온실가스 감축과 VAD

1. 서론

한국경제선문에 의하면 유엔의 기후․환경 관련 기구인 “기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)"는 2007년5월4일 기후변화 완화에 에 관한 제4차보고서를 채택 했습니다.

이번 보고서 채택으로 한국은 온실가스 의무감축 국가 편입 압력과 2013년께는 의무감축에 나서야 할 것으로 예상 된다고 합니다.

전 세계 온도 상승을 2도 이내로 제한하려면 우리나라도 5조원 이상의 비용이 들므로 국제적인 환경규제압력에 대비하여 범 정부차원에서 대응책을 지속적으로 추진한다고 합니다.

따라서 온실가스 적정 감축 규모와 감축 잠재력 있는 적용 기술을 보면 에너지공급에서는 효율성 향상 및 신 재생에너지 개발, 교통 수송에서는 고효율 차량과 연비개선, 건물에서는 단열재 및 전기제품의 효율성 향상, 산업에서는 전자장비의 에너지 효율성 향상, 농업폐기물에서는 화석연료 사용 대체 및 에너지 효율향상 등으로 온실가스 줄이는 대책으로 주요 요소는 “기존의 에너지 효율 향상”과 “신 에너지 개발”에 초점이 되고 있습니다.

이로 인하여 2004년도 기준으로 전 세계 온실가스 배출량 10위를 차지하는 한국으로서는  기후 2도를 줄이기 위해서는 5조3000억 원의 경제적 비용이 소요될 전망이고 그중에도 산업부문이 전체의 40.4%를 차지할 것으로 보여 산업생산부분에서 직격탄이 될 것이라고 에너지경제연구원이 분석하고 있습니다.

따라서 본장에서는 자동차 배출가스에 대해서 만 기술하고자 합니다.

2. 자동차 배출가스 감축과 VAD

 우리나라 자동차 숫자는 1600만대로 추산하고 있으며, 자동차 배출가스에는 두 가지 이론이 있습니다.

가. 연소후 처리방식 (External process System) : 삼원촉매방식

    이 방식은 전 세계가 연료형자동차가 배출가스를 줄이기 위해 범용으로 사용되고 있는 방식으로 피스톤에서 연료가 폭발 후 밖으로 나오는 배출가스를 배기통을 거치면서 걸러주는 방식으로 공장의 굴뚝에 설치하는 집진기 또는 가정의 배수물을 모아 정화시키는 정화조와 같은 용도로 사용된다고 봅니다.

물론 배기통에는 산소센서가 있으므로 산호의 양을 피드백 시켜 연료량을 조절하기도 한다.

   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 방식이지만 연소된 배기농도에 따라 걸러내는 효율성에 한계가 있고 시간이 경과하면서 필터기능이 떨어지므로 주기적으로 점검하고 교체 해주어야 합니다.

 나. 연소내 처리방식(Internal process System): VAD방식

   연료형자동차는 모든 기능이 전자제어에 의해 통제를 받고 있습니다.

따라서 시동이 걸리기 시작부터 운행 후 시동이 꺼지는 순간까지 모든 기능이 전자제어에 의하며, 제어기능은 자동차 전체를 시스템적으로 감시하고 조절하며 통제하므로 사람의 비유하면 신경조직에 해당 합니다.

사람의 몸에는 중추신경과 말초 신경이 있듯이 자동차도 100개에 달하는 각종 센서가 만들어 내는 신호는 아날로그 성 신호로(사람의 말초신경) 이 신호들이 ECU라는 컴퓨터로 들어가면 자동차를 제어하는 새로운 디지털 신호(사람의 중추 신경)를 만들어 각 기능을 제어하므로 자동차가 동작을 하게 됩니다.

 1) 구성과 동작원리 : 전자소자로 구성되어 있으며 설계서에 의해 만들어지는 각종 신호들이 온․ 습도, 엔진열, 선로 등으로 인하여 파형이 왜곡 및 지연되거나 크기가 변질되는 것을  보정하고 교정하여 정확한 제어신호들이 필요 요소에 정확하게 잘 전달 되도록 해줍니다.

 2) 효과와 문제점 : 본 기술은 신제어기술에 속하는 시스템기술로 자동차가 시간이 경과하여 부품 노후화 또는 열화 등으로 특성(부품, 조립) 변하여 성능이 떨어지는 것을 제어기능보강으로 차 성능을 개선 또는 복원시켜주는 방식입니다.

그러나 자동차를 기계적 수리에 익숙하다 보니 전자방식에 의한 연소내 처리방식에 대한 이해도 확산에 어려움이 많습니다.

 3) 기술 특징

  자동차 뿐 아니라 모든 제품은 성능이라는 요소가 있으며 성능(100%) = 효율(%) +손실률(%)을 합친 것으로 모든 과학자나 기술자들이 제품을 만들면서 성능을 좋게 한다는 말은 반대로 어떻하면 손실을 줄일 수 있을까에 연구의 초점이 맞추어 있다고 보아야 합니다.

3. 결론

  VAD기술의 목적은 떨어지는 자동차성능을 개선 내지는 복원시켜 주는 역할을 합니다.

따라서 자동차성능을 시스템적으로 개선내지는 복원시켜 배출가스를 개선시키는 방식이기 때문에 연소후 처리방식의 안고 있는 문제점을 본 기술로 보완(연소내 처리방식)을 해줌으로써 연비개선은 물론  배출가스가 획기적으로 개선이 되는 것입니다.

또한 수명에 있어서도 반영구적이며 열에도 강합니다.

여기서 자동차성능이란 시동(꺼짐, 잘 안 걸림), RPM(흔들림, 높음), 소음, 진동, 출력, 공회전, 노킹, 순발력, 등판능력, 오디오 음질, 배터리수명 등을 말하며 이들 성능 항목들이 적절하게 개선내지는 복원이 되어야 연비와 배출가스가 자동적으로 좋아지는 것입니다.

이것이 VAD의 “연비개선”과 “연소내 처리방식”의 배출가스 저감방식 기술입니다.

<제공=모터파워>