국내 리튬티탄산화물(LTO) 배터리 개발 및 제조 기업인 그리너지는 작년 7월 LTO 배터리를 활용한 APS (Auxiliary Power System: 보조 전원 시스템) 개발을 완료한 이후, 대전 지하철 1호선 철도차량에 장착해 약 2000km의 실제 운행 검증을 완료했다고 최근 밝혔다.
LTO 배터리를 장착 중인 대전 1호선 중전철
철도차량의 제어전원용 배터리 팩은 차량 구동 전원을 제외한 제어, 통신, 공조 등 필수 시스템에 전력을 공급하며, 비상 상황 발생 시 승객의 안전을 위한 전원을 제공한다. 특히 폭설이나 혹한 상황에서도 제어전원 배터리는 승객 안전의 최후 보루로서 그 기능을 다해야 한다. 그리너지는 LTO 배터리가 -30℃에서도 별도의 히팅 시스템 없이 출력이 가능해 제어전원용 배터리에 더욱 적합하다고 주장한다.
현재 제어전원 배터리 시장은 주로 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 배터리가 사용되고 있다. 그러나 Ni-Cd 배터리는 유해물질을 포함하고 있어 취급 및 폐기에 주의를 요하며, 주기적으로 탈거해 증류수를 보충하거나 셀 밸런싱(Call Balancing)과 같은 유지보수 작업을 필요로 한다. 이러한 한계는 유지비용을 증가시키며 철도 운영 효율성을 저하시킨다.
이를 개선하기 위해 리튬 배터리가 대안으로 검토되고 있으나 고밀도 승객 운송 환경에서는 화재 위험성이 중대한 문제로 지적되고 있다. 도시철도처럼 대중교통의 핵심 인프라에서는 안전성이 가장 중요한 요건으로 꼽히기 때문이다. 이에 비해 LTO 배터리는 국내외에서 이미 검증된 화재 안정성과 긴 수명을 자랑하며, 기존 배터리 기술의 한계를 해결할 유력한 대안으로 평가받고 있다.
대전시는 2호선 수소트램에 적용할 배터리로 LTO를 선정하며 안전성을 최우선으로 고려한 결정을 내렸다. 기존 리튬폴리머 배터리 대신 LTO를 채택한 이유는 유럽, 일본, 중국 등에서 운행 중인 트램에 LTO 배터리가 광범위하게 사용되고 있으며, 아직까지 화재사고가 보고되지 않았기 때문이다. 이와 함께 대전시는 구동용 배터리뿐만 아니라 제어전원용 배터리에도 LTO를 적용하기로 발표했다.
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