[투데이에너지 박병인 기자] 대형화물차는 주행거리, 시간이 많고 엔진배기량도 높은데다 대부분 경유를 주 연료로 사용하기 때문에 대기환경에 악영향을 끼치고 있는 상황이다.
최근 대기오염에 대한 국민적인 관심도가 높아지고 정부에서도 대기환경 개선을 위해 각종 정책을 추진하고 있다. 하지만 대형화물차분야에서는 아직 이렇다 할 정책을 내놓지 못하고 있다.
이에 일각에서는 대형화물차의 주 연료를 경유에서 LNG로 전환해야 한다고 주장하고 있다.
LNG의 친환경성은 이미 검증됐으며 엔진성능도 경유엔진의 90% 수준인 점 등 기술력도 이미 보유하고 있다.
최근 셰일가스 개발로 인해 공급과잉이 심화되면서 국제 LNG가격도 하락하고 있으며 이에 연료비 등 경제성 확보도 가능하다.
이에 향후 LNG가 육상 운송분야에서 환경개선 역할을 충분히 수행할 수 있을지 알아봤다. /편집자 주
■ LNG차, 미세먼지 현실적 저감 방안
수송분야에서 경유차량은 미세먼지 주요 발생원인이기 때문에 중대형차량을 중심으로 LNG 보급 확대가 시급하다는 주장도 제기됐다.
현재 수소가 차기 모빌리티 연료로서 주가를 올리고 있지만 아직은 기술력에 한계가 있는데다 수송분야에서는 다양한 친환경 연료사용이 바람직한 방향이라는 것이다.
오영삼 한국가스공사 가스연구원에 따르면 LNG는 수소경제로 가기 위한 중간 에너지원으로 경제적이면서도 청정한 수송용 연료로 평가되고 있다. 실제로 국내에 NGV(Natural Gas Vehicle)가 버스를 중심으로 도입되면서 대기질이 향상된 것으로 평가되고 있다.
특히 해외, 해양분야와 연계해 상호간 시너지 효과도 기대되고 있다. 세계적으로 NGV시장은 커지고 있으며 해양 모빌리티분야에서도 IMO 2020 발효로 인해 LNG추진선이 확대되고 있기 때문에 LNG연관 비즈니스 활성화 촉진도 기대되고 있다.
예를 들면 LNG탱크, 엔진, 차량 및 추진선, 연료공급시스템, 펌프, 초저온 밸브, 냉열활용 기술 등에서 LNG 모빌리티분야 전체를 아우르는 시너지 효과를 볼 수 있다는 것이다.
현재 국내에서는 수소와 함께 LNG화물차 시범보급 이뤄지고 있으며 아직은 걸음마 단계라고 볼 수 있다.
하지만 향후 LNG자동차는 노후경유자동차의 대체를 통해 환경개선 효과를 누릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.
또한 수소연료 전환과정에서 가교역할을 할 것으로 기대돼 LNG차에 대한 지원근거 마련에 대한 필요성에 대해서도 논의되고 있다.
또한 LNG자동차 충전기술의 확보도 향후 LNG모빌리티 시장을 확대하는데 중요한 요소 중 하나다.
LNG는 -162℃의 초저온 상태에서 취급하기 때문에 이에 대한 관련 기술력 확보도 시급한 상황이다.
관련기술로는 10bar 내외의 저압충전 기술(기존 방식 대비 폭발위험 하락), 경제성을 높이기 위한 BOG 저감기술 등이 있다.
또한 선박에 실시되는 LNG벙커링 기술과 자동차 LNG충전 기술이 거의 같아 벙커링 기술을 응용한 차량충전 기술 확보도 중요하다.
LNG충전소는 타 분야 응용가치가 높고 경제성도 뛰어나기 때문에 충전인프라 구축과 더욱 활성화시킬 필요가 있다.
LNG충전소는 향후 수소충전소 구축과 연계되기 용이해 수소 충전 인프라 구축을 위해서도 LNG충전인프라 확충은 중요한 부분이다.
또한 고압펌프가 전기사용량이 많은 특성상 고압펌프를 사용하지 않는 LNG충전소를 운영할 경우 CNG충전소대비 획기적으로 운영비를 절감시킬 수 있다.
이에 대한 일환으로 평택 유휴 LNG충전설비 개보수를 통한 운영정상화를 추진하고 있다.
LNG기반 수송용에너지 연료전환 추진 추세에 따라 기존 설비를 활용해 추가 LNG충전소 구축을 목표로 진행된다. 이번 사업은 기존 LNG충전설비 개보수 방식을 활용해 기존 탱크 재검사, 펌프 성능검증, 디스펜서 검교정, 기밀시험을 실시할 예정이다.
또한 고압가스 제조허가, 사업개시 신고, 안전관리규정, 안전관리자 선임, 정기 및 수시검사, 공사계획 승인 등의 인허가 절차를 실시한다.
이외에도 가스공사 주도로 2022년 말까지 LNG충전소 20개소를 신설하며 2023년 이후에는 민간으로 확대해 약 90개소를 추가로 건설하게 된다.
오영삼 가스공사 연구원은 “LNG차 확대를 위해 신차 보급과 더불어 튜닝트럭의 보급활성화 전략이 필요하다”라며 “LNG차가 발전함에 따라 LNG벙커링, 수소자동차 보급 등 연관산업들의 발달도 기대되고 있다”고 밝혔다.
■ 대형엔진 적용 유리
LNG는 대형화물차에 적용하기에 경유에 못지 않은 경제성과 화학적 특징을 가지고 있는 것으로 나타났다.
화물운송전문업체 한준에프알에 따르면 LNG는 옥탄가가 120 이상으로 상당히 높은 편이다. 이에 따라 LNG는 고 압축비 설정으로 엔진효율이 우수하며 점화시기 최적화로 출력이 우수하다. 이 같은 특성으로 LNG는 성능이 우수하며 대형엔진 적용에 보다 유리하다.
에너지밀도도 낮은편인데 LNG의 단위체적당 발열량은 경유의 65% 수준이다.
또한 CNG의 에너지밀도는 LNG의 1/3배 수준이기 때문에 LNG충전소가 CNG충전소보다 건설비용, 충전비용이 상대적으로 저렴하다.
LNG의 연료가격도 상당히 낮아 연료소모량이 많은 대형차량에는 경제성 측면에서도 유리할 것으로 기대된다.
또한 우리나라의 LNG전환 기술이 세계 최고수준인 것도 LNG전환이 유리한 부분이다.
다만 LNG차량은 부품가격이 비싸 초기 구매가격은 비싸 단점으로 꼽히고 있다. LNG차를 장려하기 위해서는 국가적인 지원도 필요할 것으로 보인다.
국내 LNG전환기술은 엔진교체, 전소개조, 혼소개조 등 소비자의 니즈에 맞게 튜닝을 진행할 수 있는 기술력이 있으며 경유로 원상복구도 물론 가능하다.
엔진교체 방식은 경유엔진을 완전히 탈거하고 LNG엔진을 장착하는 방식으로써 LNG를 100%사용하는 전소방식이다.
최신 환경규제인 EURO-6를 충족하며 성능은 경유 엔진대비 90% 수준의 출력이다. 현재 국내에서는 야드트랙터에 적용된 사례가 있다.
전소개조방식의 경우에는 기존 경유엔진을 LNG엔진으로 튜닝하는 방식이며 연료의 연소는 LNG를 100% 사용하는 전소방식으로 진행된다.
엔진교체 방식과 마찬가지로 경유대비 90% 수준의 출력을 자랑한다. 보조엔진, 발전기 등에 적용사례가 있다.
혼소개조 방식의 경우에는 경유엔진에 LNG연료 공급장치를 추가 장착하는 것으로 경유와 LNG를 동시에 사용할 수 있다는 장점이 있으며 충전인프라가 부족한 경우에 효과적인 방법이라고 할 수 있다. 국내에서는 관광버스에 적용된 사례가 있다.
■ 업계, “LNG 충전인프라 선 투자” 강조
LNG차량 관련업계에서는 공통적으로 충전인프라 확충의 중요성에 대해 입을 모으고 있다.
현재 LNG자동차 기술은 이미 확보된 상태이며 연료가격 역시 국제 천연가스 가격의 지속적인 하락으로 타 연료대비 가격경쟁력도 확보된 상태다. 충전인프라만이 남은 숙제라고 평가할 수 있다.
LNG충전소를 확충할 경우 차후 수소충전소와의 연계도 고려해볼 수 있다. 현재 수소제조원의 48%가 천연가스를 추출해 제조하는 수소들이며 현재 수소생산 기술력을 감안했을 때 당분간은 천연가스가 수소원료로 활용될 것으로 분석되기 때문이다.
또한 LNG차량 튜닝에 대한 지원도 필요하다고 강조하고 있다. 부산항 LNG야드트랙터 보급사업처럼 국가차원에서 차량 초기 구매비용을 지원해 LNG트럭 보급을 장려해야 한다는 것이다. 현재 정부의 LNG차에 대한 지원금은 전혀 없는 상태로 관련업계에서는 적극적인 지원정책이 필요하다고 역설하고 있다.