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[자동차 이야기(35)] 깨끗한 공기를 위한 자동차관리

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[자동차 이야기(35)] 깨끗한 공기를 위한 자동차관리

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최근 코로나바이러스 때문에 공장가동이 줄어들어 공기가 깨끗해진 것이라는 얘기를 하는 사람들이 있다.

◇ 자동차가 미세먼지를 만드는데 많은 영향을 주지는 않을까?

최근 몇 년 간 서울의 미세먼지가 세계보건기구(WHO) 기준을 초과한 날은 연중 약 127일로 사흘에 하루는 미세먼지 더미 속에서 지낸 셈이다.
자동차도 이런 속에서 운행할 수 밖에 없다. 당연히 자동차의 관리 측면에서도 나쁜 영향을 받는다. 미세먼지로 인한 필터의 막힘, 이에 의한 출력저하, 그리고 엔진 오일 속에 섞여 마모 촉진의 영향을 주는 등 나쁜 영향을 주는 게 사실이다.

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미세먼지 가득한 도로.

자동차는 미세먼지를 얼마나 만들까? 디젤자동차를 운행하는 것이 많은 문제를 야기하는 주범일까?
지난 수년 동안 많은 예산을 투입하여 디젤엔진을 LPG로 바꾸어주고, 배출가스 억제를 위하여 DPF를 부착하는 등의 디젤자동차 퇴출에 집중하였고, 그럼에도 불구하고 공기질이 나빠지면 디젤자동차가 문제의 주범인 것처럼 내몰리는 경향이 있다.

미세먼지 주범이 디젤차가 아니라는 근거로 중국 쪽에서 불어오는 편서풍으로 황사가 올 때에 우리나라에 미치는 영향, 산업 활성화로 공장 가동이 활발할 때의 미세먼지 증거가 중국의 영향이 확실하다고 추측할 수 있다. 물론 노후 디젤자동차를 줄이는 것이 도움이 된다는 것은 당연한 것이다.

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DPF 장착 자동차.

◇ NOx는 미세먼지의 주범인가?

많은 대형 디젤 자동차는 NOx 배출이 과다하다. 그러나 기준치 내에 들어있는 디젤자동차도 있으므로 디젤자동차는 무조건 좋지 않다라는 인식은 바뀌어야 한다.
그동안 폭스바겐 등의 일부 자동차회사들이 장치 조작으로 NOx를 과다배출 해온 것은 사실이나 현재는 실제 도로 주행에 대한 정확한 기준이 제시되어 있어서 NOx의 과다 배출 문제는 점차 해결되고 있는 실정이다.

NOx가 2차 반응에 의해 스모그를 생성한다고 추정하고 있으나 아직 과학적인 근거가 없어 선진국에서는 NOx를 미세먼지의 범주에 포함시키지 않고 있는 실정이다.
그러나 디젤자동차는 어쩔 수 없이 상대적으로 많이 배출되는 PM(매연)의 문제는 어떤 형태로든 해결의 노력을 해야 한다. 급가속, 과부하 운전을 지양하거나 제도적인 뒷받침이 있어야 한다. PM을 줄이는 노력이 필요하다.

우리나라는 지리적인 여건상 황사의 영향이 불가피하므로 자동차로 인한 미세먼지의 발생은 배출가스보다는 도로먼지재비산과 타이어 마모로 인한 문제를 해결하도록 대책을 강구해야 한다. 특히 친환경을 위한 배출가스 정화장치를 부착한 자동차는 그 관리에 신경써야 한다.

◇ DPF부착자동차 소유자의 관리 의무 충실 필요

이러한 디젤 자동차를 갖고 있는 소유자는 정기적으로 필터를 클리닝하고, 소모품과 엔진의 문제 등은 빨리빨리 정비해야 한다. 가급적이면 고속 운전을 해야 효과를 거둘 수 있다. 그래서 환경부에서는 그림과 같은 조치를 권유하고 있다.

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환경부의 자동차소유자 권장사항. 그림=환경부

DPF는 간단히 말해서 디젤 차량의 배출가스 중 미세매연 입자인 PM을 포집(물질 속 미량 성분을 분리하여 모음)하고, 연소시켜 제거하는 배기가스 후처리 장치이다.
PM(미세매연입자)은 도로에서 흔히 볼 수 있는 매연이라고 볼 수 있는데, DPF를 통해 50~80%까지 줄일 수 있다고 한다.

◇ DPF 명칭은 회사마다 다르게 불려

우리나라는 디젤차에 의무 부착하도록 되어있는데, 제조사에 따라 DPF(르노삼성자동차, 쉐보레), CPF(현대·기아자동차), CDPF(쌍용자동차)라고 부르기도 한다.

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DPf의 내부 모습. 그림=Kixx 엔진오일

◇ DPF의 구조와 원리는?

대부분의 DPF는 벌집 형상의 세라믹 DPF이다. 이 세라믹 DPF의 구성은 크게 하우징, 세라믹 담체, 세라믹 플러그로 되어있다. 배출가스는 세라믹 담체에 뚫린 기공을 통과하면서 PM(미세매연입자)이 걸러진 후 배출된다.
배출가스 중의 PM(미세매연입자)이 필터 벽면(위에서 말한 세라믹 담체)에 포집되면 PM(미세매연입자)은 퇴적·산화되어 CO₂, H₂O로 배출되면서 매연을 저감시키는 원리다.

일반적으로 배출가스가 약 600℃ 이상이면 PM(미세매연입자)이 연소되는데, 이런 높은 온도는 최대 출력상태에서나 가능하다.
DPF의 정상작동을 위해 PM(미세매연입자)의 연소온도를 낮추거나 배기가스 온도를 높여야 한다.

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DPF의 원리. 그림=Kixx 엔진오일

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장형성 신한대 기계자동차융합학과 교수


현실적으로 어려운 문제는 청소차나 시내버스 등의 자동차는 고속으로 달려서 DPF속의 PM을 태울 기회를 얻기 어렵다는 것이다. 따라서 주기적 청소 와 괸리를 통해 해결 노력을 해야 한다.


장형성 신한대 기계자동차융합학과 교수