원자로조종사 면허시험 실시

21세기의 국제 상황은 각 국가들의 과학기술과 그 경제력을 바탕으로 새로운 질서로 형성될 것이며, 국가간의 치열한 경쟁분야가 에너지, 식량 그리고 환경문제로 귀착될 것이라는 것이 지배적인 견해이다.

에너지와 환경 문제는 인류생활과 연관되어 각기 매우 중요한 관심사인 반면에 또한 상호 밀접한 상관관계를 이루고 있다.

에너지사용이 증가하여 환경분야에 공해문제가 더욱 심각하게 되면, 각 경제활동 및 국가경쟁력은 에너지사용에 대한 규제나 그에 수반되어 증가되는 비용에 의해서 상당한 영향을 받게 될 것이다.

예로서 현재 지구상에 차량수가 대략 7억대에 육박하므로 배기가스에 의한 황산화물, 질소산화물 특히, 호홉기 장애의 원인이되는 매연은 우리생활에 밀접한 위해요소로 대두되고 있다.

또한 CO2 배출도 지구 온난화 기여물질로 화석연료, 특히 저급 액체연료의 무방비적인 사용은 더 이상 인류의 발전을 위해 유익한 연료가 될수없음을 인식해야한다.

이러한 현실에서 하나뿐인 지구의 환경을 보전하고 개선하기위한 노력은 새천년을 맞이한 우리가 최우선적으로 해결해야할 과제가 되어야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 청정연료의 이용확대는 필연적인 요구이며 수송분야에 대한 현실적인 대안은 저공해 자동차로 알려진 천연가스자동차의 보급이라고 판단된다. 따라서 에너지 환경문제 해결을 위해서도 천연가스를 이용한 저공해 수송기술은 향후 새천년에 우리가 선택이 아닌 필수적인 핵심 정책으로 추진해야할 것이다.

천연가스 자동차의 종류

연료 저장방식에의한 구분

천연가스의 연료저장 방법에 따라 압축천연가스(CNG) 자동차, 액화천연가스(LNG) 자동차, 흡착천연가스(ANG) 자동차로 구분된다.

CNG 자동차는 고압연료용기에 천연가스를 200기압정도 압축하여 저장하는 방법으로 대부분의 자동차가 이방법을 사용하고 있다.

LNG 자동차의 경우는 액화상태의 연료를 초저온 단열용기에 저장하여 엔진에 공급시 기화기를 통해 공급하는 방법으로 연료저장 능력을 CNG에 비해 3배이상 증가시킬수 있는 방법이다.

장거리 수송용이나 대형화물차의 경우 LNG연료를 사용함으로서 일충전 거리를 증가시킬 수 있다.

ANG 자동차의 경우는 연료저장용기에 가스흡착재를 충진하여 가스저장 능력을 2배이상 향상시키는 방법으로 일본에서는 실용화단계의 기술이다.

연료공급 방식에 의한 구분

연료공급 방법에따라 천연가스/가솔린겸용(Bi-Fuel), 천연가스+디젤 혼소(Dual Fuel)와 같은 연료겸용방식과 천연가스 전소(Dedicate) 방법으로 구분된다.

Bi-Fuel 방식은 기존 가솔린 연료공급 라인에 천연가스 공급장치를 추가로 설치하여 필요시 연료를 선택적으로 공급할 수 있는 방법으로 초기 보급기반이 충분하게 구축되지 않은 상태에서는 효과적인 시스템이다.

Dual-Fuel 방식은 디젤엔진에 적용하는 방법으로 연소실의 변경없이 천연가스 연료공급 시스템만을 장착함으로서 쉽게 적용할 수 있는 방법이다. 이러한 방법들은 기존 운행차량에 연료공급장치를 추가로 설치하여 사용하는 간편한 방법이지만 전소엔진의 경우에 비해 성능이 떨어지는 단점이 있다.

국내외 천연가스자동차 보급 현황

세계 천연가스자동차 보급 현황

현재 천연가스 자동차는 전세계적으로 110만대가 정도가 보급되어 있으며 지속적으로 급속하게 증가하는 추세이다.

CNG자동차의 보급 현황을 보면 남미의 아르헨티나가 정부의 강력한 보급정책에 힘입어 42만대 이상으로 가장 많이 보급되어 있으며 유럽과 북미를 비롯하여 오세아니아까지 폭넓게 보급되어 있다.

국내의 경우 시범운영중인 차량은 총 13대로 매우 저조한 수준이다. Table 1에 보급 현황을 보여준다.

국내 보급 계획

국내의 천연가스 자동차보급은 충전소, 천연가스 차량등 보급기반이 충분히 구축되지 않은 상황에서 심각한 대도시의 대기오염을 개선기위해 주행노선이 일정한 시내버스를 중심으로 보급하고자하는 것이 환경부의 전략이며 이러한 접근은 초기투자여건이 열악한 현실에서 매우 효과적인 방법으로 판단된다.

한국가스공사에서 ’91년부터 천연가스자동차 보급을 위해 추진해온 기술개발 노력과 자동차 제작사의 기술개발 투자 및 정부의 보급정책이 맞물려 금년부터 본격적인 보급이 가시화될 전망이다. 최근 서울시를 비롯한 광역시 및 지자체에서 지역주민과 환경단체의 참여하에 보급노력이 활발히 진행되고 있어 지방자치 중심으로 21세기의 환경우선 정책에 수송분야의 변화가 일어날것으로 기대된다.

현재 정부의 정책 의지에 따라 천연가스버스 보급이 가시화되고 있지만 안정된 시장을 확보하고 본격적인 CNG자동차 시대를 맞이하기 위해서는 관련업체가 앞장서서 장기적인 추진전략을 수립하여 CNG자동차의 경쟁력을 키워나가는 것이 필요하다.

Table 2는 환경부에서 발표한 천연가스버스 보급계획으로 2007년까지 광역시의 시내버스를 전량 대체한다는 계획이다.

기술개발 현황

천연가스버스가 운행되기 위해서는 천연가스 버스, 충전시스템, 고압 연료용기등 기술적 문제와 운영하기위한 제도적인 문제가 선행되어야 한다.

이제 보급기반은 기술적 종속단계를 벗어나 자체 국산화가 상당부분 진행됨으로서 기술자립과 함께 경제적인 효과를 앞당길 수 있는 단계에 와 있다고 본다.

국내 천연가스 도입초기에 천연가스자동차에 대한 타당성 조사를 하던 시기를 돌이켜 볼때 이젠 관련기술의 상당부분이 국산화 또는 기술자립이 됨으로서 천연가스자동차는 유년기를 지나 왕성한 에너지를 품은 어였한 청년기가 아닌가 싶다.



보급기반 구축을위한 기술개발 현황

천연가스버스는 ’91년부터 G-7 사업으로 7년간 자동차 제작사가 디젤버스 제작기술을 바탕으로 천연가스 연료를 사용할수 있는 엔진을 개발하고 차량에 접목시킴으로써 ’98년부터 시범운행에 투입하여 성능을 인정받았으며 국내 수요뿐아니라 외국에 수출하는 수준이다.

천연가스는 고옥탄가로서 엔진적용시 디젤엔진과 동등한 성능을 갖는 것으로 평가되고 있으며 정지, 기동횟수가 빈번한 시내버스의 경우 출발초기의 매연 배출을 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. 국내의 개발된 버스의 제원은 Table 3과 같다.

한편 고압연료용기는 250기압의 천연가스를 저장하는 용기로서 자동차 가격상승의 주요인으로 국산화가 필요한 부품이다.

’94년 한국가스공사와 한국화이버가 공동으로 개발하여 국산화가 완료된 상태로 알루미늄 복합용기이다.

’00년에는 강재라이너를 이용한 복합용기를 개발중에 있으며 이것이 성공할 경우 압력저장용기의 단가가 낮아짐으로써 천연가스 자동차의 보급이 촉진될것으로 전망된다.

천연가스를 압축하기위한 충전시스템의 경우 기반구축의 가장 큰 애로사항이며 초기 구입비용이 높아 개발의 필요성이 높은 기기로서 ’99년 한국가스공사와 효성중공업이 산업자원부의 지원사업으로 개발 완료하여 천연가스자동차 보급을 촉진할 수 있는 여건을 마련함으로써 자동차, 연료용기와 함께 필수적인 핵심기술이 국산화된 상태이다.

이로서 국내의 천연가스자동차를 보급하기 위한 기술개발은 앞으로 국내의 시장변화에 적절하게 대응할 수 있는 준비가 되었으며 사업초기 무방비 상황에서 발생할 수 있는 외국기술 종속에 얽매이지 않고 막대한 수입대체효과를 기대할 수 있을것으로 본다.

제도개선 현황

현재 국내에서 고압 충전시스템에 대한 설치기준이 제정 운영되고있으며 고압가스 안전관리법에 기술 기준이 명시되어 있다. 가장 관심으로 대두되고있는 안전거리 문제는 버스차고지 주변이 도심화 현상으로 대부분 주택가 및 상업지역으로 개발되어 충전시설을 설치하기가 곤란한 여건으로 현실과 많은 차이를 보이고 있으나 외국의 설치사례 및 천연가스에 대한 물성 및 안전성에대한 자료를 근거로 사업소 경계까지 10m, 방호벽을 설치하는 경우 5m를 이격시키는 안이 협의되고 있다.



5. 시범운행 결과

시내버스 시범운행 결과

천연가스버스의 보급을 위해 환경부와 가스공사가 공동으로 ’98년부터 1년간 시범운행 사업을 추진하였으며 자동차 제작사, 지역 도시가스사, 시내버스 사업자의 적극적인 참여로 인천지역 2대(삼환교통), 안산지역 2대(경원여객, 가스공사 업무용)를 투입하여 추진하였다. 시범운행을 통해 보급시 발생될 수 있는 문제점을 파악하고 경유와 천연가스와의 경제성등을 분석하기위한 데이터를 수집하였다.

시범운행 기간중 Table 4에 보인바와 같이 총 429,000km를 주행하였으며 특별한 문제점없이 주행성능, 연비, 안전성등이 확인되었고 경유버스와 비교할 때 연료비가 7백만원/년 정도 경제성이 있는 것으로 분석되었다. 그러나 충전시간의 과다, 일회 충전당 주행거리가 짧다는 문제점이 지적되었으며 이를 해결하기 위한 기술개발이 시급한 것으로 나타났다.

환경개선 효과

천연가스의 청정 연료특성으로 천연가스버스의 경우 경유버스에서 발생되는 오염물질을 대폭 저감시키는 효과를 가져온다.

시범운행 결과에서 Table 5에 보는바와 같이 배가스 저감측면에서는 매우 우수한 것으로 나타났다.

1,500대 경유버스를 천연가스버스로 전환할 경우 2만톤/년의 CO2가 저감되는 효과가 있으며 천연가스는 환경친화형 연료로 21세기에 수송분야의 새 에너지원으로서 기대되고 있다.

현안문제 및 대응방안

천연가스 자동차의 보급 확대를 위해서는 관련사업자가 스스로 선택할수있는 보급환경을 만들고 자발적인 참여에의해 확대되어야 하지만 초기 도입단계에서는 모든 문제를 해결하고 넘어가기는 어렵다.

특히 충전시간 단축문제, 천연가스 공급시설 구축문제, 천연가스버스의 원활한 운행등이 현안으로 대두되고 있으며 충전시간을 단축하기 위해 대형 충전시설을 설치하고 충전시간을 단축하는 기술개발이 시급한 실정이다.

최근 충전시간을 단축하는 방안의 하나로 충전노즐의 크기를 키움으로써 충전시간을 단축할수 있도록 가스 안전기준 심의회에서 검토된 바 있으며 승용차용 소용량 노즐뿐아니라 버스용 대용량 노즐을 사용할 수 있는 기준이 산업자원부의 고시기준에 반영될 전망이다.

공동천연가스 공급시설문제는 서울, 부산, 경기를 제외한 지자체가 공동 배차제를 운영하고있어 충전시설을 거점별로 설치 운영할 경우 충전의 불편을 최소화 할수있을것으로 보여진다. 또한 차고지가 아닌 지역에 충전소를 설치할 경우 공차거리의 증가등 불편이 따르겠지만 충전소가 활성화될때까지 관련업계의 적극적인 이해와 동참이 요구된다.

이밖에 주유소에 충전소를 병설하는 문제가 제기되고 있으나 도입초기에 안전을 최우선으로 고려해야하는 입장에서는 충분한 검토를 거쳐 결정되어야 할것으로 보며 천연가스버스가 활성화 되어있는 미국, 호주, 일본등에서는 주유소와 병행 설치를 허용하고있어 우리나라도 충전소가 보편화되고 안전성에 대한 국민의 이해와 공감대가 형성되면 이러한 문제점도 자연스럽게 해소될수 있을것으로 기대된다.



결언

이제 천연가스자동차의 보급 성패는 정부의 확고한 의지와 지방자치단체 그리고 관련 사업자의 보급노력에 달려있다고 본다.

하나뿐인 지구, 내 후손에게 물려줄 이땅을 깨끗하고 쾌적한 환경을 만들기 위해 더 이상 시커먼 연기와 퀘퀘한 냄새를 내뿜는 흉물 자동차가 아니라 환경 친화적인 저공해 자동차의 보급이 새천년에 우리에게 주어진 사명인 것이다.

이제 천연가스버스 보급은 시작에 불과하며 장차 이 사업이 나와 내 이웃, 그리고 우리 후손을 위해 반드시 해야할 일이며 또한 우리가 아니면 아무도 할수없다는 사명감으로 눈앞의 이익보다는 미래를 내다보는 혜안을 가질 때 참다운 이익을 공유할수 있다고 본다.

새로운 천년에는 우리가 사는 도시의 공기가 맑아지고 깨끗한 도시환경을 가꾸기위해 천연가스버스가 도심을 달릴 수 있도록 천연가스버스 보급사업은 2000년에 수송분야의 관계자들이 책임져야할 역할이 아닌가 싶다.