[김필수 칼럼] 가솔린차·디젤차의 핸디캡..과연 효율성 높일 수 있는 방안은?

전기차의 보급이 활성화되고 있고 더욱 기하급수적으로 증가하고 있으나 아직은 내연기관차가 주된 역할을 하고 있는 실정이다. 국내 등록대수 2,600만대 중 약 2,000만대 이상이 아직 내연기관차이고 순수 전기차는 작년 말 누적대수 약 40만대, 올해는 27만대 정도가 보급되어 누적대수 67만대가 된다. 아직 전체 대수 대비 멀었다는 뜻이다. 그 만큼 아직은 내연기관차가 주요 역할이고 탄소중립을 위하여 내연기관차의 효율화를 위하여 지속적으로 노력하여야 한다는 뜻이다.

특히 대형급인 상용 트럭이나 트레일러, 건설기계 등은 현재의 디젤엔진을 대신할 수 있는 기술이 한계가 커서 전기차로 하기에는 무리가 많다고 할 수 있다. 차체가 큰 만큼 배터리 용량이 기하급수적으로 커져서 매우 비효율적이라는 것이다. 그래서 이러한 대용량 이동수단의 경우 내연기관이 더 오래 간다는 뜻이다.

현재 정부에서 전기차 등 무공해차의 보급에 전력을 기울이고 있는 부분은 당연하다고 할 수 있으나 동시에 대다수를 차지하는 내연기관차와 하이브리드차 등의 효율화가 무엇보다 중요하다는 것을 주지했으면 한다는 것이다.

우리나라는 전체 에너지의 97%를 수입하는 국가이면서도 에너지 절약이나 효율화에 대한 부분은 매우 취약하다는 것이다. 자동차의 경우에도 3급 운전, 즉 급출발, 급가속, 급정지가 몸에 배어 있고 에코드라이브 같은 친환경 경제운전은 그리 중요하게 생각하지 않는다는 문제점을 안고 있다고 할 수 있다.

지금도 국내 2,000여만 대 이상의 내연기관차에 대한 관심을 높인다면 우리가 항상 고민하는 탄소중립 실현은 물론 미래 전기차 등으로 교체되는 과정에서의 과도기를 충분히 이어갈 수 있는 기회를 만든다는 측면에서 중요한 의미를 가지고 있다고 할 수 있다.

정부가 내연기관차에 대한 관심을 가져야 한다는 뜻이기도 하다. 물론 내연기관차는 2030년이면 판매가 거의 금지되고 사용할 수 있는 기간도 2040년이면 수명을 다한다고 할 수 있다. 분명히 과도기적 모델이지만 약 10년 이상은 매우 중요한 대상이라는 뜻이다. 대용량 상용 모델은 더 오래 간다는 뜻이다.

내연기관차의 효율화 및 친환경적인 장치는 자동차 애프터마켓용으로 다양한 장치가 있다고 할 수 있다. 방법은 엔진을 중심으로 어떠한 방법으로 연료를 고연비로 하고 효율화시키는 가가 중요하다고 할 수 있다. 유입되는 공기나 연료를 효율화시키는 방법도 있고 냉각수와 첨가제를 통하여 활성화하는 방법도 있다.

물론 엔진오일 첨가제도 큰 효과를 나타낼 수도 있다. 동시에 배기가스를 제어하여 개선시키는 방법도 있다. 특히 배기후 처리장치라고 하여 DPF같은 매연저감장치 등 국가 차원에서 보조금을 주면서 노후화된 디젤차를 의무적으로 장착시키기도 하는 상태라고 할 수 있다.

이러한 각종 장치를 활용하여 연료 효율화와 배기가스 개선을 도출하는 방법이 있으나 모두가 우리가 생각하는 이상적인 개선은 쉽지 않다는 것이다. 만약 쉽게 개선할 수 있다면 자동차 제작사에서 미리부터 개선할 수 있는 만큼 일반적으로 용이하게 개선할 수 있는 경우는 매우 적다고 할 수 있다. 엔진의 연소상태를 개선하면 고연비와 배기가스 개선이 가능하나 장치의 완성도에 따라 크게 차이가 나는 만큼 단 수% 이상도 용이하지 않다고 할 수 있다.

연료첨가제는 분명히 효과는 있다고 할 수 있다. 노후화가 심한 중고차의 경우는 더욱 효과가 있어서 엔진의 실린더나 피스톤 부위, 흡배기 밸브 등 여러 엔진 내부 부위의 카본을 제거하여 전체적인 개선을 이끌어낸다는 것이다. 일종의 동맥경화 개선과 같이 각종 찌꺼기를 제거하면 모든 것이 개선되는 것과 마찬가지라고 할 수 있다. 당연히 덩달아 연비개선과 배기가스 개선도 이루어진다고 할 수 있다.

물론 차종이나 차령, 사용빈도 등에 따라 크게 다르다고 할 수 있다. 연료를 개선시키는 방법도 있다고 할 수 있다. 예전 '빠삐 자기방'이라고 하여 근육통이나 부자연스러운 부위에 붙이면 혈류가 개선되는 경우와 같이 자동차 연료 라인 주변에 강력한 자석 등을 배치하여 연료 효율화를 기하는 방법이라 할 수 있다. 자력이 미치는 자석의 세기나 위치 등이 크게 좌우한다고 할 수 있다.

실제로 필자를 찾아온 S대 의대 교수는 인체의 혈류에 미치는 영향을 주된 연구테마로 하다가 자신이 좋아하는 자동차의 연료에 적용하여 효과는 가진 장치를 개발하게 된 사례라 할 수 있다. 정부 공공기관에서 시험 의뢰하여 수 %의 개선 결과도 도출하였으나 우리와 같이 3급 운전이 몸에 배어 있고 오차를 제거하면 그리 크지 않는 개선결과라 할 수 있어서 결국 포기한 사례라 할 수 있었다.

확실한 부분은 효과가 있었다는 것이고 미국 등 직장과 주거지가 먼 장거리 운전의 경우는 상당한 효과가 기대되었다고 할 수 있었다. 그러나 결국 상품화라는 높은 벽에 상용화는 되지 못한 사례라 할 수 있다.

냉각수도 효과는 상당하다고 할 수 있다. 냉각수는 엔진에서 발생하는 열을 제어하여 가장 좋은 환경조건을 만들어주는 기능을 지니고 있다고 할 수 있다. 그러나 냉각수는 과반을 부동액을 넣어서 사용하는 관계로 온도 등 엔진에 최적의 상태를 만들어주는데 한계가 있다고 할 수 있다.

냉각수 첨가제는 물과 가까운 상태를 유지하여야 온도 등을 가장 최적으로 유지하여 엔진의 연소효율을 높여준다고 할 수 있다. 실제 효과는 연비개선보다는 배기가스 개선에 탁월한 의미가 있다고 할 수 있다. 판매되는 제품도 있으나 소비자가 고연비에 큰 관심을 가지고 있고 환경개선은 그리 관심이 없는 만큼 판매제품으로는 한계가 있다고 할 수 있다.

최근 가장 큰 관심을 가지고 있는 제품은 바로 흡입공기를 제어하는 방법이라 할 수 있다. 우리가 알고 있는 대표적인 장치로 엔진에 공기를 압축 냉각시키는 터보차저가 바로 그것이라 할 수 있다. 마찬가지로 흡입공기를 압출 냉각은 아니어도 엔진에 유입되는 공기를 자연흡기 상테에서 유입되는 흐름을 가장 효율적으로 제어하면 확실하게 연소효율이 개선되어 고연비와 배기가스 개선을 이룰 수 있다는 것이다.

유사한 장치가 ‘트위스터’나 ‘토네이도’ 같은 흡기 매니폴드 위치에 바람을 회오리 칠 수 있게 조성하는 날개가 부착된 정치라 할 수 있다. 약 15년 전 유사한 장치가 처음 개발, 판매되어 인기를 끌었으나 당시 모 방송국에서 고연비로 이유로 ‘소비자를 유혹하는 효과 없는 장치들’ 이라는 명목으로 방송에 휩싸이면서 심각한 타격을 받은 제품이라 할 수 있다.

실제로 효과가 있음에도 불구하고 잘못된 방송에 다른 제품과 휩쓸리면서 심각한 타격을 받았다고 할 수 있다. 언론중재위원회 등 승소했지만 방송에는 수개월 후 사과자막이 나가고 회사 제품은 망하여 잘못된 방송이 얼마나 심각한 영향을 미치는 사례라 할 수 있었다.

현재 관련하여 유사한 장치가 수십 가지가 범람하고 있다. 상기한 각종 내연기관 효율화 장치 증 가장 효과적이고 결과도 좋은 만큼 관련 장치가 많다고 할 수 있다. 그러나 소비자 입장에서는 가격도 고가이고 종류도 많은 만큼 잘 가려서 사용해야 한다는 것이다.

내부 공기 흡입통로에 장치를 장착하는 만큼 날개 각도가 잘못 설계 되었거나 흡입되는 공기와 함께 날개가 돌아가는 제품, 흡입되는 날개 단면이 두꺼워 도리어 공기의 흐름을 방해하는 제품, 심지어 고정이 잘못되어 날개가 부러져 딸려 들어가거나, 제품 자체가 빠른 공기 흐름에 빠져 나가면서 엔진 자체가 심각하게 망가지기도 한다는 것이다. 효과는 큰 방법이나 제품의 선택을 잘 하라는 것이다. 소비자 현혹도 많은 만큼 잘 선택해야 차량 자체도 망치지 않고 효과도 높다.

최근 최고의 날개 각도와 단단한 재질은 물론 입구의 단면 두께 등이 최소화되고 날개가 고정된 최상위 제품이 시장에 나오면서 바람을 일으키고 있다. 이 제품은 흡기 부분과 더불어 배기 부분까지 함께 장착하여 효과를 극대화하는 방법으로 효율을 배가시킨다고 할 수 있다. 우리 몸도 잘 먹어야 하지만 잘 배출해야 건강이 유지되는 것과 마찬가지로 엔진의 경우도 흡기와 배기를 함께 관리하면 더욱 효과는 배가될 수 있다는 점이다.

심지어 상기한 제품 대부분이 공공기관 등의 공인시험을 거친 제품이 없는 상황에서 이 제품은 해외 공공기관의 인증서까지 첨부하여 효과가 유일하게 검증되어 있다는 특징이 있다고 할 수 있다. 믿고 장착할 수 있는 제품이라는 뜻이다.

공공기관 시험 인증은 비용이나 기간 등이 까다로워 중소기업이 접근하기 어려운 과정이어서 더욱 의미가 크다고 할 수 있다. 실제 결과도 연비나 배기가스 개선 등이 탁월하여 더욱 신뢰성이 높은 제품이라 할 수 있다. 승용차보다는 대형 트럭 등에 더욱 효과적이어서 상용 트럭 일선에서 인기를 매우 높은 상황이다. 더욱이 대형 트럭의 경우 연비는 바로 수입원으로 이어지는 만큼 입소문이 무서운 분야라고 할 수 있어서 더욱 의미가 있는 제품이라 할 수 있다.

정부도 앞서 언급한 바와 같이 내연기관차의 효율을 개선할 수 있는 제품을 제대로 선별하고 보조금 지원방법을 찾아서 실질적인 탄소개선 효과를 극대화할 수 있는 방법을 찾아야 한다는 것이다. 국내 2,000만대가 넘는 내연기관차의 관심이 더욱 중요한 시점이다. 정부와 지자체의 지원과 시장에서 입증된 제품이 더욱 활성화되기를 바란다.