20.2)

(참고2) 연구테마 선정 세부기준 검토 결과

핵심기준	검토 결과
목표의 명확성	□ 미래의 환경변화로 이동시간 가치가 증가함에 따라 중장거리를 혁신적으로 신속하게 이동할 수 있는 초고속 이동수단을 개발하는 것은 해결하고자하는 문제가 명확하며, 최대 1,200 km/h로 주행한다는 관점에서 개발하고자하는 목표가 명확함
도전성	□ 아진공 튜브를 활용하여 캡슐차량을 이동시키는 기술은 전 세계적으로 주목을 받고 있으며, 기술개발 성공 시 세계 최고 수준의 기술역량을 확보할 수 있음
혁신성	□ 육상에서 1,200 km/h 급으로 주행할 수 있는 초고속 이동수단은 그 자체로 혁신성을 가지며, 이를 가능케 하기 위해 공기저항을 낮추어 기밀을 유지할 수 있는 아진공 튜브 또한 교통분야의 혁신성을 가짐
차별성	□ 기존 중저속의 도시철도/일반철도/고속철도의 기술개발을 위한 사업은 존재하나, 신개념의 초고속 이동수단을 개발하는 사업은 미존재
파급효과	□ 초고속 이동수단(Hypertube) 관련 국내 독자적인 원천기술을 보유함으로써 해외 수출 역량을 확보 및 시장 선점이 가능하다는 측면에서 파급효과가 크며, 관련 기술은 항공/우주 분야에도 혁신적인 영향을 미칠 수 있음

(참고3) 한국과학기술한림원 및 관련 학회 추천 전문가의 검토 의견

□ 미래 사회의 높은 시간가치 요구에 대응하기 위한 빠른 이동 속도와 이용의 편리성□정시성을 확보할 수 있는 초고속 이동 수단의 필요성 인정됨

ㅇ 해외 선진국에서 본격적인 프로젝트가 진행되고 있으므로 국내 하이퍼튜브의 기술 분야별 지속적 연구개발은 반드시 필요하다고 판단됨

ㅇ 하이퍼튜브는 항공교통 대비 승객의 편의성이 높고, 기후환경에 대한 영향이 적기 때문에 기존의 여객기가 차지하는 시장의 상당 부분을 효율적으로 대체할 수 있을 것으로 예상함

□ 운송체의 속도 및 안정성 확보, 인프라의 기밀성 확보 등 도전성이 매우 높음

□ 우리나라의 철도기술연구원, 건설기술연구원 등에서 지속적으로 진행하고 있는 기술연구를 기반으로 범부처적인 연구단을 출범하여 협력적 연구를 할 수 있다면, 세계를 선도할 기술 개발이 가능함

ㅇ 세계적 기술 선도, 기술 표준의 주도권 획득, 기술 수출로 인한 부가가치 획득 등의 파급효과가 기대됨

□ 하이퍼튜브에 대한 국가적인 연구개발 사업은 수행된 바 없으므로 차별성이 인정됨

□ 보완사항으로 교통시스템 개발 사업의 특성을 고려하여 시스템 운영 개념을 명확하게 정의하고, 시험선 구축과 시운전을 통한 기술 실증 및 안전 입증을 최종 목표로 명확하게 설정하는 것이 필요함

(참고4) 하이퍼튜브(HTX) 세부사양(안)

구분		세부항목	세부사양
차량	속도	설계속도	1,200 km/h
		운행속도	1,000 km/h
	추진부상	추진	LSM
		부상	EDS
	가감속도	가속도	0.5g이상
		감속도	0.5g이상
	차량 크기(승객수)	승객수	4～8명
		크기	10x1.8x2.2(L*W*H)
		중량	8ton
	편성 구성	-	1량 1편성
	시험차량 유인/무인	-	무인, 유인
	시험차량 제작 수량	-	2대
인프라	튜브재질	초고밀도 콘크리트	운행기압 범위 (1/1,000~1/100 기압) 3시간 이상 유지
		강재	비자성 강재 등
		강+콘크리트 합성	강+콘크리트 합성
	주행환경(공기압)	설계기압	1/1,000기압
		운행기압	1/1,000～1/100기압
	(추가) 튜브 크기	튜브 직경	3.26 m
	분기기	위치	(시험선)차량차고지 진입,진출선에설치
		크기	본선(단선)직경4m 분기부는 본선 단면의 2배이상 확대
	전력	전력용량	60MVA
	시험선	총 연장거리	1단계 단거리시험선(수km), 2단계 시험노선(30km)
		차로	단선
	공간분할개폐 및 진공관리	분할단위(거리)	Dia.4mx10km
		진공 펌핑/모니터링 간격	Dia.4m x 1km
		역사 격실 출입도어	역사별 1개소
	(추가)터널단면 설계	도심지역	확폭, 분기 최적단면 선정
		일반구간	단선, 복선 및 기존 터널확폭 최적단면 선정
신호/통신 운행제어	열차제어 방식	-	지상전자코일에 의한 속도제어방식
	통신 방식	캡슐차량 제어 정보	20kbps
		캡슐차량 영상 정보	6Mbps H.265
		인프라 제어 정보	유선, DL 100k / UL 100K
	시격/차간거리	-	차량, 인프라, 역사운영 등 복합적 고려하여 결정
운영/유지보수	안전관리 (비상대피 등)	-	대피로에 포함
	유지관리	튜브 손상 등 기밀성 저해 요소 탐지 및 모니터링	튜브내,외부탐지균열크기0.1mm 실시간모니터링 (광섬유그리드센서등)
		튜브급속보수보강	6시간 이내 기밀성능 회복
		튜브 급속 교체	1경간4시간이내교체 인양가능중량250tonf이상
	관제	-	관제설비
	RAMS, SIL 인증 등	-	SIL4수준