자동차, 선박, 중장비, 발전기 등 내연기관엔진은 종주국인 독일을 위주로 이미 100 수십여 년의 역사를 지나고 있다. 그 중에서 눈부신 발전을 거듭해 온 자동차는 구형엔진부터 현재 ECU라는 최첨단 전자제어장치가 엔진을 지배하는 시대를 살고 있다.
하지만 가솔린, 디젤, LPG, LNG 등의 연료를 사용하는 구형엔진은 물론 ECU가 지배하는 신형엔진에 이르기까지 어떠한 엔진도 연식을 불문하고 모든 엔진에서 지구온난화를 가중시키는 배출가스와 대기 질 환경을 오염시키는 배출가스가 시소와 같은(trade-off) 관계로 발생되고 있다는 사실에는 변함이 없다.
자칫 잘못 판단을 하면 연료를 사용하는 엔진이기 때문에 배출가스발생은 당연하다고 판단할 수도 있겠지만 배출가스 발생의 근본적인 원인은 연료를 사용하기 때문이 아니라 연료를 사용해야만 하는 엔진에 연료를 올바르게 사용할 수 있는 기술이 부족하기 때문에 발생하는 것이다.
그렇다면 배출가스 발생을 염려하기 이전에 잘못된 연료공급의 실상을 파헤치고 이를 근원적으로 해결하기 위한 노력을 해야 함에도 국제사회는 기존 연료공급기술의 문제점을 묵인한 채 이미 발생된 배출가스를 대상으로 어떻게 처리할 것인가에만 몰두해 왔다.
이렇게 발생된 배출가스가 지구온난화는 물론 대기 질 환경을 오염시키는 물질로 규제의 대상이 되면서 대기환경보전법이 마련되었고, 가솔린, LPG, LNG 와 같은 연료를 사용하는 엔진에서 발생되는 HC, CO, NOx를 줄이기 위해 삼원촉매라는 후처리 장치를 의무설치하고 있다.
또한 디젤연료를 사용하는 엔진은 미세먼지로 부르고 있는 매연(PM)과 NOx를 줄이기 위한 수단으로 EGR, DPF, SCR이라는 후처리 장치를 의무 설치하도록 규정하고 있으며, 이러한 장치 사용과정에서 발생되는 부작용을 만회하기 위해 요소수까지 사용해야하는 법적 규제를 강행하고 있다.
중요한 것은 이러한 후처리 장치 모두가 우리의 기술력에 의해 개발된 장치가 아니라 독일 등 자동차 선진국에 의해 개발된 기술을 헤아릴 수 없는 엄청난 자금으로 우리나라의 대기환경보전법으로 보호하고 의무 설치하도록 규제하고 있다는 사실이다.
그렇다면 이들 장치를 대기환경보전법으로 규제하고 보호하기 이전에 왜 이러한 장치와 100% 수입에 의존하는 요소수까지 활용해야만 하는지 그 원인을 찾아 해결하려는 노력을 하지 않는 것이 너무나 의아하고 끝내 요소수 대란에 처한 현실은 자동차 소유자들에겐 참담할 뿐이다.
대한민국의 중소기업인 ㈜쓰리엔텍은 공학이 아닌 과학을 근거로 세계적으로 유일하게 자동차 연료공급에 대한 신기술을 보유하고 있는 기업으로서 자동차를 비롯해 모든 내연기관엔진의 연료공급압력을 자동으로 조절하는 신기술을 개발한 최초의 기업이다.
기존의 모든 엔진은 지구온난화를 가중시키는 배출가스와 대기 질 환경오염물질이 발생하지 않으면 도리어 비정상이며, 독일에 의해 개발되어 세계적으로 보편화 되어 있지만 절대로 자동차와 같은 내연기관엔진에 사용되어서는 안 되는 연료공급을 하고 있다는 사실에 주목해야 한다.
기존의 자동차 공학은 개발된 엔진을 대상으로 연료를 어떻게 공급하면 가장 이상적인 것인가를 찾아내기 위해 공학적 이론만을 근거로 연료공급조건을 구성하였고 이를 시스템화하여 이미 정해진 압력의 연료를 엔진으로 강제 분사하도록 의존해 왔다.
이러한 강제분사에 의존하는 연료공급은 운행상황(차량연식, 도로조건, 기후조건, 주행조건, 운행조건)이 무시된 채 신차 출고 시부터 폐차에 이르기까지 동일한 조건에서 이루어지고 있어 운행상황에 따라 마땅히 변화되어야 할 조건에 알맞은 연료공급이 불가능하다.
그렇다면 공학적 이론을 근거로 설정되어 있고, 독일을 비롯한 자동차 선진국들의 연료공급은 시스템 자체에 연료공급을 자동으로 조절하는 장치가 없는데 운행상황에 따라 연료소모량을 변화시킬 수 없는 상태에서 기존 사용 중인 연료공급시스템의 어떠한 기능이 이를 충족시키고 있는지?
조금 더 상세하게는 이미 공학적 이론을 바탕으로 설정되어 있는 연료공급시스템에 의한 연료공급은 신차 출고 시부터 폐차에 이를 때까지 연료를 공급하는 조건이 항상 동일한데 이때 차량의 연식은 어떠한 연식을 기준으로 연료공급압력을 설정하고 강제분사에 의존하고 있는지?
도로의 조건은 평지. 언덕길. 내리막길. 포장도로. 비포장도로를 기준으로 할 때 자동조절기능이 없는 상태에서 어떠한 도로를 기준으로 연료공급압력을 설정하고 강제분사에 의존하고 있는지?
기후조건에서는 자동조절기능이 없이 봄 여름 가을 겨울 중 어떠한 계절을 기준으로 연료공급압력을 설정하고 강제분사에 의존하고 있는지?
주행조건은 자동조절기능이 없이 저속 중속 고속 중 어떠한 속도를 기준으로 연료공급압력을 설정하고 강제분사에 의존하고 있는지?
운행조건은 승용차량의 경우 사람이 많이 타거나 적게 탈수 있고, 화물차량의 경우 짐을 적게 실을 수도 있고 많이 실을 수 도 있는 상황에서 자동조절기능이 없이 어떠한 조건을 기준으로 연료압력을 설정하고 강제분사에 의존하고 있는지?
분명하게 밝혀져야 하며 이러한 사실이 분명하게 밝혀지지 않는 연료공급이라면 이는 자동차와 같은 내연기관엔진에서 사용되어서는 안 되는 연료공급을 하고 있다는 사실이 명백하게 드러나는 것이며 이러한 연료공급의 가장 큰 부작용이 바로 급발진 사고에 노출되어 있는 것이다.
이러한 연료공급이 문제가 되기 때문에 100 수십여 년의 역사 속에 엔진구성력이 아무리 뛰어나더라도 모든 엔진이 연료과다공급에 의해 새 엔진인 경우 지구온난화를 가중시키는 NOx, CO² 가 발생되고 있다. 노후엔진인 경우 새 엔진일 때 발생하던 NOx, CO²가 HC, CO, PM과 같은 대기 질 환경오염물질로 둔갑해 발생하게 되는 것이다.
그러므로 노후엔진에서 발생하는 HC, CO, PM과 같은 대기질 환경오염물질은 새 엔진일 때 발생하던 NOx, CO²가 둔갑해서 발생하는 배기오염물질로서 새 엔진일 때 연료공급을 올바르게 개선한다면 NOx, CO²가 발생되지 않으며 노후엔진이 되더라도 HC, CO, PM은 발생할 수가 없다.
결국 독일 등 자동차 선진국에 의존하고 있는 지금과 같은 잘못된 연료공급기술은 연료를 올바르게 공급하고 있다는 정의가 불명확함으로 새 엔진의 경우 지구온난화를 가중시키는 배기물질이 발생되고, 노후엔진의 경우 대기 질 환경오염물질이 발생됨으로 공학에서도 시이소오와 같은 관계로 정의하고 있는 것이다.
이를 근원적으로 해결할 수 있는 방안은 오로지 어떠한 엔진이든 위에서 열거한 운행상황에 알맞은 연료를 어떠한 기술에 의해 정확하게 공급할 수 있느냐가 관건이다. 대한민국의 중소기업 ㈜쓰리엔텍이 개발하여 특허를 획득하고 각종의 시험을 통해 사실이 입증된 ‘연료공급압력 및 연료분무화 자동조절장치’가 어떠한 경우에도 그 역할을 차질 없이 수행할 수 있다.
중요한 것은 자동조절기능에 대한 부분으로서 현재 독일 등 자동차 선진국들이 보유하고 있는 기존 연료공급시스템에는 연료를 공급하는 조건만 갖추고 있고 자동조절기능이 없다.
그렇다면 자동조절기능이 없이 연료를 함부로 공급하고 있다는 결론에 이르기 때문에 모든 엔진에서 환경오염물질이 발생할 수밖에 없는 것이다.
이렇게 발생된 배출가스를 줄이기 위해 사용되고 있는 것이 바로 배출가스 후처리장치인 것이다.
디젤차량에서 사용되는 EGR, DPF, SCR과 같은 후처리 장치 중 EGR은 엔진에서 발생된 매연을 엔진으로 재순환시켜 태우기 위한 목적으로 사용되고 있지만 재순환 과정에서 매연이 흡기다기관에 누적되어 막히는 부작용이 발생하여 수시로 관리를 해야 하는 모순이 있고 시기를 놓치면 엔진에 큰 무리를 준다.
또한 DPF와 SCR의 경우 발생되는 매연을 포집하여 일정한 무게가 형성되면 최소 500°C에서 700°C에 해당하는 고열을 이용하여 다 시 한번 태우는 과정에서 NOx가 가중됨으로 이러한 부작용을 줄이기 위한 수단으로 사용되는 것이 바로 요소수이다.
결론적으로, 독일 등 자동차 선진국들이 공학적 이론의 타당성만을 근거로 개발하여 우리나라는 물론 국제사회 전반적으로 보편화되어 사용 중인 연료공급기술은 올바른 연료공급으로서 정의가 불명확하며, 이러한 불명확한 연료공급기술을 사용함으로서 요소수까지 사용해야하는 문제를 안고 있다.
하지만 대한민국의 중소기업인 ㈜쓰리엔텍이 과학을 근거로 개발한 『연료공급압력 및 연료분무화 자동조절장치』 는 기존과 같이 자동차 선진국에 의해 불명확한 공학적 이론을 근거로 사용되고 있는 연료공급기술과는 정반대의 기술이다.
믿기 어려운 사실이지만 자동조절기능은 엔진이 스스로 위에서 열거한 운행상황에 따라 운행에 적합한 연료를 엔진이 선택적으로 흡입해 갈 수 있도록 엔진에 의한 연료공급을 실현하며 어떠한 운행상황에서도 엔진이 정상적인 작동을 위한 최소한의 배기물질만 허용하게 된다.
엔진이 정상적인 작동을 위한 최소한의 배기물질 허용이란 사람도 숨을 쉴 때마다 탄소를 배출하는 것처럼 각각의 엔진마다 배기량이 설정되어 있고 배기량에 해당되는 정상적인 엔진작동을 위해서는 필연적으로 발생할 수밖에 없는 최소한의 배기물질을 말한다.
이러한 경우 최소한의 배기물질은 환경기준이라는 말이 무색할 만큼의 수를 말하며, 이러한 연료공급의 실현은 엔진에서 환경에 악영향을 미치는 배기물질을 처음부터 발생하지 않음으로서 디젤엔진의 후처리 개념의 장치들에 의존하지 않는다는 장점이 있다.
그러므로 배출가스 후처리 장치에 해당하는 EGR, DPF, SCR 사용에 따라 또 다른 부작용으로 발생하는 NOx을 줄이기 위해 사용되고 있는 요소수를 전혀 사용하지 않아도 되는 것이다.
다만, 기존의 시스템을 그대로 유지하면서 요소수 사용에 따라 ECU와 연동되어 요소수가 없을 경우 출력이 떨어지게 하는 기능과 시동이 걸리지 않게 하는 기능만 해제한다면 요소수 없이도 얼마든지 정상적인 운행이 가능하다.
최인섭 ㈜쓰리엔텍 회장은 13일 “근원적으로 배출가스 발생의 원인이 되는 연료낭비를 미연에 방지해 소중한 연료를 절감할 수 있을 뿐 아니라 훨씬 더 뛰어난 엔진성능을 유지하게 된다는 사실을 확인할 필요가 있다”며 “대한민국이 낳은 (자동차자동연료조절장치)신기술 적용을 정책으로 제안한다”고 밝혔다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr