환경부와 산업통상자원부를 중심으로 친환경자동차 또는 환경친화자동차 산업을 육성하기 위한 다양한 정책들이 쏟아지고 있다.

특히 전기자동차를 중심으로 보급 단계에서 중앙 정부나 지자체 차원의 각종 보조금이 지원되고 있고 전국을 운행할 수 있는 충전 인프라 구축에도 속도가 나고 있다.

그 일환으로 환경부는 산하에 친환경자동차기술개발사업단을 구축하고 미래 세대를 준비할 다양한 친환경자동차 기술 개발 사업을 벌이고 있는데 최근 2기 사업단이 출범했다.

환경부는 에너지 기술 분야 싱크탱크로 국책 연구기관인 한국에너지기술연구원을 친환경자동차기술개발사업단 유치 기관으로 선정하고 이영재 박사를 사업단장으로 임명했다.

이영재 사업단장은 한국에너지기술연구원에서 자동차에너지환경연구센터장 등을 지낸 친환경 자동차 전문가다.

환경부 친환경자동차기술개발사업단의 이영재 단장을 만나 2기 사업단의 주요 사업 내용과 계획을 들어봤다. 

▲ 친환경 자동차란 어떤 의미인가? 또한 현재 전기차가 크게 부각되고 있는데 화석연료 자동차의 미래는 어떻게 전망하시는지.

- 친환경자동차란 현재의 자동차보다 온실가스와 유해배출가스를 크게 저감할 수 있는 자동차를 말한다.

친환경자동차의 핵심기술은 에너지와 온실가스 문제에 대응한 자동차 연비, CO2 저감 기술, 전기자동차와 연료전지자동차 등 차세대 자동차기술, 바이오연료 등 지속가능한 저탄소 대체연료 자동차기술, 대기환경 개선을 위한 유해배출가스 저감기술 등을 꼽을 수 있다.

최근에 전기차와 수소차가 부각되고 있기는 하지만 대중을 상대로 보급되기에는 선결돼야 할 문제가 많아 당분간은 제한된 분야에서 역할을 할 것으로 생각된다.

반면 내연기관자동차는 100여년에 걸쳐 친환경성이 크게 개선되어 왔고 차량과 연료 가격 그리고 인프라 등 여러 측면에서 독보적인 위치를 차지하고 있기 때문에 앞으로도 수십년 넘게 주류를 이룰 것으로 전망되고 있다.

▲ 사업단에서 수행할 주요 과제는 어떻게 설정됐는지?

- 우리 사업단에서는 저배기·저탄소 제작차 엔진기술, 트랙터 등 비도로차량 엔진기술, 이륜차 엔진 및 후처리장치기술, 저마모·저탄소타이어와 같은 핵심 엔진·부품·소재 기술의 개발에 주력할 계획이다.

또한 후처리 기술을 포함해 운행차 배출가스저감기술을 특화 개발해 신 기후체제의 가시화에 따른 Post-2020 국가 온실가스 감축목표 달성과 수도권 대기환경 개선 대책 제2차 기본계획에 연계한 미세먼지, 질소산화물 저감에 기여할 수 있는 방안을 찾겠다.

성장동력산업인 자동차산업이 해외 친환경 자동차시장에서 기술 우위를 확보할 수 있는 방안도 모색할 것이다.

좀 더 구체적으로 설명하면 친환경자동차기술개발사업은 제작차 기술, 운행차 기술, 측정기술의 3개 분야로 나눠 추진할 계획이다.

제작차 기술로는 상용차용 LPG 직접분사엔진기술, 직접분사 에탄올-가솔린 혼합연료 엔진기술, 트랙터 등 비도로용 가솔린·디젤 엔진 및 저배기화 기술, 전자제어 분사방식 이륜차 엔진과 후처리기술, 미세먼지와 온실가스 저감을 위한 저마모-저탄소 타이어기술 등이 추진될 계획이다.

운행차 기술로는 미세먼지와 질소산화물 저감시스템 및 핵심 요소기술, 대형 매연여과장치용 필터 국산화기술, SCR 등 후처리장치의 클리닝기술 등을 개발할 예정이다.

수소와 전기자동차의 충전 인프라 등 보급 확산 기술 개발도 진행된다.

측정기술 분야에서는 운행 경유차의 NOx 검사제도 도입에 대비한 정비사업소용 저가형 NOx 분석기 개발이 계획되어 있다.

▲ 그동안 환경부는 버스 분야에서는 환경 친화성을 이유로 CNG 연료 중심의 보급 정책을 펼쳐 왔다. CNG 차량과 또 다른 환경 친화연료로 꼽히는 LPG와 관련해서 어떻게 보급될 것으로 전망하시는지.

- 경유버스의 미세먼지 대책으로 도입이 시작된 천연가스버스의 보급이 최근에 주춤해진 것은 디젤버스에 매연여과장치가 의무화되면서 환경편익이 크게 감소한 것에 따른 것으로 풀이된다.

천연가스는 탄소 갯수가 적어서 온실가스와 유해배출가스 저감에 유리한 연료로 세계적으로 보급이 점차 증가하고 있지만 여러 문제점이 있어서 급격한 보급 확대는 기대하기 어렵다.

우선 CNG 승용차 등 차종을 다변화해야 하지만 쉽지가 않다.

왜냐하면 천연가스는 압축저장의 형태로 차량에 탑재해야 하는데 연료의 저장밀도가 낮아서 많이 탑재할 수 없는 단점이 있고 고압의 용기와 연료분사장치로 인해 차량 가격도 상승하는 문제가 있기 때문이다.

이같은 문제들을 보완하기 위해서 천연가스와 가솔린을 같이 사용하는 바이퓨얼 CNG 승용차가 외국에서 일부 양산되고 있지만 천연가스만으로 주행 가능한 거리는 통상 200km 정도에 그친다는 점이 한계가 될 수 있다.

LPG자동차는 차량 성능과 가격 측면에서 가솔린자동차와 가장 유사하고 온실가스도 조금 덜 배출하는 장점이 있기는 하지만 우리나라에서 일반 승용차에는 사용이 제한되어 있는 문제가 있고 연료의 상대가격 경쟁력을 확보하는 것이 보급 활성화의 관건이 될 것으로 보인다.

▲ 전기차와 수소차 상용화의 실현 가능성에 대한 기대가 갈수록 높아지고 있다. 어떻게 판단하시는지.

- 자동차는 지난 세기를 통해 비약적으로 발전해 왔다.

내연기관 자동차는 가솔린과 디젤엔진 모두 전자제어 직접분사엔진으로 발전했고 다양한 배기 후처리기술이나 하이브리드 기술이 적용되면서 최근의 내연기관 기반 자동차는 이전에 비해 온실가스나 유해 배출가스가 대폭 저감되고 있다.

또한 에너지 문제에 대처하기 위해 기존의 석유계 연료 대신에 바이오에탄올이나 바이오디젤과 같은 바이오연료를 사용하는 내연기관 자동차의 보급이 증가하는 추세에 있고 이들 바이오연료는 라이프 사이클 온실가스의 배출량이 적어서 온실가스의 저감에도 기여하고 있다.

반면에 대표적인 그린카로 부각되고 있는 전기차나 수소차는 대중을 상대로 보급하기에는 기술이나 가격 측면에서 해결해야 할 문제가 여전히 많아서 당분간은 제한된 분야에서 사용될 것으로 생각된다.

전기차는 핵심인 배터리의 가격이 비싸고 주행거리가 현저히 짧은 단점이 있으며 충전 인프라의 확충도 해결되어야 할 과제다.

수소차는 연료전지 스택에 귀금속을 다량 사용해 가격이 아주 높고, 수소저장 탑재에도 어려움이 있다.

특히 수소 충전 인프라는 기존 주유소나 전기 충전인프라에 비해 가격이 아주 비싸서 보급 확대에 커다란 걸림돌이 되고 있다.

천연가스를 개질해 수소를 제조하는 방식은 개질기의 비싼 가격은 물론 화석연료를 여전히 사용한다는 문제가 있고, 궁극적인 수소경제의 목표인 신재생에너지에 의한 수소 제조는 현 시점에서는 요원한 실정이다.

이는 전기자동차의 경우도 마찬가지다.

지난 20세기가 석유계 연료를 사용하는 내연기관자동차 중심이었다면 이번 세기에는 다양한 자동차 파워트레인과 연료가 사용되고, 전기차나 수소차 같은 차세대 자동차의 비중도 점차 증가할 것으로 전망되는 것이 사실이다.

하지만 향후 수십년간은 하이브리드자동차를 포함한 내연기관 기반 자동차가 주류를 이룰 것으로 생각된다.

특히 내연기관 연료로 석유계 연료에 대신해 바이오연료 등 대체연료의 사용도 점차 증가할 것으로 보인다.

가장 성숙된 기술인 내연기관 자동차는 그동안 꾸준히 발전해 온 것 같이 앞으로도 친환경성을 확보해 나갈 것으로 전망되는데 이런 이유 때문에 2025년에 이후에도 내연기관 기반 자동차가 95% 이상의 시장을 점유할 것이라는 의견이 지배적이다.

특히 큰 출력을 요하고 주행거리가 긴 대형 상용차를 포함한다면 내연기관자동차는 친환경성을 확보해 나가면서 상당기간 지속될 것으로 생각된다.

▲ 폭스바겐 사태를 계기로 클린디젤에 대한 여론이 악화되고 있다. 향후 클린디젤의 운명은 어떻게 예측하시는지.

- 디젤자동차는 온실가스인 이산화탄소를 가솔린 자동차에 비해 적게 배출하는 장점이 있어 그동안 유럽과 한국을 중심으로 보급이 급격히 확대된 것이 사실이다.

특히 최근의 디젤 자동차에는 미세먼지와 질소산화물을 저감하는 후처리 촉매와 배기가스 재순환장치가 장착돼 기술적으로는 유해배출가스를 대폭 저감할 수 있게 됐다.

다만 그동안 실험실적인 조건에서만 인증해 왔기 때문에 자동차제작사에서 이를 벗어난 실사용 조건에서 임의로 이들 장치의 사용을 회피하는 경우가 많아서 유해가스가 인증 당시보다 많이 배출되는 결과를 유발하게 된 것이다.

이를 결정적으로 악용한 사례가 폭스바겐 스캔들로 이해하면 된다.

하지만 2017년 9월부터는 지금의 실내 인증조건 외에 실제 도로 배출가스 인증시험이 추가되고 실제 도로 배출가스가 현행 실내 인증모드 배출허용기준의 2.1배, 2020년 1월부터는 1.5배를 넘지 않도록 크게 강화되기 때문에 앞으로는 이러한 괴리감이 크게 줄어들 것으로 보인다.

다만 여러 배출가스저감장치의 장착 확대로 디젤자동차의 가격이 점차 높아지고 있기 때문에 가솔린 직접분사엔진자동차나 하이브리드자동차 등과의 경쟁이 심화될 것으로 전망된다.

2011년 5월에 1기 사업단이 발족됐고 이후 2021년까지 매 5년을 임기로 운영되는데 2016년 3월, 2기 사업단 유치기관으로 에너지기술연구원이 선정됐고 이영재 박사가 사업단장을 맡게 됐다.

1기 사업단에서는 저배기·저탄소자동차기술로서 수소-천연가스 혼합연료 차량기술, LPG 직접분사차량기술, 비도로용 차량기술, 가솔린 직접분사차량기술, 친환경타이어기술, 운행차기술로서 CNG·LPG 청정연료 전환기술, PM·NOx 저감기술 개발 등을 추진했다.

특히 당시 개발된 기술의 일부는 이미 양산화가 진행돼 내수와 수출에 기여하고 있고, 국내 온실가스 및 유해 배출가스의 저감에도 기여하고 있는 것으로 평가받고 있다. 

※환경부 친환경자동차기술개발사업단이란?

- 친환경자동차기술개발사업단은 환경부 에코이노베이션기술개발사업 글로벌 탑 프로젝트의 일환으로 2011년 5월에 시작됐다.