1873년 봄, 중국 스코틀랜드 학자 제임스 레게(James Legge)가 상하이를 떠나 베이징으로 갔을 때 그 여행에는 1200주가 걸렸습니다. 먼저 그는 배를 타고 천진에 도착했고, 그 다음에는 노새를 타고 중국 수도에 도착했습니다. 오늘날, 20km의 동일한 여행이 고속철도를 이용하면 시간 남짓 걸립니다. 두 도시 간 비행 시간은 시간 분입니다. 유럽의 경우 밀라노에서 로마까지 시간 이내에 목적지에 도달할 수 있는 고속 프레치아로사 열차가 있고, 도쿄에서 오사카까지 고속 신칸센 열차가 시간 분 거리에 있습니다.
사람들은 오늘날처럼 빠르고 쉽게 여행한 적이 없습니다. 그러나 이러한 편리함에는 대가가 따릅니다. 운송은 전 세계 이산화탄소 배출량의 20%를 차지하며 지난 년 동안 운송으로 인한 이산화탄소 배출량은 다른 어떤 배출원보다 빠르게 증가했습니다. 이것은 특히 사실입니다 항공 운송, 철도 또는 도로 운송보다 배출량이 더 빠르게 증가했습니다. 이와 관련하여 다음과 같은 질문이 제기됩니다. 행성을 죽이지 않고 고속으로 여행하는 것이 가능합니까? 그렇다면 어떻게?
더 빠르고, 더 깨끗하고, 더 친환경적이며 첨단 기술을 갖춘 철도는 현재 우리의 미래 이동성 요구를 충족시키기 위한 기반이 될 수 있는 유일한 운송 형태입니다. 200년, 최초의 여객 철도 개통 2025주년이 다가오는 가운데, 기후 변화, 증가하는 도시화, 인구 증가라는 도전에 직면한 세계에서 지속 가능한 이동성을 보장하기 위해 열차는 그 어느 때보다 중요합니다. 세계의 도시 인구는 초당 172800명씩 증가하고 있으며 매일 90명의 새로운 도시 거주자가 창출되고 있습니다. 유럽, 일본 등 세계 일부 지역에서는 인구 감소를 겪고 있는 반면, 인구 증가의 %는 개발도상국의 도시와 거대 도시에서 발생할 것으로 예상됩니다.
이렇게 빠르게 성장하는 도시, 지역, 대도시가 움직이기 위해서는 효율적인 대중교통이 바람직할 뿐만 아니라 필요합니다.
프랑스, 독일, 스페인, 인도, 일본과 같은 국가에서 새로운 노선이 계획되었거나 이미 건설 중이며 유럽과 아시아의 노선 네트워크가 계속 성장함에 따라 세련된 새로운 "고속 열차"가 종종 헤드라인을 장식했습니다. 중국에서는 2025년까지 고속 네트워크가 50000km에 도달할 것으로 예상됩니다.
예산 초과와 취약한 지형으로 인해 논란이 되고 있는 고속 2030호(HS2) 노선이 2년대 초반에 완공되면 영국은 보통 시속 362km로 운행하는 세계에서 가장 빠른 일반 열차를 보유하게 되지만, 최대 속도를 개발할 수 있게 된다. 400km/h까지.
일본의 고속 열차 기술과 영국의 디자인을 결합한 2억 달러 규모의 HS2,5 함대는 런던과 영국 중부 지역 및 북부 도시 간의 장거리 여행에 혁명을 일으킬 것입니다. 장거리 서비스를 HS2로 전환하면 더 많은 지역 승객과 화물을 운송하기 위해 기존 철도에 꼭 필요한 용량이 확보될 것입니다.
그러나 수십 년 동안 운영된 후, 프랑스, 일본, 중국과 같은 국가에서는 320km/h 이상의 속도로 고속 열차를 운행함으로써 얻는 이점이 훨씬 더 높은 유지 관리 및 에너지 비용보다 크다는 결론을 내렸습니다. 이제 일본과 중국에서 인정받는 고속 열차의 리더들은 "강철 위에 강철" 기술에만 국한되지 않고 최대 600km/h의 속도를 개발할 수 있는 열차를 개발하고 있습니다.
자기부상(자기부상)을 이용한 특수 선로를 달리는 고속열차 개념은 50년 넘게 '여행의 미래'로 여겨져 왔지만, 몇몇 실험 노선과 상하이 시내와 공항을 연결하는 중국 노선을 제외하면 , 그것은 대부분 이론적으로 유지되었습니다.
그러나 오랫동안은 아닙니다. 일본은 72년이 넘는 자기부상열차 개발의 정점이 될 중앙신칸센 프로젝트에 40억 달러를 투자하고 있습니다. 286km 노선은 도쿄와 나가를 단 40분 만에 연결하고 결국 오사카까지 연장되어 수도에서 500km의 이동 시간을 67분으로 단축할 예정입니다. 건설은 2014년에 시작되어 당초 2027년까지 완료될 예정이었지만(년 후 나고야~오사카 노선 개통), 일부 구간에 대한 허가를 받는 데 문제가 있어 현재 개통 날짜를 알 수 없습니다. 지연과 막대한 비용 초과로 인해 많은 사람들이 프로젝트의 경제적 가치에 의문을 제기하게 되었습니다.
단거리 항공여행의 대안으로 자기 수송 노선을 건설하고 인구 밀집 도시 지역을 초고속 여행을 제공하는 중국에서는 이러한 어려움이 발생할 가능성이 낮다. 중국은 주요 도시를 중심으로 '3시간 로터리'를 만들어 도시 클러스터를 경제 강국으로 만들 계획이다.
세계에서 가장 인구가 많은 국가인 홍콩, 광저우, 선전을 포함하는 주강 삼각주 지역의 남쪽에는 이미 120억 26000천만 명이 넘는 사람들이 살고 있습니다. 중국 계획가들은 이 지역의 개 도시를 병합하여 평방 킬로미터에 달하는 도시 집합체를 만들기를 희망하고 있습니다. 성공할 경우 상하이-항저우, 청두-충칭 노선뿐만 아니라 다른 많은 노선에도 자석 쿠션 노선이 계획되고 있습니다.
세계의 다른 국가에서는 막대한 비용과 기존 철도와의 통합 부족이 자기 부상 기술의 확산에 장애물이 될 수 있습니다. 이미 인구 밀도가 높은 도시의 혼잡과 오염으로 어려움을 겪고 있는 중국은 2021년 29월에만 총 길이 582km에 달하는 개의 새로운 지하철 노선을 개통했습니다. 성장하는 도시를 가진 다른 많은 국가들도 압도당하고 싶지 않다면 곧 따라야 할 것입니다.
그러나 이러한 기대에 부응하려면 철도 산업은 훨씬 더 큰 용량, 더 큰 효율성, 신뢰성 및 경제성을 제공하기 위해 여러 방향으로 빠르게 움직여야 합니다.
자동화된 교통은 수십 년 동안 존재해 왔습니다. 런던 지하철의 빅토리아 노선은 1967년 개통 이후 부분적으로 이러한 방식으로 운영되었지만 일반적으로 동일한 열차가 고정된 간격으로 운행되는 자율 노선으로 제한됩니다.
최근 몇 년 동안 중국은 특히 베이징과 300년 동계 올림픽 사이에 최대 2022km/h의 속도로 운행하는 세계 유일의 고속 자율 열차를 도입함으로써 무인 철도 분야를 선도해 왔습니다. 일본은 또한 유지보수를 위해 터미널에서 창고까지 자율적으로 이동할 수 있는 "초고속 열차"를 실험하고 있으며, 이를 통해 운전자는 더 수익성 있는 열차를 운행할 수 있습니다.
그러나 자율 노선에서 무인 열차를 운행하는 것은 한 가지입니다. 매우 다른 특성, 속도 및 중량을 지닌 여객 열차와 화물 열차가 혼합되어 있는 전통적인 복합 철도에서 안전한 운행을 보장하는 것은 훨씬 더 어렵습니다.
빅데이터와 소위 사물 인터넷은 운송 수단이 서로 및 환경과 상호 작용할 수 있도록 하여 보다 통합된 복합 운송 여행의 길을 열어줄 것입니다. 지능형 로봇은 터널, 교량 등 인프라 검사는 물론 노후 구조물의 효과적인 유지 관리에 더 큰 역할을 할 것입니다.
철도는 항공에 비해 입증된 환경 친화성에도 불구하고 디젤 엔진에서 발생하는 탄소 배출과 오염을 줄이기 위해 아직 갈 길이 멀다. UN의 기후 변화 목표에 따라 많은 국가에서는 2050년 또는 그 이전까지 디젤 열차를 단계적으로 폐지하기로 약속했습니다.
유럽과 아시아의 여러 지역에서 가장 붐비는 노선의 대부분은 이미 전기화되어 있지만 상황은 스위스의 거의 100% 전기화부터 영국의 50% 미만, 일부 개발도상국에서는 거의 %까지 다양합니다. 북미 지역은 특히 주요 화물 철도에서 디젤이 지배하고 있으며, 유럽과 아시아에서 볼 수 있는 전기화에 대한 욕구는 동일하지 않습니다.
배터리 기술은 완전 전기화가 정당화될 수 없는 무거운 화물 운송과 조용한 여객 노선 모두에서 "더러운 디젤"에서 벗어나는 데 중요한 역할을 할 것으로 보입니다. 수많은 배터리 구동 프로토타입이 현재 테스트 중이거나 개발 중이며, 기술이 발전함에 따라 디젤에 대한 철도의 의존도는 2010년대 말 이전에 감소하기 시작할 것입니다.
다른 사람들에게 수소는 철도 운송의 탈탄소화에 대한 큰 희망입니다. 재생 가능한 전력원을 사용하는 특수 공장에서 생성된 녹색 수소는 전기 모터를 구동하는 연료 전지에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.
프랑스 열차 제조업체인 Alstom은 2018년에 첫 승객을 태운 Coradia iLint 수소 전기 열차로 선두를 달리고 있으며 현재 여러 유럽 국가에서 건설 중인 생산 버전의 길을 열었습니다.
전 세계의 철도 역시 자연재해와 관련된 문제에 직면해 있습니다. 신규 및 재건축 철도는 점점 더 변화하는 기후를 염두에 두고 설계되고 있습니다. 배수 개선, 환경 보호 및 자연 경관 복원은 철도의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
한편, 항공 여행으로 인한 환경 피해에 대한 인식은 이미 유럽에서 야간 철도 여행의 부활로 이어졌습니다.
미래의 열차에 관해 이야기하려면 물론 하이퍼루프 기술에 대해 이야기해야 합니다. 진공청소기를 사용하여 시속 1000km 이상의 속도로 이동하는 것이 바로 우리가 말하는 것입니다. 많은 사람들에 따르면, 이는 우리가 이동하는 방식에 혁명을 일으킬 것입니다. 그러나 합리적인 의심이 있습니다. 쉽게 말하면 지하철을 타고 다니는 열차입니다. 이는 차량 속도를 늦추는 두 가지 요소, 즉 공기와 마찰을 제거함으로써 작동합니다. Hyperloop 시스템은 튜브와 캡슐이라는 두 가지 주요 요소로 구성됩니다. 파이프는 거의 진공 상태입니다. 캡슐은 튜브 내부에서 움직이는 가압 차량입니다. 아이디어는 차량에 영구 자석을 사용하는 것입니다.
철도 차량과 마찬가지로 포드도 호송대를 타고 이동합니다. 기차 차량이 서로 연결되는 동안 하이퍼루프 캡슐은 다른 목적지로 이동할 수 있습니다. 고속도로에서 운전할 때와 마찬가지로 각자가 도로를 떠나 이동 방향을 변경할 수 있습니다. 그들은 향하는 방향에 따라 기둥을 결합하거나 떠날 수 있습니다. 하이퍼루프 운송 시스템은 완전 전기식입니다. 모터 외에도 자석 세트를 사용하여 1km마다 캡슐을 밀어냅니다. 공기 저항과 마찰이 거의 전혀 없기 때문에 영구 추진 시스템이 필요하지 않습니다. 따라서 에너지가 덜 필요합니다.
2013년에 Elon Musk는 진공관 운송 시스템의 기능을 설명하는 기술 문서를 발표했습니다. 그 이후로 전 세계 여러 팀이 이 이동성 개념에 대한 작업을 시작했습니다.
하이퍼루프는 여전히 엄청난 엔지니어링 과제입니다. 서류상으로는 실현 가능한 것으로 입증되었지만 실제로는 더 많은 과제가 있습니다. 상당한 초기 비용 외에도 파이프 밀봉에는 상당한 유지 관리 비용이 필요합니다. 하이퍼루프 트랙은 강철로 만들어져 외부 온도에 따라 팽창하고 수축합니다. 이로 인해 관절이 느슨해집니다. 이로 인해 상당한 유지 관리 비용이 발생할 수 있습니다. 또 다른 요점은 토지 취득입니다. 또한 안전에 대한 여러 측면을 여전히 파악해야 합니다. 문제가 발생할 경우 여행하는 것이 훨씬 더 위험할 수 있습니다. 이러한 빠른 속도는 여행 중에 이동할 공간이 제한된 승객에게 현기증을 유발할 수 있습니다.
유럽과 세계의 여러 그룹이 Hyperloop 애플리케이션을 개발하고 있습니다. 그러나 자금 조달, 보안, 토지 등 극복해야 할 과제는 여전히 Hyperloop 배포의 주요 장애물입니다. 이 문제가 해결될 때까지 튜브를 타고 여행한다는 생각은 꿈으로만 남을 것입니다.
2050년까지 여객 및 화물 철도가 운송 네트워크의 중추를 형성하고 복합 허브 간 장거리 노선이 지역 네트워크의 일부가 될 것으로 예상됩니다. 필요한 정치적, 기술적 지원을 통해 철도는 국제 운송에서 점점 더 많은 역할을 수행하여 도로 운송 및 단거리 항공 여행에 대한 고품질 대안을 제공할 것입니다.
가까운 미래에도 전 세계의 투자는 여전히 전통적인 강철 대 강철 철도를 기반으로 할 것입니다. 거의 200년 동안 그랬던 것처럼 앞으로도 수십 년 동안 철도 운송의 미래를 계속해서 정의할 것이라는 점을 의심할 이유가 없습니다.
음, 이것들은 우리가 언젠가 환경에 해를 끼치지 않고 돌아다닐 수 있는 모든 방법입니다. 그러나 현재 미래는 이미 여기에 있습니다. 고속철도는 도시 간 이동을 위한 빠르고 저탄소 방법을 제공합니다. James Legge가 오늘 베이징으로 여행한다면 배도 필요하지 않을 것이고 노새도 필요하지 않을 것입니다. 그는 그냥 기차를 타려고 했어요.
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