온실가스감축 LPG내연차량도 한 몫/유럽국가 LPG차량 보급 확대로 국민 실천 참여도 높여

기후 위기 LPG 차량도 온실가스 감축에 이바지한다

수소, 전기차 정착 시까지 LPG 차량 활용방안 높여야

유럽, 휘발유 차는 퇴출하고 LPG 차량은 보급확산

국내 LPG 차량이 방향점을 잃고 방황하는 가운데 유럽연합의 가솔린, 디젤 차량은 대폭으로 감소했지만, LPG, E85(바이오에탄올) 등 대체 연료자 판매량은 257,458대로 +13.7% 증가한 것으로 나타났다. 특히 유럽(EU)의 4대 자동차 시장인 이탈리아(10.5%), 스페인(12.6%), 프랑스(20%), 독일(48.3%)에서는 큰 폭으로 늘어나 유럽 전체 판매량을 이끌고 있다.

따라서 우리나라도 수소, 전기차에 매몰될 것이 아니라 LPG 차량을 민간영역에서 온실가스 감축에 기여하고 질소산화물 감소를 위한 징검다리 역할을 하는 내연기관차로 융통성 있는 기후 위기 대응에 활용되어야 한다는 지적이다.

그동안 우리나라는 LPG 차량에 대해서는 장애인, 택시, 국가유공자, 렌터카 등 일부에게만 선택적 허용을 한 결과 2005년 이후 상대적으로 환경 위해도가 높은 디젤 차량이 국내 자동차 시장을 점유하고 말았다.

유럽은 LPG 차량에 대한 보급을 지속하면서 탄소 저감을 위한 기술개발 등에 대한 노력도 병행하고 있다. 유럽환경에너지협회(EEEA) 김준범 회장(프랑스 트루아공과대학 교수, 프랑스 한인 과학 기술협회(ASCOF), 민간 주도 탄소 감축 활동과 기후 위기 대응을 촉진하기 위해 출범한 SDX탄소감축위원회의 탄소 감축량 평가단장)은 최근 한국에서 개발한 탄소 저감 유도장치에 대해 실증테스트한 결과에 대해 대한환경공학회지에 발표할 예정이다.

김 회장이 탄소 저감을 위한 적정기술에 관해 관심을 두는 것은 유럽 시장에 확산하고 있는 LPG 차량에 대해 완전연소를 통한 에너지 저감, 탄소 저감을 실행하여 민간에서도 기후 위기에 대한 실천 방안을 마련하기 위한 연구이다.

대한환경공학회지에 발표할 예정인 연구의 주제는 <내연기관 연소효율 향상을 위한 완전연소 유도장치: 탄소발자국 및 미세먼지 발자국 저감 산정>이다,

이 논문은 한국기업이 개발한 내연기관 완전연소 유도장치(EID)를 소개하고 내연기관에 제품 장착을 통해서 탄소 저감에 대한 실증분석 결과를 밝혀내는 연구이다. 장치를 장착하기 전에 에너지 소비로 인해서 배출되는 탄소 및 미세먼지 배출량을 산정하고 장착 후 자료와 비교분석을 하여 내연기관 완전연소 유도장치의 유효성을 보여주고자 하였다.

연구 방법은 2021년 국내 한 택시회사의 차량 39대에 내연기관 완전연소 유도장치(EID)를 설치하여 설치 전의 운행 및 LPG 연비자료와 설치 후 3개월 치의 운행 및 LPG 연비자료를 활용하여 탄소발자국 및 미세먼지 발자국 분석 및 저감량을 산정하였다.

탄소발자국 및 미세먼지 발자국 산정 결과는 택시 차량별로 조금씩 차이는 보였으나, EID 완전연소 유도장치 장착 이전에는 1km 차량 운전 시 평균적으로 2.12E+00 kgCO2 eqv.의 탄소발자국을 그리고 4.54E-03 kgPM2.5eqv.의 미세먼지 발자국 값을 가지는 것으로 나타났다. 그러나 EID 완전연소 유도장치 장착 이후에는 월평균 탄소발자국 및 미세먼지 발자국이 약 7%, 8% 및 4% 각각 감축이 되었다. 차량별로 살펴보면 심하게 연비감소를 가져오질 못한 차량도 있지만 대부분은 1%에서 크게는 27%의 연비감소를 가져왔으며, 이로 인한 탄소발자국 및 미세먼지 발자국 감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 온실가스 및 미세먼지 배출에 많은 부분을 차지하고 있는 교통 분야에서도 지속적인 감축 노력이 필요하며, 관련해서 많은 연구가 필요한 상황이다. 이에 새롭게 개발된 내연기관 EID 완전연소 유도장치를 LPG 연료 사용 차량에 장착 및 운행하여 수집된 데이터를 바탕으로 탄소발자국 및 미세먼지 발자국을 산정한 결과 장착 후 월평균 4%에서 8% 감소 효과를 가져와 한국뿐 아니라 유럽 등 세계시장에서도 민간영역에서 기후 위기에 적극적으로 동참하는 실행 수단으로 활용할 가치가 있다고 판단했다.

기후 위기에 따른 탄소경영을 강화하고 있는 유럽의 현실적 고민을 털어놓는 김 회장은 “고민 중 하나가 개인이든 기업이든 탄소 감축을 하고 싶어서 노력했지만, 어디서 얼마나 탄소를 감축시켰는지 평가가 안 된다. 언제 탄소가 감축되는지 수치화된 것이 없어 그 부분을 평가해서 제시해주는 과정이 필요하다. 특정한 활동을 통한 탄소 감축량을 아는 상태에서 지속해서 탄소를 감축해 나가야 한다. 그래서 SDX재단에서 최초로 민간주도로 탄소 감축량 평가단 활동을 시작했다. 기업에서 제품을 만들 때 프로세스를 바꿔서 탄소 감축을 했다면 그 노력을 평가하여 공공의 영역에서도 활용하고자 하는 전략이다”라고 말한다.

SDX탄소감축위원회는 중소기업을 평가해 결과서를 제공할 수 있는 프로세스를 고민하고 있다. 대기업보다 중소기업을 도와주는 부분이 크다. 중소기업에서 탄소 감축 평가를 받으면 수출할 때 결과지를 활용할 수 있다. 제품을 유럽으로 수출할 때 유럽에서는 환경성적을 요구한다. 전에는 정부에서 인증한 서류들만 인정됐다면 요즘은 단체나 협회 인증도 인정해준다. 기본적으로 민간에서도 정부에서 평가하는 ISO 평가 방법과 똑같은 평가 방법을 쓰기 때문에 정부 인증까지 복잡하게 갈 필요가 없다.

2000년 이후 LPG 자동차 보급 대수는 매년 평균 7% 성장했으며, 충전소 운영 개소 및 수송용 LPG 사용량도 각각 5%, 3%씩 증가, 2000년 750만 대 수준이던 LPG 자동차는 2020년 2,835만대로 세 배 이상 증가했다.

탄소중립과 기후 위기가 전 세계를 긴장하게 하는 가운데 유럽연합국가들은 LPG를 친환경 대체 연료로 지정하고 다양한 지원정책을 통해 LPG 차 보급을 확대하고 있다.

EU는 2014년 대체 연료 지침(Directive 2014/94/EU)을 통해 LPG를 대체 연료로 지정하여 LPG 차 보급 확대 및 인프라 설치 권고안을 제시했다. 2017년 7월 유럽위원회는 ‘FIT FOR 55' 관련 13개 법안 개정안’에서 대체 연료 기반 시설 배치에 대한 지침 관련 지침(Directive 2014/94/EU)을 규정(Regulation)으로 변경하여 법적 구속력을 강화했다.

스페인은 자동차 배출가스 기준에 따라 LPG 차를 에코 등급으로 분류해 보조금 지원, 세금 감면 외에도 고농도 대기오염 발생 시 시행하는 차량 2부에서 제외하고 있으며 주차규제구역(SER) 주차비 50% 할인 혜택을 지원하고 있다.

프랑스도 자동차배출가스 등급제에서 1등급으로 분류하여 배출가스저감지역(ZFE) 운행 제한 제외, 등록세 무료 또는 50% 할인, 무료 주차, 자동차 보유세(TVS) 면제 및 부가세 환급 혜택을 지원하고 있다.

이탈리아는 LPG 차 구매 시 에코 보너스를 통해 보조금을 지원하고 있으며, 그린벨트 지역(Green Belt) 운행 제한 제외, 친환경 차 의무구매 대상 차종에 LPG-가솔린 바이퓨얼 차량을 포함하여 보급을 촉진하고 있다.

폴란드는 청정교통지역(Clean Transport Zones)을 시행하며 배출가스 등급에 따라 차량 통행을 제한함. 2025년까지 유로4 이하, 2030년까지 유로5 이하 차량을 제한하며 LPG와 같은 대체 연료 차량은 운행 제한에서 제외했다.

이처럼 LPG 차량에 대한 보급을 확산하는 것은 현재의 교통환경에서는 온실가스 배출 저감 성능에서 LPG 차량의 탄소배출 계수가 휘발유나 경유보다 월등하게 낮기 때문이다.

유엔 기후변화정부간협의체(IPCC)가 발표한 탄소배출 계수를 보면 LPG는 0.713탄소환산톤(TOE)으로 경유(0.837)와 휘발유(0.783)보다 탄소 배출량이 적다.

또한 유럽위원회(EC)는 연료 채굴부터 소비까지 전과정평가(LCA, Life Cycle Assessment)를 통해 수송용 연료별 라이프 사이클(Well to Wheel)을 분석한 결과 LPG 차의 온실가스 배출량이 휘발유나 경유 차보다 20% 적다고 발표했다.

휘발유와 경유는 생산을 위한 원유 정제 과정에서 다량의 온실가스를 배출하는 것에 반해 LPG는 생산량의 70%가 정제 과정 없이 가스전이나 유전에서 채굴되기 때문이다.

블랙카본(BC) 고려 시 LPG 차 온실가스 배출 저감 성능도 우수한 것으로 나타났다.

블랙카본(Black Carbon)은 석유 석탄 등 화석연료의 불완전연소로 생성되는 물질로, 대기 중에서 열을 흡수하고, 지구 표면으로부터 방출되는 IR 복사선이 대기권 밖으로 나가는 것을 차단해 지구온난화를 유발한다.

블랙카본의 지구온난화지수(GWP)는 이산화탄소의 680배 ~ 2,200배로, 지구온난화에 영향을 미치는 정도는 이산화탄소가 40% 정도이고 블랙카본은 두 번째로 높은 18% 정도인 것으로 알려져 있다.

환경국제전략연구소 김동환 박사는 “수소, 전기차만이 최선책이라는 기조 아래 국내 교통환경정책의 쏠림현상이 강했다. 정부는 지난 2019년 ‘수소 인프라 및 충전소 구축 방안’을 발표해, 기존 LPG 충전소 등 100여 곳을 융복합 수소충전소로 전환한다는 계획을 발표했다. 그 결과 2017년부터 2021년까지 전국에서 180곳의 차량용 LPG 충전소가 휴폐업을 신청했으며 그중 절반이 넘는 96곳이 도심지역에 있다. 너무 단기적 전략으로 교통환경에 혼선을 빚어왔고 중·장기적인 단계적 전략이 수렴되지 않았다. 그러나 전기, 수소차가 안정화되려면 많은 시간이 소요된다. 그 과정에서 LPG 차량 활용에 관한 적극적인 연구와 대응에 대한 홍보도 미흡했다. 환경은 급격한 변화보다 지속성과 연속성 단계적 승계를 통해 유연하게 흘러가야 한다. 그래야 국민이나 민간사업자도 준비하고 예측할 수 있는 대책을 세워갈 수 있다. 유럽의 탄소 저감 실행에 있어서 민간영역이 자연스럽게 흡수되는 정책적 방향을 잘 관조해야 한다, 아울러 LPG 차량이 비록 내연기관차 중에서 온실가스 감축에 이바지한다지만 완전연소를 통한 저감도를 높이는 연구개발을 통해 민간인들도 기후 위기 대응에 동참하는 긍지와 보람을 심어주는 쌍방향 소통이 매우 절실하다”라고 지적하고 있다.

(환경경영신문www.ionestop.kr 신찬기 전문기자)

<LCA 기준 연료별 온실가스 배출량>

*자료원 : EC(Eupean Commision) LCA 온실가스 계산 및 방법 SWD(2014)

<세계 LPG자동차 시장 성장 추이>

자료원 : 세계LPG협회(World LP Gas Association) ‘Statistical Review of Global LPG 2022’