자동차 배출가스
배기가스는 지구를 파괴하는 주범으로 등장하고 있으며 여기서는 그
범위를 줄여 자동차 배출가스에 대하여 기술하고자
합니다.
1. 자동차 배출가스
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.
가. 일산화탄소(CO):
농도가 심하면 두통·현기증이 나고 방치하면 사망한다고 하며,
원인은 연소하는 동안의 산소 부족에서 생깁니다.
나. 탄화수소(HC):
농도가 높으면 점막(粘膜)을 자극하고 조직을 파괴하고 질소산화물과
반응해서 광화학스모그의 원인이 되며, 가솔린의 주성분이 불완전
연소되어 그대로 배출되는 것입니다.
다. 질소산화물(NO, NO2):
산소결핍증·중추신경기능의 감퇴를 일으킴과 동시에 광화학스모그의
원인이 되며, 공기 중의 산소와 황이 고온에서 반응하여 생성되는
것입니다.
2.
배출가스의 규제
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.
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.
유럽에서는 현재 EURO기준을 만들어 2008년부터는 디젤의 경우
입자성물질 0.01g/km ,이산화탄소 배출량 120(g/km)이하로 줄일
계획입니다.
※ 참고로 카스타(lpg)의 배출검사를 했는데 법적허용기준이
일산화탄소(CO)1.2%, 탄화수소(HC)190.0PPM,
질소산화물(NOX)1440.0PPM이라고 검사표에 기록 되어 있는데 EURO와
비교하시면 도움이 되실 것입니다.
3. 자동차 배출물의 감소 대책
자동차 배출가스 규제가 심화되면서 각국마다 배출가스 질을 개선하기
위한 연구·개발이 활발하고 있습니다.
교토의정서에 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.
4. 배출가스 저감 종류
가. 연소후 처리방식 (External process) : 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.
나. 연소내 처리방식(Internal process): VAD방식
1) 구성과 동작원리 : 전자소자로 구성되어 있으며 연료의 흐름
량부터 공기와의 혼합 비율(연소부터 배출까지)등을 전자적으로
정확하게 제어하여 이론연비가 이루어지도록 제어를 정확하게 해주는
방식(새로운)입니다.
2) 효과와 문제점 : 떨어지는
자동차성능을 복원시켜 차 스스로 배출가스를 개선
시키므로 반영구적이나 소비자들에게 확신시키는데는 많은 시간이
필요합니다.
5. 결론
지구는 에너지와 배기가스로 몸살을 앓고 있으며 마치
시소(놀이기구)와 같아 어느 한 쪽으로도 치우치지 못하고
있습니다.
따라서 에너지절감을 극대화하면서 배기가스도 줄여야 하는 것이
오늘날 지구인들이 풀어야할 과제입니다.
우리나라도 이제는 자동차 배출가스에 대한 통제와 검사를 강화하고
있으므로 자동차 배출가스 개선을 개을리 하면 차 운행에 어려움은
물론 고비용으로 차 수리를 해야 하는 경제적 부담도 증가하게
됩니다.
그러므로 지금까지의
연소후 처리방식에서 진일보한 연소내 처리방식을 추가하면
배출가스는 물론 연비 소음 출력 및 승차감 등 차의 전반적인 성능을
개선시켜주므로 차의 수명도 연장
됩니다.
<제공 = 모타파워>
