자동차 오존저감 방안  


















Ⅰ. 자동차와 오존
? 자동차 연료는 탄화수소물로서 완전연소하면 물과 이산화탄소, 질소 등의 화합물만 발생하나 연소시 산소의 결핍, 연소실 내부에서의 응축, 주유시 증발, 고온연소시 열해리 반응 등으로 인하여 인체에 해로운 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 입자상물질 등이 발생한다.

? 오존은 자동차에서 직접 배출되는 것이 아니라 자동차에서 배출된 탄화수소와 질소산화물이 태양광에 의한 광화학 반응으로 대기중에서 생성된다. 대도시에서의 오존발생은 대부분 승용차, 버스, 트럭, 비도로 엔진 등 이동오염원에 의한 것이다.
   
? 1987년 무연휘발유의 도입과 촉매, 전자제어 연료분사 등 배출가스 저감기술의 발달로 자동차에서 발생하는 대기오염물질은 획기적으로 줄었으나 자동차의 증가와 대당 주행거리의 증가로 여전히 큰 비중을 차지하고 있다. 우리나라의 연평균 주행거리는 22,000km로 일본(9,990), 독일(12,400), 프랑스(14,000), 영국(15,000), 미국(19,051)에 비해 크다.

? 특히 경유차는 휘발유차보다 질소산화물의 배출이 높고 사용수명이 길어 오존발생에 큰 영향을 미치고 있다.
? ‘98년도 기준으로 총 차량등록 대수는 10,500,000대이고 총대기오염 배출량은 3,768,000톤이며 수송부문이 51%를 점유하고있다. 탄화수소 배출량은 141,000톤이고 그중 92%가 수송부문에서 발생하며 질소산화물은 총 1,084,000톤으로 수송부문이 47%를 점유하고있다.

II. 자동차 오존 저감대책

■ 교통량 관리
? 승용차 10부제 운행 또는 5부제 운행을 권고하고 대형화물자동차는 시 외곽도로를 이용하여 도심에 진입하지 못하도록 유도.

? 교통혼잡이 극심한 지역이나 도로에 대한 정보를 방송사나 전자장치를 통하여 시시각각 정보를 제공하여 교통혼잡을 피하도록 함.

? 카풀 및 대중교통수단 이용으로 도심 주행차량 대수 및 주
  행거리 감소

? 대중교통수단의 확충 및 운영개선으로 개인교통수단을 억제하
 고 버스 및 지하철의 이용을 증진시킴.

? 자전거 이용촉진을 위한 인프라를 지속적으로 개선하여 자전     거 이용율을 유럽 및 아시아 국가 수준으로 높임.

? 비효율적인 물류체계를 개선하여 화물차의 공차 운행비율을      낮추고 효율성을 높임.

■ 휘발유차 배출가스 저감기술 적용
? 촉매장치의 부착
 휘발유차의 연소과정에서 발생하는 탄화수소와 질소산화물은 90% 이상 촉매장치에서 정화되어 대기중에 배출된다. 그러나 촉매장치의 효율은 이론공연비의 ±1% 내에서만 탄화수소와 질소산화물을 동시에 저감시킬 수 있기 때문에 산소센서와 엔진 제어유닛을 사용하여 피이드백 제어가 필수적이다. 촉매는 세라믹 담체에 백금, 로듐, 팔라듐 등의 귀금속을 코팅한 것으로 배기가스가 이곳을 통과할 때 탄화수소는 산화반응을 질소산화물은 환원반응이 일어나도록 촉진하여 준다. 탄화수소 허용기준의 강화로 배기다기관 가까이 설치하는 추세이다. 1987년에 무연휘발유의 보급과 함께 처음으로 국내에 장착의무화 되었으며 1991년에는 5년 10만 km의 내구성보증을 2000년 부터는 10년 16만km의 내구성 보증을 의무화 하고있다.

? 전자제어 연료분사
 현재 국내에서 판매되고 있는 휘발유 자동차는 1990년대에 들어서면서 전부 전자제어 연료분사 장치로 전환되었다. 촉매에서의 배기가스 정화를 위한 정밀한 공연비 제어와 주행성능, 연료소비율의 개선 등을 위해서는 전자제어 연료분사 장치의 사용이 필수적이다. 탄화수소의 감소를 위하여 인젝터의 분사 성능개선, 시동시의 최적 공연비제어, 점화시기제어 등에 많은 개선이 되었다.

? 배기가스 재순환 장치
 연소시 고온에서의 열해리에 의한 질소산화물을 저감시키기 위하여 연소실에 배기가스의 일부를 재순환 시키는 장치로 약 20%의 질소산화물 개선효과가 있다. 배기다기관에서 배출가스를 재순환 시키거나 실린더헤드의 배기포트에서 직접 흡기다기관으로 재순환 시킨다. 최근에는 전자제어식 EGR 밸브의 사용으로 엔진의 부하, 회전수, 가감속 등의 상태에 따라 최적의 배기가스 재순환 상태를 유지할 수 있도록 제어해 준다.

? 증발가스 저감장치
 연료탱크에서 발생하는 증발가스를 대기중으로 방출하지 않고 캐니스터에 흡착하였다가 엔진에 재공급하여 주는 장치이다. 캐니스터는 활성탄으로서 증발 연료가스를 흡착하였다가 엔진이 정상적으로 운전할 때 공기와 함께 흡입하여 연소실로 유입되어 연소하게 된다. 퍼지제어 밸브를 통하여 최적의 흡착과 퍼지를 제어하여 증발가스를 최소화시킨다. 주유시의 증발가스를 억제하기 위하여 급유 증발가스 회수장치를 부착하는 경우도 있다.

? 배기가스 규제의 강화
 국내에서 제작 및 수입판매 되는 자동차는 대기환경보전법에 의해 배출가스 인증기준을 만족시켜야 한다. 1987년에 선진국 수준의 배출가스 기준이 도입되면서 무연휘발유의 사용과 촉매장치의 부착으로 휘발유차에서 발생하는 배출가스는 지속적으로 감소되어 왔다. 1991년부터 5년 10만km의 배출가스 내구보증 제도의 도입으로 더욱 엄격한 규제치를 적용하여 왔으며 2000년에는 배출가스기준의 추가 강화와 10년 16만km의 내구보증거리 강화로 엄격히 관리하고 있다.