새로운 자동차배출가스 저감 이론
자동차배출가스는 지구를 파괴하는 주범으로 등장하고 있으므로 각국은 자동차배출가스 저감을 위한 대책에 사활을 걸고 있는바 여기에 “새로운 이론에 의한 배출가스저감방식”을 소개 하고자 합니다.
1. 배출가스 규제 목적
가. 교토 의정서
교토 의정서에 의하면 기후변화협약 Annex국가들은 2008~2012년 기간 중 자국 내 온실가스 배출 총량을 1990년대 수준대비 평균 5.2% 감축하여야 합니다.
※ 참고로 기후변화협약은 전 세계 국가들이 지구기후변화 방지를 위한 노력을 하겠다는 것이었고, 이를 이행하기 위하여 누가, 얼마만큼, 어떻게 줄이는가에 대한 문제를 결정한 것이 ‘교토의정서’라고 할 수 있습니다.
교토의정서는 1998. 3. 16～1999. 3. 15일까지 뉴욕의 유엔본부에서 서명을 받아 채택되었고, 그 이후 각 협약 당사국들은 의정서가 발효될 수 있도록 자국의 비준을 위해 노력해왔으며, 2005년 2월 교토의정서는 발효되었습니다.
교토의정서에는 온실가스를 효과적이고 경제적으로 줄이기 위하여 공동이행제도(JI), 청정개발체제(CDM), 배출권거래제도(ET)와 같은 유연성체제를 도입하였는데, 이들을「교토메카니즘(Kyoto Mechanism)」이라고 합니다.
나. 자동차배출가스 종류
연료형자동차는 화학연료가 연소되면서 대소를 불문하고 일산화탄소(CO) 탄화수소(HC) 질소산화물 (NOX) 먼지 등 여러 가지 물질이 생성되어 배기관으로 밖으로 나오는 것을 “자동차배출가스”라 합니다.
자동차 배출가스는 주로 다음 물질을 가지고 말하는 것입니다.
① 일산화탄소(CO): 농도가 심하면 두통·현기증이 나고 방치하면 사망한다고 하며, 원인은 연소하는 동안의 산소 부족에서 생깁니다.
② 탄화수소(HC): 농도가 높으면 점막(粘膜)을 자극하고 조직을 파괴하고 질소산화물과 반응해서 광화학스모그의 원인이 되며, 가솔린의 주성분이 불완전 연소되어 그대로 배출되는 것입니다.
③ 질소산화물(NO, NO2): 산소결핍증·중추신경기능의 감퇴를 일으킴과 동시에 광화학스모그의 원인이 되며, 공기 중의 산소와 황이 고온에서 반응하여 생성되는 것입니다.
2. 각국의 규제 방법
자동차 배출가스 규제가 심화되면서 각국마다 배출가스 질을 개선하기 위한 연구·개발이 활발하고 있습니다.
가. 미국
세계에서 자동차의 배출가스 규제가 가장 먼저 시행된 곳은 미국 캘리포니아 주(州)의 로스앤젤레스로 1943년에 유명한 LA 스모그가 발생하여 이것이 미국에서의 자동차 배출가스 공해의 시작이었습니다.
미국은 이미 자동차에 OBD(On-Board Diagnostic:배출가스자기진단장치)를 의무적으로 장착하고 있으며 우리나라도 2007년부터 전 차종에 배출가스자가진단장치(OBD) 장착을 의무화하면서 수입차 업체는 물론 일부 국내 승용차 메이커까지 타격을 입을 것으로 보입니다.
나. 유럽
자동차배출가스 규제가 가장 심한 곳이 유럽이라고 보시면 됩니다.
유럽에서는 현재 EURO기준을 만들어 2008년부터는 디젤의 경우 입자성물질 0.01g/km ,이산화탄소 배출량 120(g/km)이하로 줄일 계획입니다.
유럽연합은(EU)은 2020년까지 교토의정서 기준연도인 1990년에 비해 20%의 배출가스를 감축하겠다는 획기적인 전략을 발표했습니다.
다. 한국
한국에서 자동차의 배출가스가 문제되기 시작한 것은 1970년대 초반부터입니다.
이 무렵 한국에서도 승용차가 생산되기 시작하였고 자동차 보유대수가 급격히 증가되면서 가솔린 자동차의 일산화탄소 CO에 대한 규제가 시작 되었고 1980년 대기보전법의 제정·공포로 신차에 대한 규제(CO, HC 및 NO)도 시작하게 되었습니다.
환경부는 OBD에 대한 준비가 부족해 자동차 판매에 엄청난 차질을 빚는다는 유럽연합(EU)과 상당수 수입차 업체 등의 요청 등을 감안해 시행 시기를 연기하는 방안을 적극 검토 중이라고 합니다.
한국수입자동차협회와 주한유럽상공회의소는 ‘유럽산 차종에 대한 차별’이라며 OBD규정의 시행을 늦춰 달라고 요구해 왔고 환경부는 받아들일 수 없다는 방침이고 반면 모든 차종에 대한 OBD를 개발한 국내 자동차 5개사와 피해가 없는 일부 수입차 업체는 반사이익을 노리며 2007년도 부터 시행을 바라고 있으나 최근 EU 자동차분과위원회 등이 ‘무역 장벽’까지 거론하며 외교적인 압박을 가해 오자 환경부는 규정 시행을 한 달 앞둔 시점에서 유예를 긍정적으로 검토하고 있다고 합니다.
라. 중국
2008년 북경 올림픽을 대비하여 2006.12.1일부터 북경에 운행하는 모든 차에는 OBD를 의무적으로 장착하게 하였다고 합니다.
OBD를 달게 되면 감시가 안 되든 배출가스 상태가 계기판에 나타나므로 운전자들이 배출가스에 대하여 무덤덤하였으나 앞으로는 운행하기가 어려워집니다.
중국은 올림픽 때문에 강제성을 띄울 수밖에 없고 메이커들도 정책에 따를 것이므로 소비자들도 배출가스에 신경을 쓸 것입니다.
3. 자동차배출가스 저감 종류
자동차배출가스 저감에는 “연소 후 처리방식(External process system)”과 “연소 내 처리방식((Internal process system)” 두 가지 이론이 있습니다.
가. 연소후 처리방식 (External process system) : 삼원촉매방식
① 구성과 동작원리 : 백금·팔라듐·로듐 등을 사용한 촉매 컨버터로 배기 중에 산소가 남지 않도록 하는 물리적 방식입니다.
배기온도를 충분히 높게 유지하면 일산화탄소 CO와 탄화수소 HC에 대해서는 질소산화물 NOX가 산화제로서 작용하고, 한편 CO와 HC는 NOX의 환원제로서 작용하여 3성분을 동시에 절감할 수 있습니다.
② 효과와 문제점 : 현재 가장 일반적으로 쓰이는 방식인데 공장의 굴뚝에 설치하는 일종의 집진기와 같은 역할로 시간이 경과하면서 부식되거나 성능이 떨어집니다(수명에 한계 있음).
나. 연소 내 처리방식(Internal process system): VAD방식
① 구성과 동작원리 : 전자소자로 구성되어 있으며 연료의 흐름 량부터 공기와의 혼합 비율(연소부터 배출까지)등을 전자제어에 의한 시스템적으로
정확하게 제어하여 주는 방식입니다.
② 효과와 문제점 : 제어신호에 의한 전기적 트러블 제거로 “자동차성능이 혁신”되고 배출가스는 “연소 내 처리 방식(Internal process system)”에 의해 획기적으로 개선되며 반영구적(수명에 한계가 없음)이지만 아직 이 방식에 대한 이해 부족으로 확산시키는데 많은 시간이 필요합니다.
4. 결론
지구는 에너지와 배기가스로 몸살을 앓고 있으며 지구를 살리기 위해 교토의정서 이행이 점점 강화되고 있는데 에너지절감을 극대화하면서 배기가스도 줄여야 하는 것이 오늘날 지구인들이 풀어야할 과제입니다.
따라서 우리나라도 이제는 자동차 배출가스에 대한 통제와 검사를 강화해야하며 이를 개을리 하면 국가 경제에 막대한 손실이 초래됨은 물론 소비자들이게 차 관리에 따르는 경제적 부담을 증가시키는 결과가 되어 버립니다.
그러므로 지금까지 보다 진일보한 배출가스 개선방식을 적극적으로 도입하여 국가나 소비자들에게 닥쳐올 경제적 부담을 손쉽게 극복하는데 적극 동참하여야 할 것입니다.
<제공=모터파워/VAD)>
