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[오토저널] 자동차 공학과 산업의 배출가스와 지구 온난화 문제

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2021-07-19 10:56:19

본문

“환경문제(대기오염)에 있어서 안전한 수준이란 없다.” “규제(배출허용기준)는 현재의 기술 수준을 고려해서 설정되어야 한다.” “더 이상 시민을 경제 성장의 희생양으로 삼지 말라.” “우리나라의 경제를 고려해서 산업 우대 정책은 계속 필요하다.” 

 

시민환경단체(또는 환경정책입안자)와 산업계(또는 공학자) 사이의 논쟁 속에서 늘상 듣는 말들이다. 나는 여기서 누구의 말이 맞고, 누구의 말이 그르다고 이야기하고 싶지 않다. 다만 공학을 하는 사람으로써 다음과 같은 질문을 나에게 던지고 답하고 싶을 뿐이다. 과학과 기술이 인류의 번영을 위해 큰 공헌을 했다손 치더라도 현재의 환경문제에 대해 책임이 없다고 말할 수 있을까? 그렇다면 과학과 기술은 작금의 환경문제에 대해서 어떤 책임을 져야 하는 것일까? 

사실 이 문제는 나 자신에게 오랜 고민거리였고, 내가 하고 있는 일(공학)의 의미를 묻는 아픈 질문이었다. 나는 이 문제에 대해서 “모든 과학과 기술은 환경에 영향을 미치지 않아야 한다”라는 답을 제시하고 싶다. 예전의 공학은 인간의 편리를 위해서 단순히 물건을 만들면 “끝” 이었지만 지금 우리 시대 공학의 개념에는 환경적인 문제가 발생하지 않도록 “뒷처리”하는 것까지가 포함되어야 한다. 덧붙여 과학과 공학의 임무에는 과학과 기술이 환경에 미치는 영향을 확인하고, 검증해 나가야 하는 것도 포함되어야 한다. 그것도 시민의 입장에서 보다 철저하게 말이다. 나는 그것이 현재와 미래 세대에 책임 있는 과학과 공학이라고 생각한다.

작금의 자동차 산업에 의해 발생되는 환경 문제는 여러가지가 있겠지만 나는 여기서 대기오염과 지구온난화 문제를 이야기하고자 한다. 그리고 나는 자동차 산업과 기술은 지난 몇 십년동안 대기오염 방지를 위해서 합리적인 노력을 꾸준히 해왔다는 말로 시작 하고자 한다. 우리는 약 5년마다 한 번씩 제작자동차의 배출허용기준을 강화하였고, 연료품질을 높였으며, 운행차의 배출가스 관리를 위해 주기적 정밀검사제도를 도입하고, 정부주도로 배출가스저감장치 부착사업을 펼치는 등 실로 엄청난 노력을 기울였다. 그 동안 개정되고 추가된 법안, 기준과 시험방법을 담은 고시 등은 전문가조차도 그 이력을 쫓아가기가 힘들 정도가 되었다. 하지만 아쉽게도 현재 우리의 대기질 상황은 만족할 만한 수준이라고 말할 수 없다.

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그 이유는 매우 많아 보인다. 2020년의 자동차 등록대수는 2000년에 비해 2배 가까이 늘었기 때문이다<그림 1>. 그 동안 연료가격 등의 문제로 상대적으로 배출가스를 많이 배출하는 경유차 대수가 급격히 늘었기 때문이다<그림 2>. 그리고 PM(Particulate Matters, 입자상물질) 저감효율이 90%에 달하는 DPF(Diesel Particulate Filter, 매연여과필터)를 거의 모든 경유 차량에 장착함으로써 PM 발생량은 급격히 줄었으나 효과적인 NOx 저감 장치인 Urea SCR(Selective Catalytic Reaction, 선택적환원반응) 기술 보급에는 적극적이지 않아서 NOx 발생량은 줄이지 못했기 때문이다<그림 3>. 

차량의 배출가스 인증이 실험실 조건에서 이루어지고, 실제 도로에서 배출되는 양과 차이가 발생함에 따라 이 차이를 줄이기 위해 시험방법을 부단히 개선해 왔지만 아직도 완벽하다고 말할 수 없기 때문이다. 그리고 특히 노후한 자동차의 배출가스 저감장치(DPF와 SCR)가 제대로 관리되고 있는지도 의심스럽고, GDI(Gasoline Direct Injection) 기술이 적용된 휘발유 자동차로부터 나오는 PM은 어느 정도인지 궁금하다. 최근 발달된 배출가스 후처리 기술이 적용됨에 따라 배출되는 암모니아와 N2O와 같은 미규제 물질의 영향도 연구가 필요하다. 게다가 우리는 너그러운 운행차 배출허용기준을 갖고 있다. 자동차배출가스 기술이 제대로 관리되지 않아도 문제가 되지 않는 수준의 운행차 배출가스 허용기준은 괜찮은 것인가? 이것저것 생각해 보니 자동차 배출가스 문제를 해결하기 위해서 아직도 해야 할 일이 너무 많다.

이에 대해서 우리는 앞으로 현재의 배출허용기준을 더 강화하고, 규제 대상 물질을 추가하고, 보다 더 꼼꼼히 관리하는 방향으로 그 문제를 해결하려 하고 있다. 정부와 시민사회의 리딩(Leading)으로 말이다. 틀린 방법은 아니다. 지금까지 그렇게 해왔고, 과거에도 어느 정도의 성과가 있었으니, 앞으로도 성과가 있을 것이다. 하지만 앞으로 해야 할 많은 일들에는 많은 사회적 에너지(노력)가 들어갈 것이다. 그리고 시민 사회의 요구를 받아들여 무언가 하나씩 개선할 때마다 자동차 산업은 계속 시민사회로부터 원망의 대상이 될 수도 있다.

여기서 나는 자동차 공학과 산업에 한 가지 제안을 하고 싶다. 자동차 배출가스 문제에 대해서 자동차 공학과 산업이 정부정책을 쫓아다니지만 말고, 문제를 직접 해결하겠다는 책임감을 갖고 선제적으로 대응하는 것이 어떤가 제안을 한다. 예를 들어 배출허용기준이 더 강화되기 전에 배출가스를 더 적게 배출하는 자동차를 선제적으로 출시하면 어떨까? 고가이기 때문에 고장나면 소비자가 교환하기 쉽지 않은 경유차 DPF나 SCR 장치 등 배출가스 관련 부품의 보증기간을 차량 소유 전기간으로 늘려 소비자의 관리 부담을 덜어주는 조치를 자발적으로 취하면 어떤가? 자동차 가격이 올라가서 결국 소비자에게 부담이 전가된다는 반론을 제기할 분들이 있을 수 있다. 하지만 배출가스 문제에 대한 이와 같은 자동차 산업의 창의적이고도 적극적인 대응은 사회적 에너지(노력)을 줄이는데 크게 기여하고, 시민의 신뢰 개선에 크게 기여할 것으로 나는 믿는다.

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온실가스에 의한 지구온난화 문제는 자동차 산업에 있어서 실로 큰 화두가 되어가고 있다. 전 세계의 많은 나라들과 우리나라는 2050년 넷째로 달성을 선언했다. 2050년에는 온실가스 배출량이 제로이어야 한다는 것을 의미한다. 이에 따라 모든 승용차는 전기차로 바꾸어야 하며, 대형차는 수소-연료전지 자동차로 바꾸어야 한다는 것이 현재까지의 거론되는 통념으로 보인다. 아니면 내연기관에 e-fuel(재생에너지로부터 얻은 연료)을 사용할 지도 모른다. 자동차를 15~20년 사용한다고 생각하면 화석연료를 사용하는 내연기관 사용금지는 2030년~2035년 사이에 이루어져야 한다는 일부의 주장에도 일리가 있다. 소형차와 대형차 전부에 대해서 말이다. 

현재 2030년까지 계획되어 있는 자동차 산업의 온실가스 저감 로드맵은 곧 2050년 넷 제로를 위한 로드맵으로 교체될 것이다<그림 4>. 지금까지 경험해왔던 변화에 근거하여 예상하는 변화보다 무척 빠를 것이다. 자동차산업은 패러다임의 전환 국면에서 새로운 가치 창출에 성공할지도 모른다. 하지만 시민들은 올라가는 자동차 가격을 불만스러워 할지도 모른다. 그리고 자동차 산업에 또 한번 곱지 않는 시선을 보낼 지도 모른다.

자동차공학과 산업은 앞으로 닥쳐올 온실가스 문제에 대해서 책임 있는 자세를 보였으면 한다. 수동적인 자세보다는 능동적인 자세가 필요해 보인다. 시민이 원하는 바를 명확히 파악해야 한다. 사회가 요구하는 수준보다 높은 목표를 세우고, 보다 더 수준이 높은 기술을 개발하여 이 문제를 능동적 해결해 나갔으면 한다. 그래서 자동차 공학과 산업에 대한 시민의 신뢰가 크게 개선되기를 바란다. 다시 한번 시민들을 위한 자동차 공학과 산업이 되기를 바란다.

글 / 김홍석 (한국기계연구원)
출처 / 오토저널 2021년 5월호 (http://www.ksae.org)  
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