GDI엔진, MPI 비해 미세먼지(PM) 더 증가

반면 연비 및 출력개선 등으로 각광받는 최신 GDI엔진이 기존 MPI 방식에 비해 미세먼지가 더 증가하는 것으로 제시됐다.

환경부는 3일 서울 중구 코리아나호텔에서 ‘한국형 오토-오일(Auto-Oil) 사업’ 1차년도 성과보고회를 개최했다. ‘한국형 오토-오일 사업’은 자동차 배출가스와 이산화탄소를 줄이고, 연료효율을 높이기 위해 자동차 및 연료기술의 상관성을 복합적으로 연구하는 사업이다.

지난해 시작한 이 사업에는 환경부를 비롯해 자동차업계, 연료업계가 매년 10억원씩, 2015년까지 5년 동안 모두 150억원의 연구비를 공동 출자한다. 연료분야는 정유사들이 6억원, LPG업계가 2억원, 가스공사 2억원 등을 조달한다.

이번 성과보고회에는 차량 및 엔진, 대기환경 관리, 연료 및 윤활유, 온실가스 관리, 인체위해성 평가 등 지난해  실시된 5개 분야, 14개 연구과제의 추진 성과 발표와 향후 발전방향 논의 등이 이뤄졌다.

성과발표회에서는 2014년까지 계속 실시되는 대기오염 개선에 따른 인체위해성 및 보건편익을 평가한 결과 서울에서만 연간 사망자 수가 미세먼지(PM10) 개선으로 162명이 감소하고, 이산화질소(NO2) 개선으로 22명이 감소하는 것으로 나타났다.

보건편익 산출은 자동차 배출물질 저감정책 중 후처리장치와 CNG전환 등 연료개선에 대한 효과를 3대입해 추정한 값이다. 더욱이 이번 결과는 오염원·배출율·사망율·유병율이 제한된 일부 자료만을 사용한 결과로써 자료 추가 시 사망자 감소 수는 대폭 증가할 것으로 예측된다.

반면 현재 사용되는 신형엔진의 배출가스 평가결과 2.4리터급 GDI엔진은 기존 MPI엔진에 비해 미세먼지(PM)의 개수와 양이 증가했다.  또 2.0리터급 터보GDI엔진은 자연흡기 GDI엔진에 비해 질소산화물(NOx)이 다량 발생한 것을 확인했다.

최근 확산되는 첨단 엔진이라는 점에서 연구진은 현실에 맞는 배출가스 규제수준 조정, 배출가스규제 운전모드 영역 확대, 후처리 장치 기술개발 등의 필요성을 제기했다.

연료 및 윤활유 워킹그룹에서는 휘발유의 올레핀 함량 및 증기압 변화에 따른 환경성을 평가한 결과 당초 예상과 달리 오존생성 원인물질과의 상관성이 크지 않은 것으로 조사됐다. 이어 LPG조성 및 황함량 변하에 따른 환경성 역시 프로판과 부탄의 조성비율에 따른 연비개선 내지 오염물질 배출은 별 영향이 없었으나 황은 함유량이 감소할수록 오염물질 역시 줄어드는 것으로 나타나 정책반영이 필요한 것으로 확인됐다.

교통량, 도로변 건물조건, 기상정보를 활용해 도로변에서 발생하는 고농도 오염지역(hot spot)을 정밀하게 묘사할 수 있는 모델시스템도 구성(서울 강남지역을 대상으로 시범 모델시스템 구성, 4㎞×4㎞)했다.

기존 측정망 자료만으로는 도로변 고농도 오염지도를 그릴 수 없었으며 교통량과 건물 배치 조건에 따라 실제 오염도가 측정치보다 높은 곳이 다수 존재할 것으로 추정되는 한계를 일부 극복한 것으로 평가된다.

이와 더불어 자동차에서 배출되는 유해독성물질(HAPs, Hazardous Air Pollutants)에 대한 배출계수와 배출량산정을 통해 우선 관리대상 물질 선정은 폼알데하이드 등 모두 6개 물질을 제안했다.

실제 발암성과 비발암성에 대한 평가결과 발암성 위해도는 폼알데하이드, 나프탈렌, 1,3뷰타다이엔, 벤젠, 아세트알데하이드가 80% 이상으로 조사됐고 비발암성은 아크롤레인(Acrolein)이 대부분을 차지했다.

김영성 환경정책과장은 “연구결과는 향후 연료품질과 배출가스 관리 등 대기환경 개선정책의 기초자료로 활용할 계획”이라면서 “이 사업에 국내 자동차·연료업계가 모두 적극적으로 참여하고 있는 만큼 온실가스 감축 목표 달성과 깨끗한 공기 조성에 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com