자동차는 21세기 최대의 현안인 환경이라는 이슈안에 중요한 해결
과제로서 자리잡고 있다. 자동차가 공기오염이나 소음, 자원재생 문제등의
중요한 제공자라는 것이 큰 이유이기는 하나 이는 자동차와 환경와의
상관관계에 있어 극히 일부분에 불과하다.

자동차 산업은 지구환경보호라는 대명제 하에 미국 및 유럽 공동체가
주축이 되어 배기가스 규제를 강화함에 따라 저공해 자동차 개발이
요구되었고, 수출에 주력하는 우리나라는 미국과 유럽공동체가 요구하는
배기가스 기준을 만족하기 위하여 저소음/저연비/저공해 자동차를
개발하기 위한 자동차 부품산업 구조개선과 환경 친화형 자동차 기술을
개발하게 되었다.

자동차는 연소방식에 따라 크게 가솔린, 디젤, 대체연료 자동차로
구분되어지며 가솔린 자동차의 경우 배출가스 중에서 유해가스로 규제하고
있는 성분은 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOX)이며,
디젤자동차는 HC와 CO의 배출량은 적으나 NOX와 입자상물질
(PM:Particulate Matters)이 가솔린 엔진에 비해 다량으로 배출되고 있다.

HC와 NOX는 햇빛과 광화학 반응을 일으켜 오존인 2차 물질을 생성시키기
때문에 더욱 문제시 되어 왔으며, 최근들어 PM중의 미소입자들이 폐암의
원인이 될지 모른다는 충격적인 보고가 발표되고 있어 이것이 새로운
사실로 규명된다면 디젤자동차의 존폐까지 거론될 수 있어 커다란 파장이
예상되고 있다.

미국의 경우 대기공해 기본법인 대기정화법(Clean Air Act Amendment of
1977)이 1990년에 대폭 개정되었다. 대기공해 규제가 가장 엄격한 미국
캘리포니아주 CARB(California Air Resources Board)에서는 현재의 규제
성분인 CO, HC, NOX 등에 대한 규제치 강화와 더불어 포름알데히드
(Formaldehyde)를 포함한 NMOG(Non-Methan Organic Gases)와 같은 새로운
성분들을 규제하고 있으며, 환경보호협회에서는 기존의 THC(Total Hydro-
carbon)대신 MNHC(Non Methane HC)로 보다 강화된 규제치를 적용하고 있다.

또한 EU 환경이사회에서는 2008년까지 자동차의 CO2 배출량을 140g/km
으로 낮추고 2012까지는 120g/km으로 강화되는 CO2 배출제한협약을
승인하였다.

이와 같이 지구의 온난화 방지를 위하여 자동차 배기가스에 대한 규제는
점점 심해지고 있으나 현재 자동차 연료로 사용되고 있는 화석연료는
연소가 이상적으로 연소될수록 CO2의 생성량이 많아지고 현재로서는 CO2
자체를 연소나 후처리 기술로 저감할 수 있는 방안은 제시되어 있지
못하며 연료를 적게 사용하므로서 CO2의 생성량을 줄이는 것이 가장
효율적이나 근본적인 대책이 될 수 없는 실정이다.

가솔린 엔진 자동차의 경우 80년대 중반에 기존 가솔린 엔진에 삼원
촉매를 사용함으로서 CO, HC, NOX를 90% 이상 저감할 수 있는 기술이
개발되어 자동차 저공해 기술개발에 매우 중요한 계기가 되었다.

미국의 ULEV(Ultra Low Emission Vehicle/초저공해) 규제 통과를 위한
엔진으로 Lean Burn Engine 또는 직접 분사식 가솔린엔진(Direct
Injection Gasoline Engine)을 적용하고 전자제어식 ERG(Exhaust Gas
Recirculation/배기가스 재순환)제어, DeNOX 촉매의 장착이 해결책으로
제시되고 있으나 DeNOX 촉매 개발시기는 예측하기 어려운 실정이다.

디젤 자동차는 가솔린 자동차에 비해 저배기기술 개발에 대한 투자가
적었기 때문에 기술수준이 떨어져 있었으나 초고압분사 방식, 후처리장치
등이 도입되고 있어 낮은 연료 소모율과 CO2 규제에 유리한 점으로 향후
사용이 계속 증가할 것으로 예상된다. 대체연료 자동차의 경우 CNG
(Compressed Natural Gas/압축 천연가스), 수소가스등의 청정연료를
사용함으로서 CO2, HC 등의 배출가스가 매우 적게 배출되어 다소 주행
거리나 출력에서 미진한 면이 있으나 장기적으로는 수소엔진도 개발될
것으로 예상된다.

미국과 일본은 자동차 기술개발의 우위를 선점하기 위하여 환경 친화형
자동차 개발을 위한 미국 PNGV(Partnership for a New Generation
Vehicles), 일본 ACE(Advanced Clean Energy Vehicle)와 같은 대규모
프로젝트를 추진하고 있어 환경친화형 자동차 기술개발이 곧 자동차
산업의 생존이 달려있는 것이 확실시 되고 있다.

미국은 PNGV 프로젝트의 목표를 초저공해이면서 연비가 현재의
1/3수준인 80mpg(34.5km/l)로 설정하고 Tier-II 배출가스 수준과
FMVSS(Federal Motor Vehicle Safty System)규제만족하는 자동차를
목표로 하고 있으며 현재까지 내연기관과 모터를 조합하는 하이브리드
자동차가 집중적으로 검토되고 있으며, 내연기관으로는 4밸브 직접분사식
디젤엔진이나 직접분사식 가솔린엔진, 2행정 디젤엔진 등이 연구되고 있다.

한편 일본은 ACE프로젝트의 최종목표를 대체에너지를 사용하여 CO2를
현재차량의 50%를 줄이고 배기가스를 ULEV수준으로 낮추는 것을 목표로
하고 있으며 현재 세계 최초의 하이브리드 자동차를 개발하였다.

이 시스템의 작동은 발진/저속시 연료공급을 중단하고 모터로 주행하며,
후진시에는 모터를 역회전시킨다. 주행시에는 차륜을 직접 구동시키거나
제너레이터를 구동하여 발생된 전기로 모터를 구동시키고가속시에는
밧테리에 저장된 전기를 활용하여 모터의구동력에 엔진동력을 추가하며,
감속 및 제동시에는 회생제동에 의한 발전을 실시하여 에너지를 밧데리에
축적한다.

또한, 정지시에는 자동적으로 모터와 엔진이 모두 정지된다. 개발된
하이브리드 자동차의 성능은 주행시 최대 28km/l의 연비와 CO, HC, NOX는
규제치의 1/10수준으로 저감하였다.

그러나 국내 자동차 산업은 1990년대 후반 IMF 경제불황으로 인한
삼성자동차의 해외매각, 현대자동차의 기아자동차, 아시아 자동차 인수
및 대우자동차의 매각실패에 따른 자동차 산업의 개편에 따라 자동차
부품업체의 이합집산이 가시화되고 있어 자동차 기술개발에 대한 투자가
미흡한 상태로서 현재 개발기술 수준은 산학연에서 생산에 필요한 기초,
기반기술을 연구하는 수준에 머무르고 있으며, 부품업체의 개발능력도
부족한 상태에 있다.

그러나 21세기의 세계 자동차 산업은 환경 친화적 산업이라는 동일한
명제하에 기술개발이 되어가고 있어 지금까지의 외국 허용기준치에
대응하는 소극적인 자세에서 탈피하여 기술개발 추세의 큰 흐름을
이해하고 예측하여 적극적으로 대응하는 자세가 필요한 시점에 와 있으며,
미국 및 유럽공동체의 환경 친화형 자동차의 기술개발 노력에 발 맞춰
우리 정부는 자동차 산업과 환경산업이 맞물리는 새로운 자동차환경산업
정책을 수립하고 산학연 합동의 기술개발을 독려하여 범국민적 인프라
구축은 물론 이에 대한 적극적인 연구개발 투자가 이루어져야 한다.

* 문의 : 심사2국 자동차심사담당관실
오세계 사무관. 전화 042)481-5436