매연여과장치 부착사업 세부추진계획

----------------------------------

환경부 대기보전국 교통공해과 504-9249

1. 자동차공해 현황

<> 대기오염중 자동차 배기가스의 비중

- 전체 대기오염물질중 자동차공해의 비중은 40%, 서울의 경우 80%를

차지

(단위 : %)

===========================================================

자동차      산업       발전     난방 등     기타

-----------------------------------------------------------

전국        40       28.8       14.7        8.8       7.7

서울      80.6        3.0        0.8       15.6         -

===========================================================

o 서울의 연도별 자동차오염 비중 : ('90) 49% --> ('92) 61% -->

('94) 77% --> ('96) 80%

<> 전체 차량중에는 대형 경유차가 주 배출요인

- 서울의 자동차 오염물질중 경유차가 배출하는 오염물질이 57%(전국

70%)

o 특히, 전체 자동차의 3%에 불과한 버스.트럭 등 대형 경유차가 전

체 자동차 오염비중의 43% 차지(전국은 54%)

* 전체 대기오염의 34%

<서울의 차량별 오염비중>

(단위 : 천대, %)

===========================================================

휘발유차  LPG차  중소형 경유차  대형 경유차

-----------------------------------------------------------

차량대수          1,526     71        453            62

차량비율             73      3         21             3

오염기여도           30     12         15            43

===========================================================

주) 대형경유차(서울) : 시내버스 9,800대, 트럭 33,000대, 청

소차 2,000대 등

- 대형 경유차 1대의 오염물질배출량이 승용차의 23배

(단위 : 톤)

===========================================================

승용차  중.소형 경유차  대형 경유차

-----------------------------------------------------------

연간 배출량(배수)       0.10(1)     1.40(14)      2.33(23)

===========================================================

<> 경유차의 주 오염물질은 질소산화물(NOx)과 매연

- 경유차가 전체 자동차 NOx의 82%, 매연의 98% 이상 차지(서울)

o 경유차 1대당 연간 NOx 배출량은 휘발유차의 11배(0.08 : 0.91g/km)

o 매연(미세먼지)은 대부분(62%)이 대형 경유차에서 발생

- 휘발유차는 주로 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)을

배출(매연물질은 없음)

<서울의 차종별 자동차오염물질 배출비중>

(단위 : 천대, 천톤, %)

===========================================================

등록대수 오염물질량    NOx     PM     HC     CO

-----------------------------------------------------------

휘발유차    1,541       145       16     0.3    16     113

(75)    (42.5)     (18)     (2)  (56)    (56)

경유차        502       196       75      14    13      88

(25)    (57.5)     (82)    (98)  (44)    (44)

===========================================================

주) ( )내는 비중

<> 자동차 공해물질의 환경영향

- NOx는 HC와 광화학반응을 일으켜 오존오염물질을 생성, 인체의 눈.코

등을 자극하고 식물의 성장을 저해('96년 서울 오존주의보 11회 발령)

o 서울의 오존농도는 외국의 주요 도시와 비슷(시간최고치 : ppm) :

서울 0.162, LA 0.29, 뉴욕 0.12(WHO 권고기준 0.08-0.10)

- 미세먼지(PM)는 인체의 호흡기에 쉽게 침투.축적되어 폐렴 등 호흡기

질환의 원인이 되며 시정장애(연무) 현상의 주원인

o 특히 미세먼지가 공기중의 황산염, 질산염과 결합시는 인체에 더욱

심각한 영향 초래('96년 미세먼지 단기 환경기준 초과 : 서울 96회)

o 서울의 경우 외국의 주요 도시보다 심화(연평균, 마이크로그램/입

방미터) : 서울 78, LA 49, 동경 57

* 자동차 공해물질중 오존오염, 스모그현상 및 인체건강 피해의 주

원인인 NOx와 미세먼지가 주된 저감대상 물질

* 특히 서울의 경우 외국의 주요 도시에 비해 미세먼지가 매우 심

각하고 아울러 질소산화물 및 오존농도도 저감되지 않아, NOx,

PM저감에 중점 필요

2. 자동차공해 저감대책 추진상황

<> 휘발유차 오염저감대책(주로 NOx, HC 저감)

- '87년부터 삼원촉매장치를 부착, 선진국 수준의 저공해차로 생산중

o 2000년에 세계에서 가장 엄격한 미국의 규제수준을 충족(NOx : 0.62

--> 0.4('98) --> 0.25(2000)g/km)

- 배출가스 보증기간을 2배로 상향조정

o 5년, 8만km --> 10년, 16만km 시행시기 등을 제작사와 협의중

- 운행차의 NOx를 줄이기 위하여 자동차정기검사를 강화

o 금년 1월부터 공기와 연료의 혼합비율(공기과잉률)을 검사항목에

추가

* 배출가스 기준 불합격률 : 시행전 3% --> 시행후 15%

<> 경유차 오염저감대책(주로 NOx, 매연(미세먼지) 저감)

- 경유차의 제작기준을 2000년초까지 선진국 수준으로 강화

o 미국, 유럽에 40-80% 뒤져 있는 기술을 2000년에 동일 수준으로 향

상

(단위 : g/kwh, %)

===========================================================

버스기준      현재(A)       '98         2000(B)        B/A

-----------------------------------------------------------

NOx         11.0          9.0           6.0          54

PM           0.9          0.5           0.1          11

===========================================================

- 기존 경유의 황성분도 저황수준으로 규제

o '98년부터 황성분을 2배 강화(0.1% --> 0.05%), PM 3-7% 저감 가능

- 매연여과장치 부착 추진과 함께 질소산화물 저감장치의 기술개발 주

력

o G-7프로젝트 등으로 De-NOx, 산화촉매장치 등 기술개발 추진중

* 선진국에서도 2000년 실용화 목표로 추진중

- 장기적인 대책으로 천연가스자동차의 보급도 추진

o 2001년까지 15만대 보급목표로 시범운행과 기반여건 조성

o 자동차 오염물질 총량중 NOx 5.2%, PM 8.4% 저감 가능

* 대형 특수경유차, 충전소 미설치지역, 장거리 운행차에는 적용

곤란

3. 매연여과장치 부착 추진계획

<> 국내 기술개발 동향

- '92년부터 국내 6개 업체가 자체적으로 또는 G-7사업 등에 의하여 개

발 완료하고 일부 회사제품은 공인평가 완료단계임.

=================================================================

'97년 1-8월                      '97

(청소차 기생산중)                 하반기

------------------------- -----------------------------

유공  만도기계 두원정공 창원기화기 선도전기, 금호건설

현대정공

-----------------------------------------------------------------

기술개발    자체  독일기술 독일기술    자체       자체      자체

(촉매)  (버너)   (버너)   (첨가제)  (플라즈마)  (히터)

=================================================================

o 국내에서 개발된 장치가 세계에서 가장 앞선 기술로 평가되고 있음.

<매연여과장치 방식별 특성>

o 여과재(필터)를 사용하는 방식 : 버너, 히터, 촉매 등 대부분

. 경유차의 엔진실에서 불완전연소로 배출된 매연(미세먼지)을 배

기관에 부착된 장치의 여과재(필터)로 걸러서 태우는 장치임.

o 여과재를 사용하지 않는 방식 : 플라즈마

. 고전압 플라즈마(원자핵과 전자가 전리되어 격렬히 움직임)를 발

생시켜 매연입자 및 탄화수소, NOx 등을 직접연소, 분해시키는

장치

<> 장치성능 평가결과(평가기관 : 한국기계연구원)

- 매연은 거의 나오지 않고(1% 이하) 입자상물질도 80%정도 저감효과

o 매연 : 0-1%(35%)

o 입자상물질 : 0.07-0.09(0.9)g/kwh

o CO, HC : 40-70% 감소

o 출력 : 3.5% 감소

* ( )내는 제작차 배출허용기준, OC, HC의 경우 촉매식(유공) 장치

임.

o 출력이 3-5% 떨어지나, 에어컨 가동시의 5.5% 출력저하보다 적은

수준

o 현재 부착 운행중인 서울시 청소차 282대 운행과정에서도 특별한

문제점이 없으며, 금년 4월중 공인평가 신청할 플라즈마방식(현대

정공)은 NOx도 30% 이상 저감 가능

<> '97-2001년 부착 추진계획

- 2001년까지 총 55만 4천대에 부착 목표로 추진(중대형 경유차 86만대

의 65%)

- '97년에는 이미 예산확보된 서울시 청소차 1,650대, 시내버스 2,850

대에 부착

- 서울시의 사업추진 효과를 검토, 전국 지자체의 청소차, 시내버스,

공공기관 및 환경친화기업 등의 중대형 운행차량 중심으로 추진

<'97년 계획>

- 이미 확정된 예산으로 '97년중 서울시 4,500대 부착

o 청소차

. 부착대수 : 1,650대(서울시 보유 청소차의 83%)

. 관련예산 : 82억원(서울시 자체예산)

o 시내버스

. 부착대수 : 2,850대(서울시 시내버스의 33%)

. 관련예산 : 100억원(환경부 50억원, 서울시 50억)

* 청소차는 '97.3.22일 현재 282대 부착

o 시내버스는 장기저리융자 및 환경개선부담금 면제 등을 부착유도

. 장치비 전액(대당 350만원)을 3년거치 7년상환으로 저리 융자

. 환경개선 부담금(연간 사업용은 13만원, 일반용은 34만원) 및

매연단속(과태료 50만원 이하)면제 조치

. 매연차량 상시단속(서울시 10개반 신설)과 운행정지 처분기준

을 강화

- 서울시 부착차량의 효과를 분석, 검토한 후 지역 및 차량 확대

o 청소차는 '97년에 추경예산편성이 예정된 대구, 경기의 1,675대

외에도 각 지자체에 추진 유도

o 시내버스는 서울시의 차량에 최초 적용후 6대 도시 등에 확대

o 경찰청(1,950대) 및 환경부 산하기관 보유차량(1,530대) 등 공공

기관의 차량과 환경친화기업, 100대기업 등에 우선 보급

<'98-2001년 계획>

- '98년부터 단계적으로 신규제작차에도 부착 추진

o 금년중 자동차 제작사 공동으로 실차시험 등 실시, 연차적으로

부착차종 확대

4. 매연여과장치 사업의 타당성 및 비용효과 분석

<매연여과장치 사업추진의 타당성>

<> 단기간 개선효과는 물론 질소산화물의 저감에도 기여

- 2000년초까지 강화된 규제기준은 세계에서 가장 앞선 미국, 유럽의

엔진 및 부품수준과 동일하므로 더욱 강화하기는 곤란

o 경유차의 매연은 불완전 연소시, NOx는 완전연소시 많이 발생하

기 때문에 두 가지 물질을 동시에 감소시키기는 기술적으로 어려

움.

- 제작차 규제기준의 강화는 적용시점에서 6-8년이 지나야 최대 개선

효과가 발생하므로 짧은 시간에 효과 거양이 곤란

o 선진국 수준 차량이 범용화되는 싯점인 2010년에도 경유차 PM의

60%는 전체 경유차의 3%인 대형차에서 배출 예상

- 매연여과장치는 매연의 단기간 개선효과는 물론, 후처리장치이기

때문에 전처리장치인 엔진 및 부품기술을 질소산화물 저감(약 40%)

에 주력 가능

* 국내외 자동차공해 전문가는 매연여과장치가 실용화될 경우, 경

유차 저공해기술은 완전히 다른 방향으로 개편될 것이라는 의견

<> 제작차 규제기준의 선진국 수준으로 강화시에도 매연여과장치의 부

착이 필요

- 2000년대에도 매연여과장치만큼 매연(미세먼지)을 거의 나오지 않

게 줄일 수 있는 기술은 없음.

o 매연의 경우 선진국의 모든 기술을 적용하여도 매연농도를 20%

이하로 저감시키기에는 한계

- 2000년에 선진국 수준의 엔진 사용시에도 매연여과장치는 필요하며,

오히려 매연여과장치를 선진국 수준엔진과 함께 적용시에 현재보다

저감효율과 내구성이 더욱 증대될 전망

<매연여과장치 부착사업의 비용.효과분석)

<> 2001년까지 중대형 경유차 55만 4천대(서울 6만대)에 부착할 경우

소요비용은 1조 4천억원(서울 1,830억원)

- 현대 대당 부착 가격은 중형 250만원, 대형 350만원 수준

o '99년 이후 대량 양산시점에서는 중형 150만원, 대형 200만원까

지 인하 전망

- 장치 부착후 8만km 이상 운행시마다 필터교체비로 40만원(중형)-80

만원(대형) 추가소요

o '99년 이후 양산시 25-40만원까지 인하되고 내구기간도 20만km

이상으로 향상될 것으로 예상

* 플라즈마방식이 실용화될 경우 100만원대에 공급 가능 주장,

필터 불필요

<> 자동차 미세먼지(매연) 총량의 70% 저감 가능(서울 62%)

- '95년 현재 전체 매연 발생량 7만 3천톤중 5만 8천톤을 저감(70%)

o 서울의 경우 약 2만톤중 1만 3천톤을 줄임(62%).

- 미세먼지에 의한 호흡기질환, 폐질환 등 인체피해도 크게 줄임.

o 캘리포니아의 연구결과를 서울의 인용할 경우 자동차 미세먼지로

인한 암 발생인원(25,000명)을 30%로 줄임.

* 오염비중이 높은 경유차 대책중

. 우리나라의 경유차 운행여건상 PM의 절대량 관리가 가능하고

단기간에 효과를 볼 수 있는 매연여과장치 부착사업을 대형 경

유차 위주로 중점 추진 필요

. 동시에 NOx 저감을 위해서는 매연여과장치의 부착과 함께 제작

차 기준강화, De-NOx 촉매 등의 개발로 대응해 나가는 것이 바

람직

. NOx와 PM을 동시에 저감시킬 수 있는 천연가스자동차 보급사업

은 충전소 기반시설을 확충하면서 중장기사업을 추진

.. 금년중 시범운행지역 확대, 차종, 지역 등 협의중

<참고> 세계 주요국가별 자동차 부하량 비교

=================================================================

국토면적   인구    1인당  자동차수  면적(평방  천명당

(천평방  (백만명)   GNP    (천대)  킬로미터)당 자동차

킬로              (US$)             자동차수    수

미터)

-----------------------------------------------------------------

미국          9,810   260.65   25,808  195,469      19.9    749.9

캐나다        9,976    29.25   18,119   17,750      1.78    649.1

독일            358    81.41   22,294   42,878     119.7    526.7

프랑스          547    57.78   21,521   27,532      50.3    476.5

영국            244    57.92   16,405   27,651     113.3    478.0

이탈리아        301    57.19            32,607     108.3    570.2

그리스          132    10.25    7,103    2,649     20.07    260.0

일본            378   125.03   37,027   65,011     171.9    520.0

중국          9,596    1.238      457    6,556      0.68      6.0

태국            513    58.26        -    3,016      5.88     54.0

말레이시아      330   19.239    3,183    2,832       8.6    145.3

필리핀          300   66.543      853    1,557      5.19     23.2

싱가포르       0.62    2.853   23,435      479     772.6    161.0

한국

(전국)         100   44.851   10,000    9,440      94.4    210.4

(서울)       0.605   10.229        -    2,154   3,560.3    210.6

-----------------------------------------------------------------

서울/싱가포르 거의동일 3.6배   -2.3배    4.5배     4.6배    1.3배

한국/미국      -100배   -6배   -2.6배    -21배     4.7배   -3.6배

=================================================================