자동차 배출가스 규제에 대하여

  자동차 시장이 성숙한 나라에서는 여러가지 의미로 자동차 배출가스 규제 (Exhaust Emission Standards)를 갖고 있습니다. 이른바 잘사는 선진국일수록 환경 보호에 관심이 많기 때문에 규제가 엄격할 수도 있습니다. 하지만 그 뒤에 숨겨져 있는 것은 이러한 배출가스 규제가 환경을 보호한다는 명목 하에 기술적 장벽으로 작용하여 자국의 자동차 산업을 보호하는 수단이 될 수도 있는 것입니다.

  기존에는 HC, CO, NOx 등 인체에 해로운 3가지 배출가스에 대하여 규제를 해왔었지만, 최근에는 온실가스에 관심이 높아지면서 유럽을 시작으로 CO2 배출량 또한 규제가 되고 있습니다. 실제 우리나라에서도 그 흐름에 맞춰 자동차에 붙는 에너지 소비 효율 등급 스티커에 CO2 배출량도 표시하고 있습니다.

  아무리 연료가 완전 연소가 된다고 해도 배출되는 가스에는 CO2와 H20가 포함되어 있기 마련입니다. 그러므로 CO2를 규제한다는 것은 최소한의 연료를 태우는 방법 밖에 없으며, 이것은 결국 연비와 직결되는 문제입니다. CO2를 규제한다는 것은 연비, 결국 엔진의 총체적인 기술에 대한 기술적 장벽이 하나 생기는 것입니다.

  그러면 배출가스 규제에 대하여 자세히 살펴보겠습니다.

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1. 배출가스 규제에 이용되는 시험 모드

  배출가스 규제(Emission regulation) 관련된 시험은 어떻게 이루어지는 것일까.

  자동차 산업이 발달해있는 미국과 유럽에는 각기 다른 배출가스 규제가 있으며, 그 규제를 평가하기 위한 시험 모드가 있습니다.

US FTP (Federal Test Procedure)

  위의 그림은 미국의 배출가스 규제를 위한 시험 모드로써, x축은 운전 시간, y축은 자동차 속도를 나타냅니다. 
시동을 걸고 위의 그림대로 운전자가 속도를 맞춰서 운전을 끝까지 모두 마치는 것이 1번의 시험이 수행되는 것입니다.
이렇게 시험을 모두 마치고 배출된 가스를 분석하여 HC, CO, NOx의 각 규제와 비교를 하여 규제치를 넘지 않아야 합니다.

NEDC mode

  위의 그림은 유럽의 배출가스 규제를 위한 시험 모드로써 NEDC (New European Driving Cycyle) 라고 부르는 시험 모드입니다. 마찬가지로 시동을 걸고 위의 시험 모드를 완료하기까지의 배출된 가스를 포집하여 총 배출된 HC, CO, NOx를 규제치와 비교하여 판단하게 됩니다.

JC-08 mode

  참고로 위의 그림은 일본의 JC-08 시험 모드입니다.

2. 배출가스 규제의 구분

  배출가스 규제는 시험 모드처럼 미국과 유럽으로 크게 나누어 볼 수 있습니다. 일본 또한 자국의 배출가스 규제가 있긴 하지만 그것을 사용하는 타국가는 없습니다. 우리나라의 경우에는 초창기에 가솔린은 미국의 규제를 가져와 KULEV, KSULEV 등으로 사용을 하고, 디젤의 경우 유럽의 규제를 사용해왔습니다.

  미국의 배출가스 규제는 위의 그림처럼 미연방(EPA), 캘리포니아 주 (CARB)로 구분이 되어있지만, 캘리포니아 주의 규제가 앞서가기 때문에 보통 미국의 배출가스 규제를 CABR 규제로 이해를 합니다. 그리고 그 단계는 위처럼 LEV, ULEV, SULEV, ZEV 등으로 나뉘며 단계에 따라 숫자 1, 2 등이 붙습니다.

  위의 그림은 유럽의 배출가스 규제로 EURO 1,2,3,4,5 등으로 숫자가 커질수록 규제가 강화되되는 것입니다.