친환경차, 클린 디젤이 최선의 대책이다. (펌)

[귀염둥이]

친환경차, 클린 디젤이 최선의 대책이다

친환경차, 클린 디젤이 최선의 대책이다.

대한민국은 CNG가 청정 연료라고 시내버스를 CNG버스로 바꾸고 있다. 그야말로 시대에 뒤떨어진 사고방식이다. CNG와 LPG가 청정연료로 여겨졌던 것은 1990년대 디젤에서 매연이 많이 나왔던 시절의 얘기이다. 당시에는 매연과 미세먼지가 공해의 주범이었던 시절이다. 그래서 디젤엔진에 사용되는 경유가격이 매연이 배출되지 않는 LPG나 CNG보다 비싸게 책정되었다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

1997년 메르세데스 벤츠가 보쉬와 함께 개발한 커먼레일 시스템을 도입한 이후 디젤 엔진의 배출가스는 획기적으로 저감되었다. 연소효율을 높이는 커먼레일 시스템에 더해 DPF(Diesel Particulate Filters;디젤 분진필터), 그리고 EGR(Exhaust Gas Recirculation)과 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)기능을 통합한 SCR (Selective Catalytic Reduction; 선택환원촉매)까지 등장하며 매연은 물론이고 질소산화물의 배출까지 극소화해 이제는 하이브리드와 함께 클린 디젤로 분류되기에 이르렀다. 벨기에의 유미코어라는 회사에서는 SCR과 DPF가 통합된 촉매 프로토타입를 내놓기도 했다.

지금은 그런 매연이나 입자상 물질보다 지구온난화의 주범이 이산화탄소가 공해인 시대다. 이산화탄소는 LPG가 가장 많이 내 뿜고 그 다음이 가솔린, CNG 등의 순이다. 물론 이 통계에 대해서는 정유, 가스, 자동차회사들이 내놓은 시험 결과가 각각 다르기 때문에 이의가 있을 수 있다. 필자가 해외 테크니컬 세미나에 참가해 입수한 자료 중에서도 BMW와 GM, 토요타 등이 다르고 현대자동차의 실험 데이터도 차이가 난다. 이 부분에 대해서는 분명 공정한 기준을 정립할 필요가 있다. 다만 Well to Tire(에너지 생산부터 운행까지)가 아닌 Tank to Tire(운행과정)에서 디젤 엔진이 가솔린이나 CNG/LPG보다 CO2 배출량이 더 적다는 것은 대부분 같은 의견을 내놓고 있다.

극미세먼지가 인체에 미체는 영향이 있지 않느냐는 의견도 있다. 그러나 그 구체적인 피해 결과는 없다. 가능성을 제기하고 있을 뿐이다. 있다 하더라도 이산화탄소로 야기된 지구온난화에 의해 한꺼번에 수천 수만명씩 생명을 살상하는 것에 비하면 미미하다. 그렇다면 어느쪽에 더 비중을 두어야 하는 것은 자명하다. 그런데도 여전히 대한민국은 그런 세계적인 흐름과는 거리가 먼 쪽으로만 가고 있다. 정유, 가스, 자동차회사들의 이해가 다르기 때문이다. 그 이해가 국민의 행복보다 우선한 결과일 뿐이다.

메르세데스 벤츠의 기술을 보면 오늘날 디젤 엔진이 얼마나 발전을 이루었는지 알 수 있다. 디젤엔진에 대한 규제가 가장 강한 것은 일본과 미국이다. 그 일본의 포스트 신장기규제라든가 미국의 Tier2 Bin5, 그리고 유로6 등을 모두 클리어한다. 일본의 포스트 신장기규제의 경우 질소산화물 배출량을 기존 0.30g/km에서 0.08g/km까지 낮추어야만 한다. 미국의 Tier2 Bin5는 0.04g/km까지 낮추어야 한다. 그만큼 클린(Clean; 청정)하면서 동시에 그린(Green; 녹색)하다는 얘기이다. 오늘날의 표현으로 하자면 블루(Blue; 이산화탄소와 입자상 물질의 배출이 동시에 최소화한)다. 그런 노력의 결과 메르세데스 벤츠 ML350블루텍 4매틱과 S클래스 하이브리드 버전은 일본에서 저공해차로 지정되기도 했다.

메르세데스 벤츠는 그런 규제를 클리어할 수 있는 클린 디젤 엔진의 발전형인 블루텍을 2010년 7월 S클래스에 투입해 유럽 시장부터 출시했다. 블루텍은 다임러가 추진하고 있는 클린 디젤 기술로 NOx 흡장환원촉매와 뇨소분사장치를 SCR(선택환원촉매)와 DPF와 조합시켜 배출가스 중 질소산화물 등의 유해물질을 획기적으로 저감하는 시스템이다. 또 애드블루 인젝션도 채용했다. 희박 뇨소수를 촉매 내에 분사함으로써 NOx와 암모니아를 화학반응시켜 물과 질소로 분해한다. 다임러에 따르면 블루텍과 애드블루 인젝션의 조합으로 NOx는 80%를 저감할 수 있다고 한다.

새로운 S350블루텍 버전은 3.0리터 V형 6기통 터보 디젤을 파워업해 최고출력은 10% 증강된 258ps、최대토크는 15％ 증강된 63.2kgm를 발휘한다. 0-100km/h 가속성능은 7.1초, 최고속도는250km/h(스피드리미터 작동).

블루텍 시스템의 효율을 한층 추구함으로써 유럽연합모드 연비는 14.7km/h, 이산화탄소 배출량은 177g/km으로 각각 11% 개선됐다. 배출가스 성능은 유럽에서 2014년에 도입될 예정인 유로6를 클리어 할 수 있다. 다임러는 S 클래스 사상 가장 환경 성능이 높은 모델이라고 주장하고 있다.

메르세데스 벤츠의 블루텍 시스템의 개요는 이렇다. 배기관 상류에 산화촉매와 DPF를 배치하고 이어 SCR를 위한 뇨소수 분사 유닛, 2개의 SCR, 그리고 마지막으로 NOx의 수준을 계측하는 센서로 구성되어 있다. 트렁크쪽에는 24.5리터의 뇨소수 탱크가 있다는 점이 일반 디젤과 다르다. 그만큼 복잡하고 중량이 증가한 점도 있다.

작동 과정은 우선 산화촉매와 DPF로 HC(탄화수소)와 입자상물질(PM)을 걸러낸다. 그 후 뇨소수를 분사해 SCR로 NOx를 질소로 환원한다. 그래서 선택환원촉매라고 부르는 것이다. 배기량 때문에 SCR을 두 개 사용하고 있다. 뇨수소의 사용량은 운행 조건에 따라 다르지만 대략 1,000km 당 1리터 정도가 소모된다고 한다. 그러니까 한 번 충전하면 2만 km 이상 주행할 수 있다는 것이다. 그 이야기는 매 2만 km마다 뇨소수 보충을 해야 한다는 얘기도 된다. 물론 SCR의 채용으로 연비성능이 20% 이상 향상된다는 점을 감안하면 충분히 메리트가 있는 내용이다. 메르세데스 벤츠는 이 블루텍을 2010년 6월부터 미국시장에 출시했다.

(메르세데스 벤츠 ML 300 CDI 시승기 중에서: 2010년 12월 5일)

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감사합니다.......