[車 이것이 궁금하다]논란의 디젤차 배기가스, 저감기술은?

후처리장치DPF·선택적환원장치SCR 등
완성차업체들 꾸준한 연구개발

[아시아경제 기하영 기자]전 세계적으로 디젤차에 대한 환경규제가 강화되면서 배기가스를 줄이는 기술도 진화하고 있다.

일반적으로 디젤엔진은 가솔린엔진보다 연비가 좋고 일산화탄소나 이산화탄소를 적게 배출한다. 그러나 질소산화물(NOx), 미립자 분진 등을 상대적으로 많이 배출해 문제가 된다. 이 때문에 유럽에서는 '유로'라는 이름의 디젤차 배기가스 규제 정책을 시행하고 있다. 1992년 유로1에서 시작해 2015년부터 유로6을 시행 중이다.

유로6의 경우 질소산화물의 배출정도를 승용차기준으로 유로5의 약 절반 수준인 ㎞당 0.18g에서 0.08g까지 줄여야한다. 입자상 물질도 ㎞당 0.0045g 이하로 낮춰야한다. 상용차는 2010년 말부터 선택적 환원장치(SCR)방식의 시스템을 적용해 출고하고 있다. 이를 만족하지 않으면 우리나라를 포함해 유로 규제를 도입한 국가에서 디젤 차량 판매가 불가능하다.

이에 따라 자동차 업체들은 유로 기준을 충족시키기 위해 꾸준한 연구개발을 해왔다. 대표적인 배기가스 저감장치로는 배기가스후처리장치(DPF), 배기가스재순환장치(EGR), 질소산화물 저감장치(LNT), 선택적 환원장치(SCR) 등이 있다.

EGR, DPF는 엔진에 추가 장치를 달아 배기가스 배출을 감소시키는 방식이다. EGR는 배출되는 배기를 흡기로 되돌려 보내 재연소시켜 질소산화물을 감소시킨다.DPF는 관리 상태에 따라 차량의 연비와 성능이 좌우될 수 있어 통상 1년에 한 번씩 필터를 교체하거나 청소해야 한다.

LNT 방식은 필터 내부에 질소산화물을 모은 뒤 디젤 연료를 태워 연소시킨다. 촉매산화장치를 설치하기 위한 별도의 공간이 필요 없어 차량의 가격 상승이 낮고 유지비가 적게 든다. 그러나 질소산화물을 제거하는 효율이 떨어져 저배기량 승용차에서 많이 사용된다.

SCR 방식은 엔진 자체를 개량해 미세먼지 발생을 줄이고 다량으로 발생하는 질소산화물을 화학작용을 통해 물과 질소로 전환시키는 방식이다. 이 방식은 질소산화물을 대폭 줄일 수 있고 LNT 방식과 비교해 연료 소모가 적다는 장점이 있다. 반면 화학작용을 위해 요소수가 필요하며 주기적으로 요소수를 주입해줘야 한다.

업계에서는 배기가스 저감장치의 정화성능을 향상시킬 수 있는 촉매 개발에도 박차를 가하고 있다. 지난 1월 현대기아차는 포항공대 연구팀과 산학 연구를 통해 '고내열성 질소산화물 저감 촉매'를 개발했다. SCR 장치는 고온의 배기가스를 견뎌야 하는 촉매를 확보하는 것이 핵심이다. 현대기아차는 'Cu-LTA(카파 엘티에이)' 제올라이트 물질을 개발해 기존 촉매 대비 내열성능을 150℃ 개선시켰다.

기하영 기자 hykii@asiae.co.kr