대형자동차 온실가스 관리 제도 도입 배경

지난 30여 년간 우리는 지구온난화 및 기후변화 방지를 목적으로 온실가스 감축에 대한 노력을 기울여 왔다. 1992년의 유엔기후변화협약에서부터 교토의정서, 파리협약에 이르기까지, 온실가스 배출량이 많은 선진국 및 개도국들은 온실가스 감축을 위한 목표를 자발적으로 수립하여 이행해 오고 있다. 대한민국 역시 2030년 온실가스 배출 전망치(BAU) 를 37% 감축하는 계획을 UN에 제출하였으며, 내부적으로도 국가 온실가스 감축 로드맵을 제시하고 있다. 여기에는 산업, 건물, 수송과 같은 국내 각 배출원 부문별 세부 온실가스 감축 목표가 포함되어 있다.

이 중 우리나라 총 온실가스 배출량의 12%를 차지하는 수송 부문에서는 2030년 온실가스 배출 전망치(1.05억 톤) 대비 29.3%(0.3억 톤)를 감축할 계획이다. 구체적인 감축 방안으로 소형자동차 온실가스 규제, 친환경차 보급, 대중교통 운영 확대가 제시되고 있다. 하지만 이러한 방안만으로는 배출 전망치 대비 29.3% 감축이라는 높은 목표를 달성하기 어려운 상황이다. 그래서 정부는 대형자동차에서 발생하는 온실가스 배출량 규제를 통한 온실가스 감축을 계획하고 있다. 이때 대형자동차란 자동차관리법상 중형 및 대형 규모의 승합차 및 화물차를 의미한다.

2012년부터 온실가스 규제가 도입된 소형자동차와 달리, 대형자동차에 대한 온실가스 규제는 이르면 2020년 이후에 도입이 가능할 것으로 보인다. 대형자동차의 온실가스 규제가 소형자동차와 비교하여 늦어진 까닭은 대형자동차는 운수 업계에 종사하는 국민들의 생계와 직결되어 있고, 국가 물류 산업의 근간으로서 경제와 밀접한 연관성을 갖는다는 점 때문이다. 대형자동차는 국내 전체 자동차 등록대수의 5% 이하로 수송부문에서 차지하는 비중은 낮은 편이다. 그럼에도 불구하고 대형자동차에서 발생하는 온실가스 배출량은 수송부문 온실가스 배출량의 1/4로 자동차 등록대수에 비해 높은 비율을 차지하고 있다.

이렇게 대형자동차의 온실가스 배출량이 높은 원인으로는 두 가지를 들 수 있다. 첫째로 대형자동차는 엔진의 높은 배기량으로 인해 연비가 낮고 온실가스 배출량이 높다. 화물을 적재하고 주행하는 대형 화물차의 연비는 3~6km/L 수준으로 일반 승용차에 비해 연료소비량이 많고, 그만큼 온실가스를 많이 배출한다. 둘째로 대부분의 대형자동차는 자가용이 아닌 사업 및 운수업에 활용되기 때문에 주행거리가 길고 주행시간이 많다. 매년 한국교통안전공단에서 발행하는 자동차 주행거리 통계에 의하면, 대중교통으로 주로 활용되는 사업용 대형승합차의 2016년 일평균 주행거리는 230km로 승용차 일평균 주행거리인 36km의 6배가 넘는다. 차량 자체의 높은 온실가스 배출량과 높은 차량 활용도가 복합적으로 작용하여, 대형자동차의 온실가스 배출량은 수송부문에서 무시할 수 없는 비율을 차지하고 있다. 그러므로 온실가스 감축 수요가 지속적으로 증가하는 국제 정세를 감안하고 수송부문의 효율적인 온실가스 배출량 관리를 위해선 대형자동차에서 발생하는 온실가스를 규제하는 것이 시급한 상황이다.

<그림 1>은 대형자동차의 연비 및 온실가스 규제의 세계적 동향을 나타낸다. 해외에서는 이미 대형자동차의 온실가스 배출량 규제가 도입되었거나 진행중인 상황이다. 미국은 2014년에, 일본은 2015년에 대형자동차의 온실가스 배출량 규제를 도입하였다. EU는 그보다 늦은 2019년에 대형자동차에서 발생하는 온실가스를 정밀히 확인하는 모니터링 제도를 시작으로 온실가스 배출량 관리에 착수하였다. 국내에서도 관련 제도를 준비하고 있으며, 고시를 통한 법제화까지는 몇 년의 시간이 더 소요될 것으로 예상된다.

대형자동차 온실가스 관리 제도 및 소형자동차 와의 차이점

차량에서 발생하는 온실가스를 측정하고 규제한다는 측면에서 대형자동차의 규제는 소형자동차 규제와 동일한 목적을 가지고 있으며, 규제의 절차 및 방법 또한 비슷하게 도입 될 것으로 예상된다.

대형자동차의 온실가스 관리제도가 기존의 소형자동차 관련 규제와의 주목할만한 차이점은 온실가스 배출량 측정 방법이다. 소형자동차는 차대동력계 상에서 인증모드 주행을 통해 연비 및 온실가스 배출량을 측정하는 반면, 대형자동차는 측정 수단으로 시뮬레이션 방법을 활용하고 있다. 시뮬레이션 방법은 차량동역학 기반 모델링을 통해 가상 주행 시뮬레이션에서 발생하는 차량의 온실가스 배출량을 계산한다.

차량 모델은 시뮬레이션 입력 데이터(차량 제원)를 기반으로 사전에 정의된 주행모드를 주행하기 위해 필요한 엔진의 동력을 예측하고, 동력 발생에 필요한 연료소비량을 연비맵을 기반으로 산정한다. 차량동역학 모델링에서 고려되는 요소로는 차량의 가감속력, 공기저항, 구름저항, 등판저항, 동력전달손실, 보조기기류 동력소모량등이 있다.

대형자동차의 온실가스 배출량 측정 방법으로 시뮬레이션 방법이 도입된 이유는 대형자동차의 차종이 매우 다양하기 때문이다. 현재 대형자동차로 분류되는 차량의 총 중량의 범위는 약 5~40톤이며 차량의 구조 또한 제각기 다양하다. 일반적으로 4X2나 4X4축 구조를 가지는 소형자동차에 비해 대형자동차는 4X2, 4X4, 6X2, 6X4, 6X6, 8X2, 8X4, 8X6, 8X8 등의 축 구조를 가지고 있으며, 트랙터-트레일러의 경우는 트레일러 조합에 따라 다양한 차량의 구성이 가능하다. 뿐만 아니라, 제작사에서 출도된 차량은 특장사에서 카고형 적재함, 덤프형, 윙바디형, 믹서형 등 소비자의 요구에 맞게 다양하게 개조된다. 현실적으로 차대동력계를 활용하여 다양한 대형자동차의 온실가스 배출량을 측정한다는 것은 거의 불가능에 가까운 상황이며, 국내 대형차대동력계의 보급 현황도 소형차대동력계에 비해 현저히 부족한 수준이다. 현실적인 상황을 고려할 때, 대형자동차의 온실가스 배출량 측정을 위해서는 시뮬레이션 방법이 적합하다고 볼 수 있다. 우리나라를 비롯하여 미국, 유럽, 일본 모두 시뮬레이션 방법을 활용하여 대형자동차의 온실가스 배출량을 측정하고 있다.

국내에서 대형자동차 온실가스 배출량을 계산하기 위해 개발된 프로그램은 HES(Heavy-duty vehicle Emission Simulator)이다. HES는 <그림 2>과 같이 총 5개의 모듈로 구성된다. Pre-processor에서는 주행모드와 기본적인 차량의 제원을 시뮬레이션 입력 데이터로 읽어 들인다. Chassis 모듈에서는 입력된 데이터를 기반으로 차량에 주행에 필요한 구동력을 계산하며, 계산된 구동력은 Transmission 모듈에서 기어 변속을 통해 Engine 모듈로 전달된다. Engine 모듈에서 최종적으로 계산된 엔진속도(rpm)와 토크(Nm)는 이후 연비맵을 통해 최종 연료소비량 및 온실가스 발생량을 계산하는데 활용된다.

세계 각국에서도 국내의 HES와 같은 시뮬레이션 프로그램을 개발하여 활용하고 있다. 미국은 GEM(Greenhouse gas Emission Model), EU는 VECTO(Vehicle Energy Consumption Tool) 프로그램을 대형자동차 온실가스 배출량 인증에 활용하고 있다<그림 3>. 미국의 GEM과 EU의 VECTO, 국내의 HES 프로그램은 모두 대형자동차의 온실가스 배출량 및 연비를 산정한다는 측면에서 비슷한 기능 및 구조를 갖추고 있다.

온실가스 배출량 측정 방법 외에, 측정 단위에서도 대형자동차와 소형자동차는 기준이 다르다. 현재 소형자동차의 온실가스 배출량 측정 단위는 g/km를 활용하는데, g/km는 1km를 이동하는데 배출된 온실가스 질량을 뜻한다. 반면 대형자동차는 측정 단위로 g/ton-km 단위를 활용한다. g/ton�km는 1km를 1ton의 화물을 적재하고 이동할 때 배출된 온실가스의 질량을 뜻한다. 예를 들어 5톤의 짐을 적재하고 10km를 이동하는데 5,000g의 온실가스를 배출한 차량의 성능은 100g/ton-km 혹은 500g/km으로 표시할 수 있다.

g/ton-km 단위는 온실가스 배출량에 화물 운송 효율을 복합적으로 고려한 것으로, 효율적으로 화물을 운송하는 차량이 온실가스 배출 성능이 뛰어난 차량이라고 할 수 있다. 실제 현장에서도 규모가 큰 차량을 활용하여 화물을 한번에 운송하는 것이 규모가 작은 차량으로 여러 번 운송하는 것보다 유류비 및 온실가스 배출 측면에서 유리하다. EU는 국내와 같이 대형자동차의 온실가스 배출량 측정 단위로 g/ton�km를 활용하고 있으며, 미국의 경우 거리 단위로 km 대신 mile을 적용하여 g/ton-mile 단위를 활용하고 있다.

국내 대형자동차 온실가스 배출량과 해외와의 차이점

미국 및 EU와 비교할 때, 국내 대형자동차 온실가스 제도의 주목할 만한 차이점은 차종 분포 및 분류이다. 국내 대형자동차는 형태에 따라 크게 일반트럭, 트랙터, 버스로 구분된다. 각각의 등록대수 비중을 살펴보면 일반트럭이 78%, 버스가 17.5%, 트랙터가 4.4% 수준으로, 대형자동차의 대부분은 일반트럭으로 구성되어 있다. 차종 별 온실가스 배출 비율은 대형자동차 등록대수 분포와 비슷하다. 대형자동차 온실가스 중 일반트럭에서 약 70%가 발생하며 버스에서 22%, 트랙터에서 8%의 온실가스가 배출된다. 이러한 국내 대형자동차 시장 특성을 반영하여, 우리나라에서는 일반트럭과 버스를 온실가스 주요 감축 대상으로 보고 규제 적용을 계획하고 있다. 

반면에 미국과 EU는 넓은 국토 및 도로를 활용한 장거리 물류 시스템의 발달로 인해 트랙터-트레일러 차량의 활용도가 두드러진다. EU의 경우 대형자동차 등록대수 중 트랙터 차량의 등록대수가 55%가 넘고 온실가스 배출량은 EU 대형자동차 배출량의 60%를 차지한다. 미국은 트랙터 온실가스배출량이 대형자동차 온실가스 배출량의 60%를 차지한다.

온실가스 배출이 트랙터에 집중되어 있다는 사실은 미국과 EU의 대형자동차 온실가스 규제에도 반영되어, 미국과 EU 모두 일반트럭 혹은 버스에 비해 세밀한 트랙터 분류 기준을 활용한다. 또한 미국은 트랙터에 일반트럭 및 버스보다 강력한 감축 목표를 설정하고 있다.

대형자동차의 온실가스 관리제도는 이제 시대적인 흐름이 되었으며, 새로운 규제의 적용은 산업계 및 환경분야에 적잖은 영향을 미칠 것이다. 수송부문 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 매우 강력한 감축 정책이 필요하나, 지나친 규제는 기술 비용의 증가 및 소비자 부담으로 이어지며 자칫, 관련 업계에 과도한 부담으로 작용할 수 있다. 안정적인 제도 정착을 위해선 정부, 산업계, 소비자를 비롯한 관계기관의 지속적인 의사소통을 통해 모두가 공감할 수 있는 기준 마련이 필요하다. 사회 구성원 모두가 이익이 되는 제도 설정을 위해 대형자동차 온실가스 제도의 특성을 잘 이해하고 적극적인 관심이 필요한 시점이다.

글 / 박성욱 (한양대학교)

출처 / 오토저널 2019년 7월호 (http://www.ksae.org)