대기오염물질 저감을 위해 운행 경유차 검사기준 강화(2023.01.01부터)

내년 1월 1일부터 대기환경보전법 시행규칙 개정안 시행으로 대기오염물질 저감을 위해 운행 경유차의 검사기준을 강화하는데요. 대상 및 지역 그리고 변경된 검사 기준에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

 

운행 경유차 검사대상 확대

 

• 질소산화물(NOx) 검사 기준이 대형 경유차·대기관리권역까지 확대
• 디젤 미립자 필터(DPF) 성능 유지 검사 기준(매연 10% 이하)이 대형 경유차까지 확대

 

“질소산화물”은 사업장에서 연료를 태울 때 배출되거나 자동차 배출가스에 포함된 대기오염물질로 주로 이산화질소(NO2) 형태로 나오는데요. 특히 그 자체로서의 독성뿐만 아니라 햇빛의 광화학반응을 통해 미세먼지 및 오존 등을 생성합니다.

 

질소산화물 검사기준 강화

선택적환원촉매장치(또는 선택적 촉매 감소기술, SCR : Selective Catalytic Reduction)를 불법으로 조작하려는 시도를 사전에 차단하기 위해 질소산화물(NOx) 검사 기준을 강화한다고 합니다.

 

질소산화물 검사기준 강화

 

기존

대상 : 승용차, 중소형 경유차

지역 : 수도권(인천 옹진군 제외)

항목 : 없음

 

개정

대상 : 2016년 9월 1일 이후 제작된 대형 경유차까지 확대

지역 : 대기관리권역

항목 : SCR 관련 센서 검사 추가

 

수도권, 중부권, 남부권, 동남권 등 4개 권역 8개 특·광역시 및 69개 시군

SCR(선택적환원촉매장치) : 요소수를 분사, 촉매반응을 통해 산소(O2)+질소(N2) 전환(NOx) 저감

 

대기관리권역까지 확대 적용

 

질소산화물(NOx)

대기오염물질은 대표적으로 먼지, SOx, NOx가 많이 거론되는데요. 그중에서도 질소산화물(NOx)은 주로 연료의 연소과정에서 배출되는 중요한 대기오염물질 중 하나입니다.

 

기체상태의 질소산화물은 7종류( N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, N2O5)가 알려져 있지만 이 중에서 대기오염을 일으키는 것은 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)로 많이 알려져 있습니다. “NOx”라고 표기하는 것은 사실 NO, NO2로 합한 것을 의미하는데요. 이는 NO가 NO2로 산화된 다음 측정되기 때문인 것으로 알려져 있답니다.

 

질소산화물은 질소와 산소의 화합물로 연소 과정에서 공기 중의 질소가 고온에서 산화되면서 발생하는데요. 예를 들어 자동차, 항공기, 선박, 산업용 보일러, 소각로, 전기로 등이 질소산화물의 대표적인 배출원입니다.

 

질소산화물은 기관지염증·천식·만성기관지염을 일으키고 자각 증상으로 김침, 가래, 눈물, 호흡곤란 등이 나타나는데요. 급성 중독 시에는 폐수종을 일으켜 사망에 이르게 하는 무서운 물질이라고 합니다.

 

그리고 질소산화물은 산성비의 원인이 될 뿐 아니라 식물을 고사시키는 등 주요 대기오염물질로 규제되고 있습니다. 특히 질소산화물이 태양광선과 반응하면 오존이 생성되는데, 대기 중 오존의 농도가 높아지면 호흡기와 눈에 자국이 심해지고 기침을 유발한답니다.  

 

배기가스 저감장치

배기가스 저감장치는 차량에서 배출되는 대기오염물질을 줄이기 위해 설치하는 장치인데요. 대표적으로 3가지 종류가 있답니다.

 

배기가스 저감장치는 SCR(Selective Catalytic Reduction:선택적 환원 촉매장치, 또는 선택적 촉매 저감기술), EGR(Exhaust Gas Recirculation:배기가스 재순환 장치), DPF(Diesel Particulate Filter:디젤 미립자 필터) 등이 있습니다. SCR은 촉매, EGR은 순환, DPF는 필터를 통해 배기가스를 줄이는 장치라고 합니다.

 

선택적 촉매 감소기술(SCR : Selective Catalytic Reduction)

요소수라고 부르는 암모니아(NH3) 수용액 또는 우레이(CH4N2O) 수용액을 배출가스에 분사시켜 촉매 반응을 통해 물(H2O)과 질소(N2)로 변환시키는 장치인데요. 이는 질소산화물(NOx)은 물론 엔진에서 다량 발생하는 일산화탄소를 줄이는데, 수치로 약 65%~85%의 저감효과가 있는 것으로 알려져 있습니다.

 

SCR은 연료를 추가로 분사하거나, 배기가스 재순환을 통한 축적물을 만들지 않는다는 점에서 연비 개선은 물론 엔진 내부를 오랫동안 깨끗하게 유지할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

그러나 SCR은 일정 주행마다 주기적으로 촉매제인 요소수를 보충(일반적으로 연료량 대비 6% 정도의 요소수 필요하거나 요구됨) 해야 하고, 요소수 탱크 등 추가 장치가 포함돼 공간을 많이 차지합니다. 무엇보다 가격이 비싸 차량 유지비가 높아지는 단점이 있지만 가장 친환경적인 디젤 엔진 장치로 평가받는다고 합니다.

 

요소수는 SCR의 핵심으로, 디젤 차량에서 발생하는 질소산화물을 정화시키기 위해 SCR에 사용되는 물질을 말하는데요. 물에 요소 성분을 혼합한 것으로 “우레아(Urea, 암모니아 수용액)”라고도 합니다. 배기가스가 통과하는 곳에 요소수를 분사하면 질소산화물이 물과 질소로 환원됩니다. 이에 SCR을 화학적 정화라고 하며, 특히 질소화합물만 환원시키기 때문에 “선택적 환원 촉매 방식”이라고 하는 것입니다.

 

배기가스 재순환 장치(EGR : Exhaust Gas Recirculation)

EGR은 엔진에서 연소된 배기가스 일부를 다시 엔진으로 재순환시켜 연소실 온도를 낮추고, 이로 인해 질소산화물 억제를 유도하는 저감 장치인데요. 배기가스가 재순환하면 연소실 온도가 낮아지고 이 과정에서 질소산화물 배출도 줄어드는 원리입니다.

 

질소산화물은 연소온도가 2000℃를 넘으면 급격히 증가하므로 질소산화물을 감소시키기 위해서는 연소 최고 온도를 낮추어야 하는데요.

 

배기가스의 일부(혼합기의 약 15%)를 재순환시키면 연소실 내에 불활성가스(CO2)가 유입되어 폭발행정(또는 “동력행정”으로 가솔린이나 디젤 엔진의 실린더 속에서 피스톤이 연료의 폭발력으로 밀려 내려가는 과정, 행정:실린더 안에서 피스톤이 왕복하는 거리) 시의 연소온도가 낮아지게 되어 질소산화물의 양은 많이 감소하게 된답니다.

 

디젤 미립자 필터(DPF : Diesel Particulate Filter)

DPF는 디젤이 제대로 연소하지 않아 생기는 탄화수소 찌꺼기 등 유해물질을 모아 필터로 걸러낸 뒤 550℃ 고온으로 다시 태워 오염물질을 줄이는 저감 장치인데요. 디젤 차량의 배기가스 중 미세매연입자인 PM(미세먼지 : Particulate Matter)을 포집(물질 속 미량 성분을 분리하여 모음)한 뒤 재연소시켜 제거하는 “배기가스 후처리 장치(매연저감장치)”라고 할 수 있습니다.

 

미세먼지(Particulate Matter)

미세먼지는 눈에 보이지 않을 정도로 입자가 아주 작은 먼지인데요. 아황산가스, 질소 산화물, 납, 이산화질소 오존, 일산화 탄소 등을 포함하는 대기오염 물질로 자동차, 공장, 조리 과정 등에서 발생하여 대기 중 장기간 떠다니는 입경(입자의 지름) 10μm 이하의 미세한 먼지이며, PM10이라고도 합니다.

 

입자가 2.5μm 이하인 경우는 PM 2.5라고 쓰며 '초미세먼지' 또는 '극미세먼지' 라고도 부릅니다. 학술적으로는 에어로졸(Aerosol)이라고 부르며 통상 먼지라고 말하고 있습니다.

 

미세먼지(fine particles)는 부유분진(Suspended particles), 입자상물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 명칭에 따라 약간씩 다른 의미를 가지고 있습니다.

 

특히 10μm 이하의 미세먼지 입자(PM10)가 취약집단의 질병 발생률과 사망률을 높이는 등 인체에 해로운 영향을 미칠 가능성이 높다는 것이 밝혀졌는데요. 이후 각 국에서 대기오염 대책이 마련되었으며, 미세먼지가 인체와 환경에 미치는 해로운 영향을 줄이기 위해 대기오염기준도 마련하였답니다.

 

경유차 매연 검사 기준·방법 개선

 

매연 5% 완화기준 삭제

 

DPF 성능 유지 검사 기준 : 매연 10% 이하

기존 : 중소형 경유차

개정 : 대형 경유차까지 확대

 

1993년부터 일부 과급기 부착 차량에 적용된 매연 5% 완화 기준 삭제

 

Turbo charger(터보 과급기)

압축공기를 연소실에 미리 공급, 연료 효율이 높으나,

일시적인 공기 흐름 방해로 매연이 더 많이 발생해 5% 완화

→ 현재 기술 발달로 성능이 개선돼 불필요

 

여기까지 운행 경유차의 강화된 검사기준을 알아봤는데요.

 

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[출처:환경부, 네이버지식백과, 위키백과, 정책브리핑]