이산화탄소 저감위한 현실적인 기술은 여전히 내연기관
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2009-12-17 07:19:13 |
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이산화탄소 저감위한 구체적이고 현실적인 기술은 여전히 내연기관
코펜하겐환경회의를 통해 이산화탄소 저감이라고 하는 것이 결국은 정치적인 논리에 의해 변질될 수도 있다는 것을 다시 한 번 확인했다. 개도국은 선진국들이 이미 많은 이산화탄소를 내뿜어 대기환경을 오염했으니 그에 대한 책임을 져야 한다는 논리다. 이에 반해 선진국들은 기술 개발을 통해 지금은 이산화탄소 배출량이 주로 개발도상국에서 많이 배출된다는 주장을 하고 있다. 전 세계 연간 이산화탄소 배출량 300억톤 중 미국은 2005년 60억톤에서 2008년에는 70억톤으로 증가했으므로 미국의 논리는 맞지 않다. 중국도 50억톤이었던 것이 60억톤으로 늘었으니 책임을 회피할 수는 없다. 첨예하게 대립하고 있는 상황에서 내연기관 엔진을 발명하고 발전시켜 온 독일 메이커들은 어떤 방안을 마련하고 있는지 살펴 본다.
채영석(글로벌오토뉴스 국장)
이산화탄소 저감은 피할 수 없는 과제이지만 우리가 생각하는 것만큼 간단치 않다는 것을 코펜하겐기후협약회의를 통해 확인한 셈이다. 이산화탄소 배출량은 2007년 기준 발전 및 난방 부문에서 44%, 제조건설 부문에서 18.2%, 운송 부문에서 15.9% 등의 순으로 나타났다. 운송부문에는 항공기와 선박, 자동차가 포함된다. 운송 부분이 배출하는 이산화탄소양은 2005년 21.5%에서 오히려 줄어들었고 그 대부분은 자동차 엔진 기술 발전으로 인한 것이다. 그럼에도 자동차회사들은 최우선 규제 대상이 되어 있다. 물론 자동차회사들은 그에 대한 심각성을 인식해 모든 기술력을 동원하고 있는 것이 현실이다.
지금의 분위기라면 연비성능과 이산화탄소 저감 기술에서 뒤쳐지게 되면 미래가 불투명하다. 이제는 더 이상 구호로만 외칠 것이 아니라 실질적이고 현실적인 결과가 필요하다는 얘기이다. 우리나라 주변의 환경변화만해도 섬짓할만큼 놀라운 현상들이 하루가 멀다 하고 나타나고 있다.
자동차산업에서 친환경이라고 하는 개념이 본격적으로 등장한 것은 1992년 미국 캘리포니아주가 발표한 클린 에어액트(Clean Air Act)라고 할 수 있다. 그때 처음으로 완전무공해차의 의무판매 비율이 등장했다. 세계 최대 시장인 미국시장에서 자동차를 판매하기 위해서는 완전무공해차와 저공해차를 개발하지 않으면 안되는 시기가 도래했던 것이다,
그래서 등장했던 것이 전기차의 재 부상이고 하이브리드카다. 또한 수소연료전지전기자동차를 비롯해 에탄올 연료를 사용하는 자동차도 새로운 대안으로 등장했다. 디트로이트 빅3는 합작회사를 설립하면서까지 전기자동차의 개발에 열을 올리려 했으나 얼마 가지 못했다. 그에 비해 토요타는 아예 하이브리드에 올인하기 시작했다. 수소연료전지전기자동차는 국제컨소시엄을 결성하면서까지 개발에 힘을 들였으나 수소에너지와 스택 개발에 드는 비용문제, 그리고 수소를 생산하는 과정에서의 이산화탄소 발생 등의 난제가 앞길을 가로 막고 있다.
그것이 미국에 오바마 정권이 들어서면서 미국 내에서는 처음으로 이산화탄소 배출량에 대한 규제법안이 마련되면서 상황은 급변했다. 그 규제기준을 달성하기 위해서는 우선은 현실적인 대안이 필요했다. 토요타가 주도권을 쥐고 있는 하이브리드카도 대안 중의 하나였다. 클린 디젤 역시 기술력의 여하에 따라 가장 현실적인 대안으로 떠 올랐다. 전기자동차도 소량의 판매만으로도 총량연비를 낮추는데 크게 기여할 수 있다는 점에서 대부분의 메이커들이 개발에 열을 올리고 있다. 가능한 모든 방법을 동원한다는 것이다.
하지만 가장 구체적이고 현실적인 대안은 소형화와 다운사이징이다. 2009년 프랑크푸르트모터쇼에 폭스바겐이 출품한 폴로 블루모션이 그런 흐름을 잘 말해 주고 있다. 1.2리터의 배기량이 3기통 TDI 엔진을 탑재하고 있다. 작은 차체와 컴팩트한 디젤엔진, 공기저항의 저감, 마이크로 하이브리드를 조합해 100km를 달리는데 3.3리터의 연료만을 필요로 하는 소위 3리터카다. 이산화탄소 배출량은 87g/km밖에 되지 않는다.
마이크로 하이브리드란 아이들링 스톱 기구와 회생 브레이크 등을 말한다. 이는 이산화탄소 저감에는 파워트레인 이외의 요소도 작용한다는 것을 말해 주는 것이다. 예를 들어 경량화(1,080kg), 구름저항이 낮은 타이어의 채용, 공력 특성의 최적화(라디에이터 그릴 셔터, 프론트 립 스포일러, 사이드 스커트, 언더 플로어, 알루미늄 휠, 리어 범퍼와 스포일러) 등이 채용되는 외 시프트 인디케이터를 장비함으로써 운전자로 하여금 효율성을 높일 수 있는 운전을 할 수 있게 하는 것도 해당한다. 기어박스는 5단 MT이지만 곧 7단 DSG를 채용해 이산화탄소 배출량을 더욱 줄일 수 있을 것이라고 한다.
골프 1.6TDI(99g/km).파사트 1.6TDI(114g/km) 에도 마찬가지의 기술이 채용되어 블루모션 패밀리로 이미 유럽시장에는 실용화되어 있다. 폭스바겐에 있어 블루모션이라고 하면 디젤엔진 사양인 TDI를 떠 올리지만 TDI에 국한하지 않고 가솔린 TSI엔진과 천연가스를 연료로 하는 에코퓨얼(Eco Fuel)의 톱 러너도 포함되어 있다. 파사트 1.4TSI의 에코퓨얼의 이산화탄소 배출량은 119g/km로 디젤 수준에 달한다.
폭스바겐은 비교적 작은 자동차가 라인업의 중추를 이루고 있어 하이브리드에 얽매이지 않고 2015년 이산화탄소 규제를 달성하는 것이 가능할 것으로 보인다. 그 다음에 전기자동차와 플러그인 하이브리드, 수소연료전지전기자동차 등의 기술 개발에 힘을 쏟을 수 있다는 얘기가 된다.
BMW로부터 시작된 블루(Blue)의 바람은 이산화탄소 배출량 규제강화와 함께 더욱 빛을 발하고 있다. 2004년 BMW가 이피션트 다이나믹스(Efficient Dynamics)를 기치로 블루 퍼포먼스를 주창한 이후 메르세데스 벤츠는 블루 이피션시 등이 새로운 브랜드 이미지로까지 고착되어 가는 상황이 연출되고 있는 것이다.
이는 물론 2015년부터 새롭게 적용되는 연비규제 기준을 달성하기 위한 현실적은 대안이 우선이라는데 초점을 맞춘 것이다.
미국의 경우는 자동차회사별 평균연비규제인 CAFÉ(Coporate Average Fuel Economy)가 실시되고 있는데 2015년에는 더욱 엄격한 수치기준이 책정되게 된다. 일본의 연비규제는 미국과 유럽의 평균연비가 아닌 중량 카테고리에 따라 정해진 수치 기준으로 결정된다. 시험법은 종래의 10.15모드를 보다 현실적인 연비에 가까운 JC08가 사용된다.
하지만 유럽의 이산화탄소 규제는 이보다 훨씬 엄격하다. 유럽자동차공업협회에서는 2008년 자율규제로 이산화탄소 배출량 140g/km(가솔린차 연비로 약 16.6km/리터)에 상당)를 정했었다. 하지만 이탈리아와 프랑스메이커 이외에는 이 자율규제를 준수하지 못하고 있다.
유럽위원회는 2012년부터 2015년 사이에 120g/km를 달성할 것을 위무화했다. 이를 위반하면 대당 1g 초과에 100유로 가까운 벌금이 부과된다.
120g/km의 수치에는 자동차본체에서 130g/km를 달성하고 그 이외의 부가적인 것들을 통해 실시하도록 되어 있다. 타이어 공기압모니터와 시프트 인디케이터를 장비하거나 연료의 바이오매스 합성연료를 혼합하는 등으로 이산화탄소를 낮춘다는 것이다. 이런 노력을 통해 2012년부터 단계적으로 개선해 2015년에는 130g/km 기준 달성이 의무화되어 있는 것이다.
그렇게 되면 BMW와 메르세데스 벤츠 등 주로 대형차가 주력상품인 브랜드들은 불리한 입장에 처하게 된다. 그래서 일부 메이커에서는 차량 중량이 무거운 고급차에게는 무리라며 일본처럼 무거운 자동차에 대한 배려가 필요하다고 주장하고 있다. 그래서 유럽위원회는 130g/km 룰에 중량을 가미한 타협안을 인정했다. 차량 중량이 1,372kg를 넘는 모델에 대해 별도의 계산식을 만들어 낸 것이다.
그 계산식은 이산화탄소 배출기준치가 130g+0.0457×(M-1372)g. M은 차량 중량.
또 하나는 EU에 등록되는 차량이 연간 1만대에서 30만대 수준인 메이커는 니치로 인정되어 2007년 배출가스규제의 평균치 마이너스 25%가 기준으로 된다는 것이다. 예를 들면 2007년의 연간 평균배출가스가 200g/km라고 하면 150g/km로 된다. 그래도 대 배기량차가 많은 메이커들에게는 가혹한 수치이다.
그래서 메르세데스 벤츠는 스마트 브랜드에, BMW는 1시리즈에 더욱 힘을 쏟고 있다. 영국의 아스톤 마틴이 토요타로부터 iQ를 OEM으로 공급받는 것도 같은 맥락이다.
코펜하겐환경회의를 통해 이산화탄소 저감이라고 하는 것이 결국은 정치적인 논리에 의해 변질될 수도 있다는 것을 다시 한 번 확인했다. 개도국은 선진국들이 이미 많은 이산화탄소를 내뿜어 대기환경을 오염했으니 그에 대한 책임을 져야 한다는 논리다. 이에 반해 선진국들은 기술 개발을 통해 지금은 이산화탄소 배출량이 주로 개발도상국에서 많이 배출된다는 주장을 하고 있다. 전 세계 연간 이산화탄소 배출량 300억톤 중 미국은 2005년 60억톤에서 2008년에는 70억톤으로 증가했으므로 미국의 논리는 맞지 않다. 중국도 50억톤이었던 것이 60억톤으로 늘었으니 책임을 회피할 수는 없다. 첨예하게 대립하고 있는 상황에서 내연기관 엔진을 발명하고 발전시켜 온 독일 메이커들은 어떤 방안을 마련하고 있는지 살펴 본다.
채영석(글로벌오토뉴스 국장)
이산화탄소 저감은 피할 수 없는 과제이지만 우리가 생각하는 것만큼 간단치 않다는 것을 코펜하겐기후협약회의를 통해 확인한 셈이다. 이산화탄소 배출량은 2007년 기준 발전 및 난방 부문에서 44%, 제조건설 부문에서 18.2%, 운송 부문에서 15.9% 등의 순으로 나타났다. 운송부문에는 항공기와 선박, 자동차가 포함된다. 운송 부분이 배출하는 이산화탄소양은 2005년 21.5%에서 오히려 줄어들었고 그 대부분은 자동차 엔진 기술 발전으로 인한 것이다. 그럼에도 자동차회사들은 최우선 규제 대상이 되어 있다. 물론 자동차회사들은 그에 대한 심각성을 인식해 모든 기술력을 동원하고 있는 것이 현실이다.
지금의 분위기라면 연비성능과 이산화탄소 저감 기술에서 뒤쳐지게 되면 미래가 불투명하다. 이제는 더 이상 구호로만 외칠 것이 아니라 실질적이고 현실적인 결과가 필요하다는 얘기이다. 우리나라 주변의 환경변화만해도 섬짓할만큼 놀라운 현상들이 하루가 멀다 하고 나타나고 있다.
자동차산업에서 친환경이라고 하는 개념이 본격적으로 등장한 것은 1992년 미국 캘리포니아주가 발표한 클린 에어액트(Clean Air Act)라고 할 수 있다. 그때 처음으로 완전무공해차의 의무판매 비율이 등장했다. 세계 최대 시장인 미국시장에서 자동차를 판매하기 위해서는 완전무공해차와 저공해차를 개발하지 않으면 안되는 시기가 도래했던 것이다,
그래서 등장했던 것이 전기차의 재 부상이고 하이브리드카다. 또한 수소연료전지전기자동차를 비롯해 에탄올 연료를 사용하는 자동차도 새로운 대안으로 등장했다. 디트로이트 빅3는 합작회사를 설립하면서까지 전기자동차의 개발에 열을 올리려 했으나 얼마 가지 못했다. 그에 비해 토요타는 아예 하이브리드에 올인하기 시작했다. 수소연료전지전기자동차는 국제컨소시엄을 결성하면서까지 개발에 힘을 들였으나 수소에너지와 스택 개발에 드는 비용문제, 그리고 수소를 생산하는 과정에서의 이산화탄소 발생 등의 난제가 앞길을 가로 막고 있다.
그것이 미국에 오바마 정권이 들어서면서 미국 내에서는 처음으로 이산화탄소 배출량에 대한 규제법안이 마련되면서 상황은 급변했다. 그 규제기준을 달성하기 위해서는 우선은 현실적인 대안이 필요했다. 토요타가 주도권을 쥐고 있는 하이브리드카도 대안 중의 하나였다. 클린 디젤 역시 기술력의 여하에 따라 가장 현실적인 대안으로 떠 올랐다. 전기자동차도 소량의 판매만으로도 총량연비를 낮추는데 크게 기여할 수 있다는 점에서 대부분의 메이커들이 개발에 열을 올리고 있다. 가능한 모든 방법을 동원한다는 것이다.
하지만 가장 구체적이고 현실적인 대안은 소형화와 다운사이징이다. 2009년 프랑크푸르트모터쇼에 폭스바겐이 출품한 폴로 블루모션이 그런 흐름을 잘 말해 주고 있다. 1.2리터의 배기량이 3기통 TDI 엔진을 탑재하고 있다. 작은 차체와 컴팩트한 디젤엔진, 공기저항의 저감, 마이크로 하이브리드를 조합해 100km를 달리는데 3.3리터의 연료만을 필요로 하는 소위 3리터카다. 이산화탄소 배출량은 87g/km밖에 되지 않는다.
마이크로 하이브리드란 아이들링 스톱 기구와 회생 브레이크 등을 말한다. 이는 이산화탄소 저감에는 파워트레인 이외의 요소도 작용한다는 것을 말해 주는 것이다. 예를 들어 경량화(1,080kg), 구름저항이 낮은 타이어의 채용, 공력 특성의 최적화(라디에이터 그릴 셔터, 프론트 립 스포일러, 사이드 스커트, 언더 플로어, 알루미늄 휠, 리어 범퍼와 스포일러) 등이 채용되는 외 시프트 인디케이터를 장비함으로써 운전자로 하여금 효율성을 높일 수 있는 운전을 할 수 있게 하는 것도 해당한다. 기어박스는 5단 MT이지만 곧 7단 DSG를 채용해 이산화탄소 배출량을 더욱 줄일 수 있을 것이라고 한다.
골프 1.6TDI(99g/km).파사트 1.6TDI(114g/km) 에도 마찬가지의 기술이 채용되어 블루모션 패밀리로 이미 유럽시장에는 실용화되어 있다. 폭스바겐에 있어 블루모션이라고 하면 디젤엔진 사양인 TDI를 떠 올리지만 TDI에 국한하지 않고 가솔린 TSI엔진과 천연가스를 연료로 하는 에코퓨얼(Eco Fuel)의 톱 러너도 포함되어 있다. 파사트 1.4TSI의 에코퓨얼의 이산화탄소 배출량은 119g/km로 디젤 수준에 달한다.
폭스바겐은 비교적 작은 자동차가 라인업의 중추를 이루고 있어 하이브리드에 얽매이지 않고 2015년 이산화탄소 규제를 달성하는 것이 가능할 것으로 보인다. 그 다음에 전기자동차와 플러그인 하이브리드, 수소연료전지전기자동차 등의 기술 개발에 힘을 쏟을 수 있다는 얘기가 된다.
BMW로부터 시작된 블루(Blue)의 바람은 이산화탄소 배출량 규제강화와 함께 더욱 빛을 발하고 있다. 2004년 BMW가 이피션트 다이나믹스(Efficient Dynamics)를 기치로 블루 퍼포먼스를 주창한 이후 메르세데스 벤츠는 블루 이피션시 등이 새로운 브랜드 이미지로까지 고착되어 가는 상황이 연출되고 있는 것이다.
이는 물론 2015년부터 새롭게 적용되는 연비규제 기준을 달성하기 위한 현실적은 대안이 우선이라는데 초점을 맞춘 것이다.
미국의 경우는 자동차회사별 평균연비규제인 CAFÉ(Coporate Average Fuel Economy)가 실시되고 있는데 2015년에는 더욱 엄격한 수치기준이 책정되게 된다. 일본의 연비규제는 미국과 유럽의 평균연비가 아닌 중량 카테고리에 따라 정해진 수치 기준으로 결정된다. 시험법은 종래의 10.15모드를 보다 현실적인 연비에 가까운 JC08가 사용된다.
하지만 유럽의 이산화탄소 규제는 이보다 훨씬 엄격하다. 유럽자동차공업협회에서는 2008년 자율규제로 이산화탄소 배출량 140g/km(가솔린차 연비로 약 16.6km/리터)에 상당)를 정했었다. 하지만 이탈리아와 프랑스메이커 이외에는 이 자율규제를 준수하지 못하고 있다.
유럽위원회는 2012년부터 2015년 사이에 120g/km를 달성할 것을 위무화했다. 이를 위반하면 대당 1g 초과에 100유로 가까운 벌금이 부과된다.
120g/km의 수치에는 자동차본체에서 130g/km를 달성하고 그 이외의 부가적인 것들을 통해 실시하도록 되어 있다. 타이어 공기압모니터와 시프트 인디케이터를 장비하거나 연료의 바이오매스 합성연료를 혼합하는 등으로 이산화탄소를 낮춘다는 것이다. 이런 노력을 통해 2012년부터 단계적으로 개선해 2015년에는 130g/km 기준 달성이 의무화되어 있는 것이다.
그렇게 되면 BMW와 메르세데스 벤츠 등 주로 대형차가 주력상품인 브랜드들은 불리한 입장에 처하게 된다. 그래서 일부 메이커에서는 차량 중량이 무거운 고급차에게는 무리라며 일본처럼 무거운 자동차에 대한 배려가 필요하다고 주장하고 있다. 그래서 유럽위원회는 130g/km 룰에 중량을 가미한 타협안을 인정했다. 차량 중량이 1,372kg를 넘는 모델에 대해 별도의 계산식을 만들어 낸 것이다.
그 계산식은 이산화탄소 배출기준치가 130g+0.0457×(M-1372)g. M은 차량 중량.
또 하나는 EU에 등록되는 차량이 연간 1만대에서 30만대 수준인 메이커는 니치로 인정되어 2007년 배출가스규제의 평균치 마이너스 25%가 기준으로 된다는 것이다. 예를 들면 2007년의 연간 평균배출가스가 200g/km라고 하면 150g/km로 된다. 그래도 대 배기량차가 많은 메이커들에게는 가혹한 수치이다.
그래서 메르세데스 벤츠는 스마트 브랜드에, BMW는 1시리즈에 더욱 힘을 쏟고 있다. 영국의 아스톤 마틴이 토요타로부터 iQ를 OEM으로 공급받는 것도 같은 맥락이다.
