궤전시스템과 차량 신기술에 의한 에너지절약화의 전망

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궤전시스템과 차량 신기술에 의한 에너지절약화의 전망

2006년 12월 1일 (금) 23:52:00 | 지면 발행 ( 2006년 11월호 - 전체 보기 )

서론일본과 나란히 여객철도 고속화의 선두를 달려온 유럽 각국에서는 최근 철도의 수송량당 에너지 소비가 상대적으로 다른 교통기관에 가까워졌다는 것이 지적되고 있다. 이에 대해 일본의 철도업계에서는 에너지 효율향상에 도움이 되는 기술 도입이 계속적으로 진행되고 있고, 유럽과 일본은 이런 면의 비교에 있어서는 차가 생기고 있다. 일본 철도 에너지소비에서 본 이 우위성을 초래하는 주요한 요소는 전기차의 구동제어로의 파워 일렉트로닉스의 도입과 전력회생 브레이크의 폭넓은 이용, 알루미늄합금과 스테인리스강 등을 이용한 경량설계의 차량 및 200km/h초의 고속열차는 양호한 공력특성(낮은 공기저항)이다. 이것은 에너지 소비의 삭감 이외에도 메리트가 많기 때문에 일본 철도 각사는 이런 기술을 받아들인 신차량 도입을 지속적으로 진행하고 있다. 예를 들면 도카이도 신칸센을 운행하는 도카이여객철도(주)(JR 도카이)는 최고속도가 220km/h로 낮은 구세대의 0계·100계 전차를 최고속도 270km/h의 300계·700계 전차로 교환, 고속화와 동시에 도카이도 신칸센 전체로서 소비 에너지 삭감을 달성했다고 한다.이같이 세계 철도끼리의 비교로는 일본의 철도 에너지 효율면에서의 우위성은 움직이기 어려워지는 반면 경합하는 다른 교통기관도 에너지를 절약화하고 있기 때문에 이 면에서 철도의 우위를 유지하기 위해 앞으로도 에너지절약화를 위한 기술개발은 이어질 필요가 있다. 또 교통시장에서 타 교통기관과의 경쟁도 심화되고 있기 때문에 낮은 비용 및 양호한 서비스 요구도 지금보다 더 강해진다. 예를 들면 일본 도시교통용 철도차량은 보통 전력회생 브레이크와 기계 브레이크의 조합으로 감속을 행하고 있지만 승객의 쾌적성을 향상하고 한층 에너지 절약화를 추구한다. 또한 기계 브레이크 마모 등으로 동반하는 보수 부담을 저감하기 위해 보통 감속 시에는 기계 브레이크 사용을 배제하는 ‘순전기 브레이크’의 실현을 향한 기술개발이 여러 관점에서 진행되고 있다.따라서 철도 시스템의 이런 방향 개선에 기여하는 신기술로 2차 전지와 축전기 등의 차재 에너지 축적소자와 자여식 전철변전소 등의 기술에 주목이 모아지고 있다.이 글에서는 이런 궤전·차량의 신기술을 축으로 한 철도, 특히 도시철도의 에너지 절약화와 관련된 기술개발의 현상과 전망에 대해 개관한다.철도차량의 주행 에너지 소비삭감에 관한 현상앞에서 소개한 대로 일본 철도는 세계의 다른 철도에 비해 단위 운송량 내지는 단위 운송력당 소요주행 에너지가 작고, 그 차이를 생기게 하는 주요한 요소는 파워 일렉트로닉스 도입과 전력회생 브레이크, 차량의 경량설계 및 양호한 공력특성이다.1. 공력특성이 가운데 양호한 공력특성에 대해서는 200km/h를 넘는 것 같은 고속 영역에서 큰 의미를 갖지만 도시철도 등 100km/h 전후의 속도역의 열차에서는 에너지상 그다지 문제가 되지 않는다. 일본 신칸센(新幹線)의 경우 유럽 주요철도와 비교해도 광폭의 차체를 이용하는 것이 좌석 당 공력저항의 저감에 있어서 상당히 유리하다. 또한 열차주행 시 연선소음에 관한 엄한 환경기준을 채우기 위한 소음저감대책의 대다수가 동시에 주행저항의 저감에도 기여하고 있는 것을 지적해두자. 이 글은 도시철도를 중심으로 논의하기 때문에 공력특성에 관해서는 이 이상 다루지 않는다.2. 차량의 경량화짧은 간격으로 정차를 반복하는 도시 철도에서 열차의 에너지 소비는 열차의 질량에 거의 비례한다. 또 에너지 소비 삭감 이외의 관점에서도 경량의 차량은 선로에 전해지는 손실이 적다는 점(따라서 선로보수의 비용도 삭감할 수 있다) 등의 확실한 이점이 있다. 따라서 차량의 경량화를 위한 노력은 다년간 계속되고 있다.경량화의 수단으로는* 녹 제거 작업이 필요한 보통강에서 녹슬지 않은 스테인리스강과 비중이 가벼운 알루미늄 합금 등의 구체(차체) 재료의 변경* 구체설계의 최적화* 대차 구조의 간소화와 대차틀 ·윤축(차륜과 차축이 일체가 된 것)의 경량화* 구동기기 등의 집약화와 개발 기기중량삭감 등이 있다. 1987년 국철개혁 전부터 일부 민철 등이 경량화 차량의 개발에 열심이었으나 국철개혁 전후에 구국철을 포함해 경량화 기술개발이 급속히 진행해 경량의 차량이 폭 넓게 보급되었다.그러나 1990년대 중반 경에는 구체의 경량화는 한계에 달했다는 견해가 대세를 차지하게 되어, 그 이후는 신규로 도입되는 차량의 경량화는 답보 상태가 계속되고 있다.예를 들면 1991년에 도카이도 신칸센에 투입된 300계 신칸센 전차는 종래의 차량에 비해 압도적인 경량화를 달성했다. 그러나 1997년에 300계 모델 교환판으로 등장한 700계 전차에는 승차감 등으로 배려한 결과 구체의 중량은 300계보다 오히려 무거워 졌고, 그 중량 증가분을 IGBT소자의 채용 등에 의한 주회로 기기의 경량화로 상쇄하는 것으로 편성전체로는 중량을 300계와 거의 동일하게 유지하고 있다.또 도시철도용에도 저항제어에 따른 종래의 전차가 예를 들면 6M4T(10량 편성 중, 전동기를 탑재한 차량이 6량, 탑재하지 않은 차량이 4량의 의미)임에 반해, 경량구체와 파워 일렉트로닉스의 활용에 따라 거의 동일성능으로 4M6T와 구동용 전동기 등의 집약을 도모한 경량차량이 대량으로 만들어졌지만, 앞으로는 성능향상의 요구가 강해지고 전동기의 탑재수와 탑재용량은 다시 증가기조로 될 것이다. 2005년에 잇따른 사고의 영향으로 충돌안전성 향상이 요구되고 차내 서비스 향상을 위한 추가기기 등의 탑재가 필요하게 될 가능성도 높고 요즘 차내 경량화가 이 이상 진행될 상황까지는 아니라고 말할 수 있다.3. 파워 일렉트로닉스와 전력회생 브레이크전력회생 브레이크는 구동용 전동기를 브레이크시에 발전기로 사용하고 발생한 전력을 전원으로 돌리는 것이다. 현재 새롭게 제작되는 철도차량의 구동 시스템은 IGBT 소자로 구성된 인버터로 유도전동기를 구동하는 것이 주류이고 교류전기철도·직류전기철도 모두 신규로 도입되는 전차는 전력회생 브레이크를 상용하는 전차라는 것이 당연하다.앞에서 말했듯이 승객의 쾌적성을 향상하고 기계 브레이크 마모 등으로 따르는 보수 부담을 절감하기 위해 통상의 감속 시에는 기계 브레이크 사용을 배제하는 ‘순전기 브레이크’의 실현을 향한 기술개발이 진행되고 있다. 최신 회생 브레이크가 달린 차량은 이것에 가깝지만 일반적으로 아직도 고속에서는 전력회생 브레이크에 따른 브레이크 힘만으로 소요 브레이크 힘을 전부 조달할 수 없다.

브레이크 시의 감속도는 거의 속도에 의하지 않고 일정하며 주행저항은 그다지 크지 않기 때문에 소요 브레이크 힘도 속도에 의하지 않고 거의 일정하다. 이에 반해 회생 브레이크 힘은 전동기의 특성상 고속에서는 브레이크 힘이 떨어지고 <그림 1>과 같이 회생 브레이크 힘만으로는 소요 브레이크 힘이 조달되지 않는다. 부족분은 기계 브레이크에 의해 보충된다. 기계 브레이크는 제동자 등 마모를 동반하기 위한 보수의 노력이 드는 외에 제어성이 나쁘기 때문에 승차감의 악화, 스키드에 의한 차륜의 손상 혹은 정점정지 제어에서 정도악화 등을 초래할 수도 있다. 또한 뒤에 서술하는 회생수단과 회생실효 등이 있으면 회생 브레이크 힘은 <그림 1>에 나타난 것 보다 더욱 낮아진다.일본에서는 1955년 경부터 새롭게 제조된 저항제어·전력회생 브레이크 비탑재 차량은 거의 전부가 발전 브레이크를 탑재하고 있다. 발전 브레이크는 브레이크 시에 구동용 전동기를 발전기로 이용한다는 점에서는 회생 브레이크와 같지만 그것을 전원으로 돌리지 않고 차재의 저항기에서 열로 소비하는 점은 다르다. 큰 저항기를 탑재하기 때문에 무겁고 발열에 의한 화재의 위험도 있지만 기계 브레이크 마모는 없어지는 것 외에 전원 상태에 의존하지 않아 항상 안정된 브레이크 힘을 얻을 수 있는 이점이 있다. 특히 직류직권전동기를 이용한 발전 브레이크 시스템은 브레이크 시에 전동기 단자 전압이 정격 2~2.5배 정도가 되는 것을 허용하는 것으로 결과적으로 정지 직전 이외에는 전동기 탑재 차량의 필요한 브레이크 힘을 거의 발전 브레이크만으로 조달할 수 있다. 과전압 영역의 사용이었기 때문에 비용도 대폭으로 증가하지 않고 실현할 수 있었다.그러나 전력회생 브레이크의 경우는 전동기단자전압이 전원(가선) 전압에 의해 제약되게 때문에 고속역에서 브레이크 힘이 부족한 현상이 생긴다. 1971년에 세계 최초로 회생 브레이크가 달린 전기자 직류교류 변환기 제어를 탑재한 차량으로 개발·도입된 제도고속도교통영단(당시 현재의 도쿄지하철(주)) 치요다선의 6000계 전차는 전기자 직류교류 변환기 제약에서 이 부족이 특히 컸기 때문에 발전 브레이크 차인 5000계 전차와 비교해 제륜자(제동자)의 마모율이 2배 정도에 달하는 것이 보고되고 있다. 유도전동기를 인버터 구동하는 현재 시스템은 전동차(구동용 모터를 갖고 있는 차량)와 부수차(모터가 없는 차량)가 혼재하는 편성에서 전동차가 부수차의 브레이크 힘까지 회생 브레이크로 부담하는 소위 ‘늦게 제어하는 브레이크’가 넓게 보급됐기 때문에 종래의 차량에 비교하면 개선이 진행되고 있지만 고속의 브레이크 힘 부족은 완전하게는 해소하지 않고 부족 시에는 기계 브레이크가 이용되고 있다. 때문에 열차의 운동에너지는 쓸데없이 버려지고 기계 브레이크의 마모에 따른 보수의 수고도 없어지지 않는다.이상을 다른 견해로 보면 주요한 에너지절약화 수단 가운데 이 분야에 대해서는 아직 에너지절약화의 여지가 남아있다는 것을 알았다.또한 도쿄의 야마노테선에서 현재 이용되는 전차는 6M5T이지만 이 전차는 다른 노선에서는 4M6T로 주행을 하고 있고, 야마노테선의 열차속도가 타 선로보다 낮은 것에 맞춰 사실상 모든 실용 속도역으로 회생 브레이크 만으로 브레이크 힘을 조달할 수 있게 되었다. 이것으로 알 듯 궤전 시스템의 용량 등에 바탕을 둔 제약이 없으면 브레이크 힘으로 전부 조달할 수 있게 설계 방식을 바꿔 주전동기 등 차재기기의 용량을 크게 해버리면 좋게 되지만 야마노테선 같은 특수한 경우를 제외하면 지금의 비용으로 용인할 수 없게 된다.또 극히 저속의 브레이크에 관해서는 종래는 대략 5km/h 보다 높은 속도로 회생 브레이크가 사용되지만 이것보다 낮은 속도에는 기계 브레이크로 멈출 수밖에 없고 이 속도로 회생 브레이크에서 기계 브레이크로 전환이 행해지고 있다. 이 전환은 승차감상 문제 외에 제륜자 등의 마모와 차륜의 흠집이 원인이 되기 때문에 정지까지 전부 회생 브레이크 없이 역상 브레이크, 즉 전동기에 의한 브레이크 힘만으로 정지하는 방식이 제안되었고 실용화 되게 됐다.전력회생 브레이크와 직류궤전계 가령 전력회생능력이 차량에 있어서도 궤전 시스템이 회생된 전력을 받아들일 수 없게 되면 그 능력은 활용되지 않는다.직류전기철도의 경우 궤전용 변전소에는 보통은 다이오드 변환기를 사용해 전력회사의 계통에서 수전해온 교류를 직류로 변화해서 궤전회로로 공급하고 전차에서 회생된 전력을 역으로 궤전회로에서 교류 측으로 돌리는 것은 할 수 없다. 따라서 회생전력은 전부 부근이외의 전차가 소비해야 하지만 부근이외의 전차가 존재하고 있다는 보장은 없고 존재해도 가속 중으로는 한정하지 않는다. 충분한 회생부하가 없는 경우 회생차는 회생전력을 준비해야한다. 회생부하가 불충분할 때에 회생전력을 무리하게 내보내려고 하면 가선전압(보다 정확하게는 필터콘덴서 전압)이 급상승하기 때문에 보호를 위해 주회로를 열 필요도 있다. 필터컨덴서 과전압은 회생차에서 전력공급을 받은 가속중의 열차부하가 급하게 가속을 멈췄을 경우 등에 과도적으로 생기기 때문에 빈번히 관측되는 현상이다. 통상 이것을 ‘회생실효’라고 칭하고 있다.일본 철도차량은 회생실효와 회생수단으로 전력회생 브레이크에 의한 브레이크 힘이 부족한 경우 기계 브레이크로 부족한 힘을 보충하는 제어를 하는 것이 대부분이다(참고로 다른 나라는 도시철도용 차량이어도 전력회생을 할 수 없는 경우에 대비해 저항 직류교류 변환기 등을 차재하고 있는 것이 보통으로 그 경우 기계 브레이크에 의한 브레이크 힘 부족의 빈도는 꽤 적어진다). 따라서 회생실효와 회생수단에 의한 에너지비용의 증가만이 아니라 기계 브레이크의 마모에 따르는 비용도 늘어난다.1. 회생 인버터 등의 설치와 궤전전압의 최적 설정회생실효와 회생수단을 막기 위해 전압이 높아졌을 때에 궤전회로에서 교류 측으로 전력을 되돌리는 인버터와 플라이휠 등의 에너지 축적소자를 전철용변전소에 설치하고 전력을 유효 활용하는 것이 검토됐지만, 일반적으로 회생실효 등의 방지목적으로 이 기기를 이용하면 설비 이용률이 극단으로 낮아지는 것이 많다는 것을 알고 있다. 인버터 등은 가동하고 있는 상태로는 회생실효 방지를 위한 동작을 하지 않아도 정상적인 손실이 크기 때문에 정상적 손실이 꽤 적은 저항 직류교류 변환기를 변전소에 설치하는 것도 제안되었고 몇 개의 실례도 존재하고 있다.그러나 이런 설비의 설치에 관계없이 변전소의 배출 전압을 약간 낮추는 것만으로도 다소 회생손실·회생수단을 줄일 수 있는 것을 알았다. 이것은 회생차에서 본 먼 열차부하와 회생차와의 사이에 변전소가 있는 경우, 변전소의 배출 전압이 높으면 회생차의 회생전력이 미치기 어려운 것에 의한다.

<그림 2>로 설명하면 다이오드 변환기를 이용한 변전소(실리콘변전소로 불린다)에서 배출 전압이 그림 중 (A) 레벨이면 변전소의 변환기는 전 다이오드가 역저지 상태로 전류가 흐르지 않고 회생차에서 역행차(역행중의 열차)로 전류가 공급되는 전차선전압의 분포는 그림 중의 비스듬한 직선과 같다. 그러나 변전소의 배출 전압이 (B)까지 높아지면 회생차는 변전소로 말하자면 ‘대항’하기 위한 전압을 올리지 않을 수 없기 때문에 회생수단에 걸쳐 회생실효에 다다를 확률이 증가한다.이같이 변전소 배출 전압저하로 회생수단·회생실효를 줄일 수 있지만 배출 전압을 지나치게 낮추면 전차의 성능이 내려 가속시간이 늘고 오히려 에너지소비는 늘기 때문에 배출 전압에는 최적값이 존재한다. 이 방식에 근거하여 배출 전압을 정격보다 5%정도 낮게 설정하고 있는 노선이 전력회생 브레이크를 탑재한 차량이 대부분을 차지하는 지하철노선 등에서 몇 개 보인다.2. 사이리스터변전소와 궤전손실

전철용변전소에 통상 이용되는 다이오드 변환기는 일정의 전압변동률로 전압이 변화하기 때문에 경부하시에는 정격보다 높은 배출 전압이 된다(<그림 3>). 한편 사이리스터변환기를 이용한 변전소(사이리스터변전소)도 존재하지만 그것들은 통상부하전류가 정격보다 낮은 경우에는 전압을 일정한 값으로 제어한다(<그림 4>. 즉 지나친 전류가 흐르지 않도록 중부하시는 정전류제어도 행한다.). 여기서 사이리스터변전소를 이용하는 것으로 무부하시 배출 전압을 낮게 하면서 중부하시의 배출 전압은 다이오드 변전소의 그것과 같은 레벨로 유지하는 것으로 에너지절약화를 노린 경우도 있다. 또한 변전소의 배출전압은 그 변전소 부근에 열차부하가 많으면 낮게 하는 편이 좋은 것으로 사이리스터 변환기의 배출 전압을 동적으로 제어하는 것도 제안되고 있지만 아직 실용화 된 예는 없다.

사이리스터변전소와 다이오드변전소가 인접하면 경부하시에 전압이 높은 다이오드 변전소에서 멀리 전류가 제공되고 회생전력의 도달거리가 길어짐에 따라 에너지절약 효과 이상으로 궤전손실이 늘어난다. 한편 모든 변전소가 사이리스터변전소에서 경부하시의 일정전압 값이 어느 변전소에 대해서도 동일할 때 작은 열차부하가 2변전소의 중간인 경우 그 두 변전소만이 그 열차에 전류를 제공하고, 다른 변전소는 완전히 전류를 공급하지 않는다. 따라서 모든 다이오드 변전소 경우보다 모든 사이리스터변전소 쪽이 궤전손실이 적어진다. 직류전기철도는 비교적 전압이 낮고 대전류가 흐르기 때문에 궤전손실은 무시할 수 없다. 이런 이유로 무부하시 배출 전압 저하에 따른 에너지절약을 노린 사이리스터 변전소의 도입효과는 특히 다이오드 변전소와 공존할 필요가 있는 기존의 노선으로 충분하다고는 말하기 어렵다.3. 자여식변전소작년 개통한 도쿄 아키하바라 역과 이바라기현 츠쿠바시를 연결하는 츠쿠바익스프레스선은 직류 ?궤전구간에 있는 모든 변전소에 교류·직류변환을 자여식변환기로 행한다.츠쿠바익스프레스는 츠쿠바시에서 더 북쪽에 있는 지자기관측소의 영향(지자기요란)을 허용범위에서 막을 필요가 있었다. 지자기요란은 교류전기철도로는 고려할 필요가 없기 때문에 기존 노선(죠반선)과 같은 이바라기현 내는 교류전화 시뮬레이션 결과 직류전화도간에 대해서도 보다 파고든 대책이 요구된다.지자기관측소의 직류전기철도 영향은 주 레일에서 대지 누출 전류로 야기되기 때문에 레일 전위를 제어하는 것이 대책이 된다. 앞에서 말했듯이 모든 변전소의 배출 전압이 일정하게 제어되면 전류가 흐르는 거리가 짧아지지만 이 때문에 레일 전위가 제어되고 지자기요란도 제어할 수 있는 것을 알았다.

이것을 <그림 5>로 설명한다. 이 그림 (a)는 변전소전압이 부하전류에 의해 변동하는 경우로 그림 가운데에 있는 A~D의 네 개의 변전소 전부에서 역행차로 전류가 공급된다. 그러나 이 그림 (b) 같이 모든 변전소가 동일한 일정전압으로 제어되면 변전소 A·B간 또는 같은 C·D간에는 전류가 흐르지 않는다. 역행차의 전류는 모든 변전소 B·C가 공급하기 때문에 이 변전소의 피크 전류는 상승한다(따라서 설비이용율도 저하한다). 궤전거리가 짧기 때문에 레일 전위는 제어되고 궤전손실도 작아진다.츠쿠바익스프레스는 신규개통선로이기 때문에 모든 차량은 전력회생 브레이크를 탑재하고 있다. 회생시에도 변전소 전압은 일정하길 바라지만 이를 위해서는 모든 변전소에 인버터를 설치하는 것으로 부담이 커진다. 여기서 다이오드 변환기와 사이리스터변환기가 아니고 자여식변환기를 이용하는 것으로 하면 인버터와 컨버터의 2중 설치보다 싸고 정부(正負)에 관계없이 폭 넓게 부하범위에 걸쳐 변전소 전압을 일정하게 할 수 있고 지자기요란을 효과적으로 제어할 수 있기 때문에 직류구간의 모든 변전소에 대해 자여식변환기를 이용한 자여식변전소로 하는 시스템이 채용됐다. 자여식변환기를 이용한 변전소의 V-I특성 예를 <그림 6>에 나타낸다. 또한 그림 가운데 전류값이 부 영역에서는 궤전시스템 측에서 교류 측 으로 전력이 역류하고 있다.츠쿠바익스프레스선에는 지자기요란 대책으로 이 시스템이 채용되지만 결과적으로 회생손실과 회생수단이 거의 없고 궤전손실도 다이오드 변환기이용의 시스템보다는 훨씬 적고, 이상적인 시스템이 됐다. 앞으로 에너지절약 궤전 시스템으로 자여식 변전소 보급이 기대된다. 단 종래의 사이리스터 변전소와 같이 자여식 변전소에 대해서도 기존의 다이오드 변전소와 잘 공존되는 기술 개발이 과제가 될 것이다.4. 에너지 축적소자와 그 응용요즘 전기자동차와 하이브리드자동차의 연구개발이 진행됨에 따라 2차 전지와 전기이중층 캐퍼시터와 같은 에너지 축전소자의 개량이 진행되고 이것을 철도차량으로 차재하는 것도 현실미를 띠어왔다. 여기서 이것을 이용한 여러 연구개발이 급속히 전진하고 있다. 연구개발사례의 몇 개가 예를 들면 가선이 없는 구간을 주행할 수 있는 차량과 디젤 하이브리드 차량 등의 기술개발은 매스컴에도 크게 문제가 되어 화제가 됐다. 그러나 여기서 문제 삼는 것은 가선 등에서 집전을 하고 에너지 축적소자도 차재하는 ‘집전·축전 하이브리드’차량이다.집전만으로 의존하는 차량은 에너지 축적에 관련된 시스템을 갖지 않기 때문에 에너지 축적소자를 갖는 차량과 비교하면 간소하고 경량하게 할 수 있다. 그러나 궤전 시스템에 전원을 전면적으로 의존함에 따라 회생손실과 회생수단 등 궤전 시스템 측의 상태에 의존하는 불편을 차량 측에서 피할 수 없다.차재 에너지 축적소자가 있으면 궤전 시스템에 전력을 회생할 수 없을 때에 에너지 축적소자에 전력을 축적하는 것으로 회생실효와 회생수단을 피할 수 있다. 축적된 전력은 나중에 가속 시에 사용할지 궤전 시스템이 회생 가능한 상태로 돌아왔을 때 다시 회생할 수 있다. 이 외 궤전 시스템의 용량 등으로 가속성능이 제약되고 있는 경우에 가속 개시 전에 에너지 축적소자에 에너지를 축적해 두고, 에너지 축적소자로 가속을 어시스트 하는 것도 제안되고 있다. 또 앞서 말한 대로 전력회생 브레이크 탑재 차량은 고속에서의 회생능력이 통상 부족하지만 이 문제를 해결하기 위한 수단의 하나로 이 소자를 적극적으로 사용하는 제안도 되고 있다.또한 당연한 것이지만 실현까지는 많은 과제가 남아있다. 장치의 가격, 수명(특히 2차전지로 문제가 된다), 그리고 안전성(탈선 등의 큰 사고 시에 화재를 일으키는 등의 문제가 없을까 등) 등도 그럴 만하지만 이 소자의 탑재에 의한 중량증에 특히 주의를 기울일 필요가 있을 것이다. 적어도 중량증에 의한 에너지 소비의 증가는 에너지 축적소자에 의한 에너지절약 효과보다도 작은 것을 증명해야만 하기 때문이다. 그 에너지절약 효과를 최대화하기 위한 제어방법의 개발도 중요한 연구과제가 된 것은 두말할 필요도 없다.결론일본 철도는 에너지 소비효율에 관한 한 세계철도를 리드하는 위치이지만 그 지위에 만족하지 않고 차세대 기술개발이 급속도로 진행되고 있다. 이 글에서는 그에 관련된 기술개발에 대해 자여식 변전소와 열차차재 에너지 축적소자 등의 예를 들고 있고 그 일단을 소개했다.이 신기술을 적재적소에 이용함에 따라 한층 더 효율적인 에너지 절약을 기대해본다. 이를 위해서는 이런 신기술을 전제로 하고 철도 시스템 전체에 걸친 재설계를 논의해야 한다.또 에너지절약화는 장기적으로 볼 필요가 있다. 예를 들면 필자가 2006년 3월까지 5년 정도를 보낸 영국에서는 철도민영화후 철도산업계에서 그 같은 장기적시야로선 행동이 인센티브를 잃었다라고 듣는다. 에너지절약화의 투자는 완전히 행해지지 않게 보이고 그 방향을 목표로 한 기술개발도 완전히 그렇다고 해서 좋은 만큼 행해지지 않는다. 이것만의 기술개발이 민영화 후도 순조롭게 진행되고 있는 일본의 상황은 칭찬할만하다고 말하겠지만 일본에서도 철도산업계를 둘러싼 상황의 급속한 변화는 어쩌면 불가피하다고 생각되어지기 때문에 에너지절약화의 인센티브를 잃지 않도록 정책적 지원도 포함해 적절한 구조의 구축과 유지가 요구된다.