[초점]고마력 LNG 화물차 보급 확대 '본격화'
[초점]고마력 LNG 화물차 보급 확대 '본격화'
  • 조남준 기자
  • cnj@energydaily.co.kr
  • 승인 2018.09.17 10:22
  • 댓글 0
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가스공사 ‘LNG화물차 출고…경제성 및 환경성 검증시범사업’ 착수
LNG 전용 400마력 고마력 엔진 탑재・1회 충전시 최대 1천㎞ 운행

[에너지데일리 조남준 기자]한국가스공사와 타타대우상용차, 한국천연가스수소차량협회가 공동으로 개발 한 고마력 액화천연가스(LNG) 화물차가 통영~대전 낭월 LCNG 충전소 간 시범운행에 돌입했다.  한국가스공사는 지난 7일 대전 낭월 LCNG 충전소에서 환경부와 산업부,, 타타대우상용차, 천연가스·수소차량협회 등의 관계자들이 참석한 가운데 타타대우상용차 프레임에 이태리 FPT사의 LNG 전용 400마력 고마력 엔진을 탑재해 개발한 LNG화물차 시범차량 인도 기념식을 개최했다. 이날 인도돼 시범 운행에 들어간 친환경 LNG화물차는 6×2화물차종으로 400마력의 고 출력과 N㎥당 2.9km의 연비를 갖추고 있으며, 650ℓ(400+250)의 연료탱크와 1회 충전시 800 ~ 1000km의 예상 주행거리를 자랑한다. 공사는 이 차량을 가스공사 통영기지 출하장과 대전 LCNG 충전소 구간에 시범 운행해 경제성 및 환경성 검증을 진행하게 된다. 시범사업을 통해 타당성이 입증되면 내년 정부주관의 친환경 화물차 보급계획을 마련하고, 2020년부터 단계별 보급에 착수할 계획이다.

▲경유화물차 미세먼지 배출 60% 차지

LNG화물차 시범운행이 추진된 것은 미세먼지 주발생원인 중대형 경유 화물차가 교통 분야 미세먼지 배출량의 약 60%이상을 차지하고 있어 친환경 연료인 LNG로의 전환이 필요하다는 판단에서다.

실제로 2000년부터 CNG 버스를 중심으로 하는 천연가스차량 보급사업은 정부와 지자체의 대표적 친환경 정책사업으로 그간 도시 대기환경 개선에 크게 기여했다.

2017년말 기준 CNG차량은 노선버스와 마을버스를 중심으로 2만 8856대가 보급됐으며, 서울과 6대 광역시의 경우 보급률이 98.4%에 달하고 있다. 하지만 CNG차는 저마력(340ps), 1회 충전으로 최대 400km만 운행 할 수 있는 등 성능의 한계로 장거리를 운행하는 중대형 화물차 등에는 적합하지 않다. 반면 LNG차는 고마력(400ps 이상), 1회 충전만으로 800~1000km의 장거리 운행이 가능한 것으로 분석되고 있다.

이에 따라 고마력, 장거리 운행이 가능한 LNG 화물차 보급의 필요성이 부각되면서 지난 2008년 경유 화물차를 경유와 LNG 혼소차량으로 개조, 보급하는 사업이 추진됐으나 혼소차량 개조기술 부족으로 실패했다. 하지만 이번 시범차량은 상용차 제조업체인 타타대우상용차가 완성차로 제작함에 따라 이 같은 기술적 위험을 최소화할 수 있을 것이란 설명이다.

이런 상황에서 해외에서 유입되는 미세먼지, 국내 경유차량에 의한 배출가스, 석탄화력 발전에 의한 오염물질 등으로 도시 대기질이 다시 악화되고 있어 근본적인 대응방안으로 LNG 화물차 개발이 추진됐다.

실제로 2017년 말 기준 8톤 이상 중대형 경유 화물차는 약 12만대가 운행 중으로 여기서 배출되는 교통부문 미세먼지는 63%에 달한다는 게 국립환경과학원의 분석이다.

따라서 이 가운데 50%인 6만대를 2030년까지 LNG 화물차로 보급 할 경우 미세먼지 1474톤을 저감할 수 있다는 설명이다. 이는 2014년 현재 서울시 미세먼지 발생량의 55%에 해당된다. 여기에 2018년 8월 현재 차량 연료로서 LNG는 유가보조금을 받는 화물차의 경유 대비 약 20%, 유가보조금을 받지 않은 화물차 대비 약 40% 저렴하다.

또한 LNG차는 수소차, 전기차 등과의 비교해서도 환경성, 경제성 및 기술성이 검증되고 우위에 있다는 설명이다. 따라서 LNG차는 현 단계에서 대기질을 개선할 수 있는 실질적인 대안인 동시에 미래연료로 가기 위한 브릿지 역할을 하는데 필수적이라는 분석이다.

이를 방증하기라도 하듯 해외에서도 LNG차량 보급이 확대되고 있는 추세다. 실제로 2015년 기준 중국은 18만 4000대, 미국 3947대, 유럽 1544대 등 해외에서는 LNG를 동력으로 하는 대형트럭, 중장비 등( Heavy Duty Vehicle)을 보급해 연간 약 900만톤의 LNG를 수송용으로 소비하고 있다. 또한 유럽 에너지 규제 위원회는 2025년까지 대형 트럭(HDVs)의 20%가 LNG차로 보급될 것으로 전망하고 있다.

▲EURO6 디젤엔진 대비 환경・경제성 ‘굿’

시범사업에 투입된 LNG화물차의 주요 변경사항은 9리터급 LNG엔진자동화 변속기, LNG차량용 신규 레이아웃 및 전장 시스템, LNG기화를 위한 연료시스템 및 열교환기, 유로6 법규 만족을 위한 후처리 시스템 등이다.

배기량은 9리터급, 연료분사 타입은 멀티 포인트 인젝션, 마력 및 토크는 400ps/173kgf, WGT터보차저, Hi-SCR vs삼원촉매 방식, 12단 자동변속기, 최고 속도 시속 100km이상, 등판능력 40% 이상을 자랑한다.

환경성의 경우 엔진제조사 동력계 평가 결과 9리터 급 디젤엔진 대비 9리터 급 LNG엔진이 이산화탄소 14%, 입자상물질 99%, 질소산화물 31%가 각각 저감되는 것으로 나타났다.

LNG엔진의 연료비용도 900km운행, 정속연비 실측기준으로 EURO6 디젤엔진이 약 30만원이 들어가는 반면 LNG엔진은 약 23만원에 그치는 등 20%이상 연료비가 절감되는 것으로 분석됐다. 주행 시 실내 소음도 디젤이 68DB이었으나 LNG화물차는 65 DB로 약 4% 감소한 것으로 나타났다.

타타대우상용차 측은 향후 기술보완계획으로 차량 및 엔진 시스템은 대형화물에 최적화된 13리터급의 고마력 차량 및 엔진기술, 연료탱크 용량 확대를 위한 차량 레이아웃을 개발하고, 운휴 최소화를 위한 비상용 연료시스템을 고려한다는 계획이다.

연료 탱크 및 기타 시스템의 경우 초저온 탱크의 단열 성능 향상을 위해 수소 탱크 및 LNG선박 기술을 접목하고 연료탱크 커버링, 별도 냉각 시스템을 개발할 방침이다. 또 초저온 탱크 검사 기준의 현실화 검토와 함께 초저온 탱크 및 피팅 기술의 내구성 향상을 도모하고, 차량 안전성 향상 시스템을 고려해 화재 소화시스템과 누지감지 시스템을 개발할 계획이다.

▲LNG화물차 보급 ‘쾌적한 대기 환경 조성’

LNG 화물차의 보급은 2016년 6월 발표된 정부의 미세먼지 종합관리 특별 대책과 ‘미세먼지 걱정 없는 쾌적한 대기 환경 조성’ 국정과제를 이행하는데 상당한 역할을 할 것으로 기대된다.

환경부는 이번에 개발한 LNG화물차 시범차량을 이용해 ‘LNG 화물차 보급 타당성 평가’ 용역을 수행해 환경성 및 경제성을 검증할 예정이고 이 결과를 정책방향에 반영한다는 계획이다.

또한 8톤 이상 대형화물차 12만대 중 50%인 6만대를 단계적으로 보급할 경우 약 120만톤의 수송용 천연가스 신규수요가 발생할 것으로 기대하고 있다.

특히 경유화물차를 LNG화물차로 6만대 전환할 경우 연간 미세먼지(PM10, PM2.5) 1474톤, 질소산화물은 2만 2224톤 저감해 대기환경 개선효과가 클 것으로 전망하고 있다.

또한 수송용 연료의 에너지다변화로 석유 비중이 낮아짐에 따라 유가 변동에 따른 국내 산업경쟁력 충격도 완화될 것으로 기대되고 있다.

LNG화물차 개발은 친환경 상용자동차 수출 경쟁력을 확보하면서 해외 상용차 수출시장에서의 경쟁력 회복에도 큰 효과가 기대되고 있다.

김병식 한국천연가스수소차량협회 회장
김병식 한국천연가스수소차량협회 회장

▲ LNG 충전소 구축・소규모 LNG충전설비 법제화 시급

LNG화물차가 지속적으로 보급되기 위해서는 LNG차량 개발 및 LNG차량 인센티브 지원과 함께 LNG충전인프라 구축, 경유차량 규제 정책 등이 추진돼야 할 것으로 제시되고 있다.

이에 따르면 우선 완성차 업체의 생산라인에 LNG 충전설비 지원이 이뤄지고, 최소 주문 물량(MOQ)의 선정 등을 통한 적극적인 개발 유도책이 마련돼야 한다.

특히 고객의 LNG차량 구매 유도를 위한 1순위 조건으로 주요 거점에 LNG 충전소 구축, 소규모 LNG충전설비 법제화, 덤프트럭 등 LNG충전대상 차량 확대, LNG충전소 확대를 위한 홍보 및 관련 사업연계 등이 시급한 것으로 지적되고 있다.

한국천연가스수소차량협회 김병식 회장은 “초기 소규모 LNG충전설비는 LNG화물차의 수송시장 진입 및 시장 확대를 위해 반드시 필요하다”며 “월 30대 미만의 소규모 충전이 가능하고, 이동이 가능한 융통성 있는 충전설비로 경제적 인프라를 구축하기 위해 소규모 충전설비 기준을 마련해야 할 것”이라고 강조했다. 이를 위해서는 산업통상자원부와 협의해 도시가스사업법 시행규칙과 KGS 코드 개정을 통해 제도를 개선해야 할 것이란 의견이다.

김병식 회장은 이어 “현행 법제도상에서는 충전대상을 자동차에 한정하고 있기 때문에 기계적으로 동일한 덤프트럭 6만대, Mixer 2만 6000대, 기관차 등에 대한 LNG 충전은 불가능하다”며 “자동차외 수송용 건설장비, 기관차 등으로 충전대상을 확대하기 위한 도시가스사업법 시행규칙 개정 등 제도 개선이 이뤄져야 할 것”이라고 강조했다.

아울러 김병식 회장은 "LNG차에 대해서도 CNG버스 차량 구매 보조금처럼 LNG차 구매보조금을 지원하고, 영업용 화물차 유가 보조금 등과 같이 연료사용 보조금 지원이 이뤄져야 한다"며 "초기 LNG 화물차 보급을 위해서는 반드시 LNG신차 구매보조금 지원은 물론 LNG 충전소 설치비 장기 저리 융자제도가 필요하다”며 “환경부와 이에 대해 충분히 협의하고, 국토부와는 LNG 화물자동차 유가보조금 환급제도에 대해 협의해야 한다”고 덧붙였다.

또한 친환경 화물차량에 대한 허가제(총량제)규제 해제와 함께 AEB, ESC 등 최신 기술의 안전법규 유예 등도 필요할 것으로 제시됐다.

이와 함께 경유차량 규제 정책으로 노후 경유차에 대한 폐차 지원금을 상향해 현행 최고 770만원의 현실화와 함께 경유차량에 대한 차령제를 시행해 현행 버스와 동일한 11년으로 차령을 제한해야 할 것이란 주장이다.


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