배출가스 저감장치 및 저공해엔진 사후관리 이해
배출가스 저감장치 및 저공해엔진 사후관리 이해
  • 권상일 국립환경과학원 교통환경연구소 연구사
  • 승인 2008.10.01
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“수도권 대기질 개선 목표 달성 하려면…”

우리나라 대도시의 대기오염도는 선진국의 주요도시에 비해 대단히 높다. 특히 미세먼지 및 이산화질소 오염도는 OECD 국가의 주요도시 중 최고 수준으로 서울의 미세먼지 농도는 런던의 3.5배, 이산화질소 농도는 파리의 1.7배 수준으로 매우 심각한 상태이다.

또한 전국 오존주의보 발령횟수의 90%, 이산화질소와 미세먼지의 환경기준 초과일수의 각각 99%, 60%가 수도권에 집중돼 있어 이에 대한 대책으로 정부에서는 2003년 12월31일 ‘수도권 대기환경 개선에 관한 특별법’을 제정해 노후 경유자동차에 대한 저공해화 정책을 시행하고 있다.

즉 대기관리권역에 등록된 경유자동차(소형 승용 경유자동차는 제외, 단 다목적형승용자동차는 포함)중 당해 자동차의 배출가스 보증기간이 경과한 자동차를 말하는 특정경유자동차에 대해서는 2006년부터 대기환경보전법보다 강화된 운행차 매연기준을 적용해 검사하고 기준에 불합격한 특정경유자동차의 소유자는 제1종에서 제3종의 배출가스 저감장치(DPF, DOC)를 부착하거나 저공해엔진(LPG)으로 개조 또는 조기 폐차를 해야 한다.

배출가스 저감장치는 경유자동차에서 많이 배출되는 PM을 저감시키기 위해 운행중인 경유자동차에 부착하는 후처리장치로서 PM의 저감효율에 따라 표1과 같이 제1종 배출가스 저감장치, 제2종 배출가스 저감장치 및 제3종 배출가스 저감장치로 구분하고 있으며 이러한 저감장치는 환경부장관의 인증을 받아 인증조건에 적합한 차종 및 주행조건을 고려해 부착하고 장치의 보증기간 동안에는 저감효율을 만족시켜야 한다.

저공해엔진은 특정경유자동차의 엔진을 가스엔진으로 개조(Retrofit)하거나 현재의 제작차 배출허용기준을 만족시키는 경유엔진으로 교체(Rebuild)하는 것을 말하며 가스엔진으로 개조 또는 경유엔진으로 교체시는 표2에 나타낸 바와 같이 저감효율을 저공해엔진의 보증기간동안 만족시켜야 한다.

그러나 이러한 배출가스 저감장치 또는 저공해엔진은 그 기술적 한계로 인해 장치 파손 또는 배기가스가 증가할 수 있어 배출가스 보증기간동안 제시된 배출가스 저감기술을 만족하는지 여부를 확인하는 사후관리제도가 무엇보다 중요하다.

특히 DPF의 경우 저속운행 차량에 부착시 PM이 타지않고 필터에 계속 축적되기 때문에 배압 증가 및 필터 파손이 발생할 수 있다. 또한 차량의 정비 불량에 따른 과도한 매연 배출 및 엔진오일 누유 등에 의해서도 필터의 파손이 발생할 수 있으며 주기적인 Ash 청소를 하지 않은 경우에도 파손이 발생할 수 있다.

실제로 마을버스청소차 등 배기온도가 낮은 저속주행차량 및 정비 불량 차량에 부착시 차량의 출력연비, 장치 성능이 저하돼 이러한 차량에 대해 필터 청소, 복합재생 DPF로의 교체 또는 장치 탈거 등을 실시하고 있다.

LPG 엔진 개조에 있어서도 부품 또는 개조불량에 의해 출력저하, 공연비의 부적절한 조정에 의한 CO, HC, NOx의 증가가 될 수 있다.

사후관리는 특정경유자동차에 부착된 저감장치 또는 저공해엔진이 보증기간동안 저감효율을 유지하고 있는지 여부를 확인하는 것이다. 또한 장치결함여부를 확인함으로써 국가예산 지원사업에 대한 부정적 여론 발생을 사전에 방지하고 저감률 기준미달 장치의 확산을 조기 차단해 운행경유차 배출가스 저감이라는 본연의 목적을 달성하는 중요한 수단이다.

미국, 일본 등의 선진국에서도 이러한 사후관리 제도를 운영함으로써 효율적인 운행경유자동차 배기가스 저감정책을 시행하고 있다. 미국 캘리포니아의 경우 일정대수(50대)이상 판매장치의 경우 최소 4대 이상, 최대 10대를 초과하지 않는 범위내에서 인증받은 배출가스 저감등급의 90% 이상의 성능이 확인될 경우 적합으로 판정하는 결함확인제도를, 일본 동경도에서는 후처리장치의 정상작동 여부확인 및 사용자의 하자발생 신고현황의 정기 보고 등을 통한 사후관리를 실시하고 있다.

우리나라의 사후관리는 그 대상 및 주체에 따라 시·도 및 수도권대기환경청에서 저감장치 부착된 차량의 매연 측정을 통해 장치성능을 확인한다. 이후 문제장치에 대해 시정조치를 하는 지도점검제도, 양산과정에서 인증당시의 저감성능이나 장치 특성 유지 여부를 확인하는 수시검사 그리고 보증기간 1년이 경과된 장치의 결함을 검사하는 결함확인 검사 등의 3가지로 구분된다.

수시검사는 생산단계에서 부품 또는 개조 불량 등에 의해 발생될 수 있는 결함을 확인하는 제도로 생산공장에서 신제품을 대상으로 구조, 내구성이 인증당시와 동일한지 확인하고 장치당 각 3대에 대해 인증시 검사방법으로 검사한다. 이때 검사결과 검사장치 3대중 2대 이상이 기준저감효율을 미달하거나 구조, 내구성이 인증당시와 차이가 있을 경우 부적합으로 판정하며 최종 부적합시 인증이 취소된다.

결함확인 검사는 인증을 받은 저감장치를 부착한 자동차의 배출가스 저감효과가 실제 운행시에도 유지되는지를 확인해 저감효율을 만족하지 못할 때는 저감장치 제작자로 하여금 결함의 원인을 조사해 무상으로 저감장치의 수리 또는 교체(리콜)하고 리콜이 불가능한 경우 인증을 취소토록 하는데 있다.

부착한지 1년이 경과한 후처리장치, 인증시험결과와 기준저감효율간의 차이가 기준저감효율의 10분의 1 이내인 장치 및 수시검사 결과 부적합한 장치에 대해 실시하며 장치당 각 5대에 대해 인증시의 검사방법으로 한다.

대상장치는 보증기간 중 주행만료거리의 50% 이상에 해당하는 장치를 검사대상 장치로 선정하며 주행노선, 운행실태, 제작사 및 차령 등의 조건을 고려해 운전조건 및 장치성능이 열악할 것으로 예상되는 장치 중에서 무작위로 우편 또는 전화설문에 의해 대상장치를 선정한다.

특히 DPF의 경우는 차령이 오래되고 운행조건이 열악한 마을버스, 시내버스, 청소차, 학원차 등이 우선적인 선정대상으로 고려되며 지자체 지도점검결과에 의해 탈거 예정에 있는 장치는 선정에서 제외된다.

이후 대상장치를 현지 방문해 설문내용 확인, 저감장치 및 장치부착자동차의 상태와 점검·정비내역 등의 확인을 통해 사용자의 차량관리 불량 등의 사유가 있는 차량은 제외한 후 선정조건에 적합한 장치를 최종 선정해 봉인한다.

이렇게 선정된 배출가스 저감장치 또는 저공해엔진 개조 자동차는 임대 계약후 소정의 임차료 및 운반료를 지급한 후 검사기관인 국립환경과학원의 시험시설로 이동해 인증검사 방법에 의해 검사한다.

검사결과 기준저감효율에 미달하는 대수가 5대 중 2대를 초과하거나, 5대의 평균저감효율이 기준저감효율의 80% 미만인 저감장치, 같은 배출가스 측정항목에서 5대중 3대 이상이 기준저감효율에 미달하거나, 5대중 2대 이상이 기준저감효율에 미달하고 5대 평균저감효율이 기준저감효율에 미달하는 저공해엔진은 부적합 판정한다.

부적합한 장치는 재검사를 실시할 수 있으며 이때에도 5대를 추가로 선정해 동일한 방법으로 검사한다. 최종 불합격 판정시는 통지한 날로부터 15일 이내에 다음의 결함시정계획서를 국립환경과학원장에게 제출해 승인받은 후 결함시정조치를 한다.

현재 국립환경과학원에서는 지금까지 보급된 배출가스저감장치 및 저공해엔진에 대해 결함확인 검사 또는 수시검사 등의 사후관리를 매년 확대실시하고 있으며 이를 통해 저감률 기준 미달 장치의 확산을 조기 차단함으로써 수도권대기질 개선 목표를 달성하기 위해 최선을 다하고 있다.


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