[이영재 박사의 '환경 그리고 자동차']지난 봄, 수도권에 집중된 심각한 미세먼지는 우리 모두에게 얼마나 위해(危害)였던가?

하루가 멀다하고 미세먼지 경보가 발령됐고 미세먼지로부터의 공격을 막겠다며 행인들은 마스크로 무장하고 길거리를 행보했다.

중국발 황사를 비롯해 석탄화력, 비산먼지 등 다양한 원인이 지목됐지만 수송수단중에서는 유독 경유자동차에 미세먼지 미운털이 박혔다.

그럴만도 한 것이 경유자동차는 미세먼지 직접 배출량이 많고 미세먼지를 발생시키는 원인 물질인 질소산화물 배출 기여도도 높다.

‘미세(微細)먼지’는 입자가 매우 작은 분진으로 'PM (Particulate Matter)'으로 불린다.

대기 중 떠다니는 입자의 크기에 따라 10㎛ 이하는 PM10, 이보다 작은 2.5㎛ 이하는 초미세먼지라고 불리는 PM2.5이다.

1㎛(마이크로미터)가 0.001㎜인 점을 감안하면 미세먼지는 시각적으로 확인할 수 없는 매우 작은 크기의 먼지들로서 폐에 침투해 각종 호흡기 질환을 유발하는 직접적인 원인이니 사회적으로 관심을 갖는 것은 당연하다.

◇ 미세먼지 생성 과정 따라 1, 2차 입자 발생

자동차에서 배출되는 미세먼지는 생성 과정에 따라 1차 입자와 2차 입자로 나뉜다.

1차 입자는 자동차의 엔진 연소 과정에서 직접 배출되는 미세먼지로 원소상 탄소, 용해성 유기물질, 황산염으로 구성된다.

2차 입자는 미세먼지의 ‘전구물질’인 이산화질소, 이산화황, 휘발성 유기화합물 등 가스상 배출가스가 대기중에서 햇빛과 광화학 반응해 입자화되는 것을 말한다,

‘전구물질 (前驅物質, Precursor)’은 일련의 화학적인 과정이나 반응을 통해 부차적으로 형성된 물질의 소스(source)이니 화학 반응 이전 단계 물질이 바로 그 것이다.

미세먼지를 얘기할 때 질소산화물이 거론되는 것은 광화학 반응 등을 거쳐 미세먼지화 되기 때문으로 질소산화물이 미세먼지의 전구물질인 셈이다.

◇ 환경 규제 강화*기술 진보로 경유차 환경성능 크게 개선

2000년대 중반까지만 해도 경유자동차가 미세먼지와 질소산화물을 다량 배출했던 것이 사실이다.

하지만 지속적인 배출가스 규제 강화와 이를 뒷받침하는 엔진 기술 개발, 배기 후처리 기술의 비약적인 발전으로 최근에 양산되는 경유자동차는 예전에 비해 미세먼지가 크게 저감되어 있다.

전 세계적으로 경유승용차 시장을 주도하는 유럽은 자동차 배기가스 환경 기준을 설정, 운용하고 있는데 버전이 높아질 때 마다 친환경 성능은 꾸준히 강화되고 있다,

2014년부터 적용중인 유로(Euro) 6 기준은 2000년의 유로 3 규제에 비해 미세먼지와 질소산화물의 배출 허용량이 각각 10%와 16% 수준에 그치고 있다.

경유 연소 과정에서 배출되는 유해가스는 배기 후처리인 매연여과장치와 질소산화물 저감장치 장착을 통해 걸러내고 있다.

매연여과장치는 엔진의 배기관에 필터를 장착해 강제적으로 미세먼지를 포집하는 장치로 여과장치가 손상되지 않는 한 매연을 90% 이상 저감할 수 있다.

질소산화물 저감에는 EGR이라는 배기가스 재순환장치와 후처리 촉매장치를 사용하고 있는데 작동 조건에 따라 저감 효율이 크게 변화한다.

<이영재 환경부 친환경자동차기술개발사업단장은?>

현재 환경부 산하 친환경자동차기술개발사업단 단장을 맡고 있다.

전북대 기계공학과를 졸업하고 고려대 기계공학 석사, 일본 국립 토요하시기술과학대학에서 에너지공학 박사 학위를 취득했다.

전북대와 충남대 기계공학부 겸임 교수를 지냈고 국책 연구기관인 한국에너지기술연구원 책임 연구원으로 재직중이다.

한국자동차공학회 부회장, 환경부 오토오일위원회 위원, 지식경제부 그린카 전략포럼 전문위원, 사단법인 바이오디젤연구협의회 회장, 한국DME협회 부회장 등을 지냈고 현재는 환경부 친환경자동차기술개발사업단 단장을 맡고 있다.