유로 6(EURO 6) 이후의 배기규제를 만족시킬 수 있는 수소-천연가스 혼합연료(HCNG) 엔진(사진)이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.
'유로 6'는, 유럽연합(EU)이 도입한 경유차 배기가스 규제단계의 명칭으로 규제를 만족하지 못하는 자동차는 판매가 불가능하다. 1992년 유로 1에서 출발해 2014년 유로 6까지 지속적으로 강화되어왔고, 우리나라도 2014년부터 국내 신차에 적용되고 있다.
한국기계연구원(이하 기계연) 김창기 박사팀은, 수소의 우수한 연소특성과 청정성을 바탕으로 친환경적이면서도 고연비를 갖춘 HCNG 엔진을 개발하기 위해 고유량 배기가스 재순환장치 기술, 연료공급 및 제어기술, 배기후 처리 기술을 적용했다.
특히 HCNG 엔진에 적합한 고유량 배기가스 재순환 기술을 전 운전영역에 걸쳐 최적화하여 내구성과 연비를 더욱 개선했다.
실제로 이번에 개발된 HCNG 엔진은, 출력성능만으로 기존의 천연가스 시내버스 대비 이산화탄소를 18% 더 적게 배출하고 연비성능은 8%가 향상됐다.
특히 모든 유해배기물질을 현재 유로 6 배기규제의 1/3 수준으로 저감시켜 2020년부터 적용될 유로 7의 배기규제도 무난하게 만족시킬 것으로 예상된다.
미국, 독일, 프랑스, 노르웨이 등 해외 선진국들도 HCNG 연료가 수소시대를 이끌 수 있는 가장 효과적인 연료임을 인식하고 2000년대부터 HCNG 엔진을 개발하고 있지만 유로 6 배기규제를 만족하는 엔진을 아직 개발하지 못했다.
이번 성과는 미래 수소시대를 앞당길 수 있는 기폭제가 될 전망이다.
무한에너지원인 수소를 연료로 사용하는 수소시대는 수소 충전 인프라 구축이 해결되어야만 가능하다.
이번에 개발된 HCNG 엔진은 기존의 천연가스 엔진과 호환이 가능해 천연가스 버스를 HCNG 버스로 쉽게 변경, 시내버스로 활용할 수 있다.
HCNG 버스의 보급이 늘어나 수소에 대한 수요가 증가하면 수소 충전 인프라 구축도 수월해질 전망이다.
이에 따라 미래 수소시대를 이끌 수 있는 HCNG 버스 상용화에 가장 중요한 기술이 확보됐고, 현재 2대의 시내버스에 탑재되어 울산과 인천에서 각각 시험 운행 중이다.
연구책임자인 김창기 박사는 “이번 연구는 HCNG 버스 상용화의 기반을 마련한 것에 의의가 있다”며 “충전 인프라가 구축된다는 전제 하에 HCNG 버스는 기술적으로 3년 내에 실용화될 수 있으며, 해외 선진국에도 국내기술의 HCNG 엔진이 수출되기를 희망한다”고 밝혔다.