전문가칼럼
친환경 시대에 경유차 필수장치가 된 매연 여과장치 DPF
  • 2022.10.24
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김 필수 (김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수)

 

최근 전기차의 득세가 심상치가 않다. 전기차의 보급이 빠르게 이뤄지며 내연기관차의 수명도 더욱 짧아지고 있는 추세라고 할 수 있다. 요즘 대두되는 이슈인 지구 온난화 등의 환경적 문제를 고려하면, 이는 지구의 생존과 직결된 만큼 무공해차의 보급은 필연적이다. 이에 따라 전기차의 보급이 기하급수적으로 증가하는 추세를 보이지만 빠른 보급에 따른 각종 부작용으로 템포조절이 필요하다는 언급도 자주 나온다. 따라서 아직은 주력모델로서 내연기관차가 차지하는 역할이 크다는 언급이 힘을 얻고 있다. 수년 후 주력 모델이 전기차 등으로 가는 것은 분명하지만 내연 기관차의 역할이 아직은 상당 기간 동안 핵심적인 역할을 한다는 뜻이다. 더욱이 내연기관차가 글로벌 시장의 이동수단으로 대부분을 차지하고 있어서 이후에도 상당 기간 동안 관리적인 측면도 자동차 산업에서 중요한 역할을 하게 될 것이다.

 

디젤차의 역할과 위치

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내연 기관차 중 디젤차는 유럽을 중심으로 중요한 역할을 지속하여 왔다. 우리나라도 10여년 전에 디젤차가 가솔린차 대비 더 적은 이산화탄소를 배출한다하여 친환경차의 한 종류로 간주하고 보급한 측면도 강했다. 디젤기관은 저속 고토크 특성으로 인류가 제작한 기계 장치 중 가장 뛰어난 장치 중 하나이다. 배출가스 문제만 제외하면 가장 확실한 에너지 장치로서 중요한 역할을 수행하고 있다는 뜻이다. 우리 정부 등 선진 국가에서 디젤차 퇴출이 많아지고 있고 규제도 강화되고 있으나 대형트럭, 트레일러, 건설기계 등 아직은 디젤기관을 대신할 수 있는 대체장치가 없는 상황이다. 물론 일선 시장에서 전기차 등이 득세를 하기 시작했으나 자동차 선택에 있어서 보수적인 측면이 강한 것을 고려하면 아직은 디젤차량을 선호하는 소비자가 많다는 것을 부인할 수 없다.

 

디젤차의 배출가스 문제를 해결해주는 DPF장치

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디젤차는 연비나 출력 등 특유의 장점이 뛰어나지만 역시 배출가스 문제로 인하여 규제가 거세다. 그래서 장착한 의무장치가 바로 매연을 걸러주는 매연여과장치(DPF)와 미세먼지의 원인물질인 질소산화물을 걸러주는 선택적 촉매환원(SCR) 장치이다. 특히 DPF는 Diesel Particulate Filter의 약자로 매연을 여과시키는 제 1종 저감장치이다. 인체 및 환경에 악영향을 주는 엔진의 찌꺼기 중의 하나인 매연 알갱이를 DPF 장치 내의 아주 작은 구멍으로 모아서 높은 열로 태우는 방법으로 매연을 여과시킨다. DPF의 소재는 세라믹이나 소결금속 등 고가 재료로 되어 있으며, 매연이 쌓여서 걸러주지 못하면 차량에 문제가 발생하는 만큼 높은 열을 이용하여 다시 활성화시키는 작업이 필요하다고 할 수 있다. 이 과정을 '재생'이라 한다. 이렇게 매연이 쌓여서 제대로 여과가 되지 못하면 차량 출력이나 연비가 나빠지는 만큼 부지런하게 활성화시키는 것이 중요하다고 할 수 있다. DPF는 그냥 장착만하여 사용하는 것이 아니라 1년을 사용했거나 약 10만Km 운행 후에는 재생과정을 통하여 새 것과 같이 사용하는 것이 필요하다.

 

DPF 구조와 관리의 필요성

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아마 내연기관차 종식과정 중 가장 먼저 퇴출되는 차종이 디젤차라고 할 수 있을 만큼 최근 글로벌 제작사들의 새로운 디젤차 생산을 중단하는 사례가 늘고 있다. 디젤차를 운행하는 소유자들에게도 불편을 가중시켜 5등급 차량은 도심지 진입을 못하게 하거나 환경개선부담금 등 부담을 늘리게 하는 상황이다. 여기에 최근에는 유가 정책도 달리하여 가솔린보다 리터당 약 100원 이상 고가로 디젤유를 책정하여 부담을 늘리게 하고 있다. 불편함을 많게 하여 퇴출 속도를 높인다는 전략이다. 그러나 연비 좋고 힘도 좋은 디젤차를 선호하는 소비자들이 아직 많고, 고장도 적은 만큼 애호도가 높다. 따라서 관리적인 측면에서 디젤차의 DPF의 관리는 더욱 중요한 과정이 되었다고 할 수 있다. 

 

일각에서는 디젤차에 애프터마켓용으로 DPF를 장착하면 연비와 출력 등이 떨어진다고 하여 장착을 꺼려하거나 장착 후 구멍을 내거나 제거하는 편법을 쓰는 경우도 있다. 그러나 이는 환경적인 측면에서도 큰 문제가 되는 것은 물론 형사적인 처벌조항도 강화된 만큼 절대로 하면 안되는 행위이다. 노후화된 디젤차에 DPF를 장착하면 출력과 연비가 떨어진다는 일각의 목소리가 있다. DPF가 내연기관 중 배출 과정에 장착되다 보니 어느 정도는 출력과 연비에 영향을 준다고도 할 수 있다. 그러나 우선 운전자로서 환경 보호의 측면에서 책임감을 가져야 하고, 또 이후 관리만 잘한다면 큰 문제가 되지 않는다는 것이다. 그 만큼 장착 의지와 올바른 관리가 중요하다. 엔진오일 교체와 같이 DPF필터도 주기적인 청소가 필요하다. 또한 필터에 황, 인과 같은 물질이 쌓여 성능을 저하시키지 않도록 이런 물질이 낮게 함유된 DPF 전용 엔진오일을 사용하는 것도 도움이 된다.

 

특수 영역에서의 DPF 필요성

향후 디젤차의 DPF는 일반 디젤차가 아닌 앞서 언급한 특수 영역에 더욱 필요할 것으로 판단된다. 디젤을 연료로 사용하는 트럭과 장거리 트레일러, 그리고 중장비라 일컫는 건설기계 들이 그에 해당된다. 이러한 장비는 결국 수소연료전지 스택을 활용한 시스템으로 전환되기 전까지는 지속적으로 사용된다는 것이다. 물론 시간이 많이 필요하고 최근 일부에서는 건설기계 중 소형 기계에 배터리를 활용한 전기 기계가 출시되고 있으나 기술적 한계 등으로 역시 아직 상용화에는 시간이 많이 필요하다고 할 수 있다. 아직 이 영역 등은 디젤차가 필요하고 DPF 장착도 유용하다는 것이다. 

 

친환경 시대에서의 DPF 필요성

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친환경 시대가 점차 강화되고 있는 요즘 디젤차도 함께 존재하는 유용한 이동수단이다. 즉 디젤차의 친환경을 이끄는 핵심적인 장치 중의 하나가 바로 DPF라 할 수 있는 것이다. 올바른 DPF의 사용과 인식으로 환경이라는 숙제를 확실히 수행할 것으로 확신한다. 친환경시대로의 도약을 위해 당장 우리가 항상 사용하는 디젤 차량의 DPF부터 제대로 관리하는 자세가 더욱 중요하다.

 
 
 
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