유로 6 배기규제 만족하는 ‘수소·천연가스 혼합연료 엔진’ 최초 개발 천연가스 버스 대비 이산화탄소 18% 배출 저감, 연비성능 8% 향상 유럽연합(EU)에서 설정한 경유차 배기가스 규제 기준인 유로 6(EURO 6)을 만족하는 수소-천연가스 혼합연료 HCNG이 국내에서 세계 최초로 개발됐다. EU에서 제시한 배기가스 규제 기준을 만족하지 못하는 자동차는 판매가 불가능한 만큼, 연료 개발은 시급한 과제였다. 미래창조과학부 산하 한국기계연구원(이하 기계연)의 그린동력연구실 김창기 박사팀이 개발한 이 NCNG 엔진을 통해 미래 수소시대가 앞당겨질 것으로 기대된다.HCNG는 Hydrogen(수소)의 첫 글자와 CNG(Compressed Natural GAs, 압축천연가스)를 합친 용어로 수소와 천연가스가 혼합된 연료다. 수소의 우수한 연소 특성과 청정성을 토대로 친환경적이면서도 연비가 높은 HCNG 엔진을 개발하기 위해 연구팀은 고유량 배기가스 재순환장치(High EGR) 기술, 연료공급 및 제어기술, 배기후 처리 기술을 적용했다고 밝혔다. 특히 HCNG 엔진에 적합한 고유량 배기가스 재순환 기술을 전 운전영역에 걸쳐 최적화해 내구성과 연비 효율을 높였다.기계연 관계자는 “이번에 개발한 NCNG 엔진은 기존 천연가스 시내버스 대비 이산화탄소 배출량을 18% 감소했고, 연비성능을 8% 향상했다”며 “이는 모든 유해배기물질을 현재 유로 6 배기규제의 1/3 수준으로 저감한 것으로, 2020년부터 적용될 유로 7의 배기규제도 만족시킬 것”이라고 예상했다. 미국, 독일, 프랑스, 노르웨이 등 선진국에서도 NCNG 연료 개발의 중요성을 인식하고 2000년대부터 개발에 박차를 가하고 있지만, 아직 뚜렷한 성과가 없는 상태다. 이에 이번 HCNG 엔진 개발에 대한 관심이 더욱 뜨겁다. 수소를 연료로 사용하는 수소시대는 수소 충전 인프라 구축이 선행돼야 실현될 수 있다. 이번에 개발된 엔진은 기존 천연가스 엔진과도 호환이 가능해 천연가스 버스를 NCNG 버스로 쉽게 변경할 수 있다. 기계연 관계자는 “NCNG 버스 보급 증가로 수소 수요 증대가 도출되면, 수소 충전 인프라 구축도 수월해질 것”이라며 “이는 결국 수소시대를 앞당기는 결과를 가져올 것”이라고 내다봤다. 연구책임자인 김창기 박사도 “이번 연구는 세계 최초로 EURO 6 이후의 배기규제도 만족할 수 있는 HCNG 엔진을 개발, HCNG 버스 상용화의 기반을 마련한 것에 의의가 있다”며 “HCNG 충전 인프라가 구축된다는 전제 하에 HCNG 버스는 기술적으로 3년 내에 실용화될 수 있다. 해외 선진국에도 국내의 HCNG 엔진이 수출되기를 희망한다”고 밝혔다.한편, 이번 연구는 환경부 친환경자동차기술개발사업단 사업을 통해 진행됐다. 김창기 박사팀은 HCNG 엔진 관련 SCI 논문 13건을 포함해 27건의 논문을 게재했으며 특허 9건을 등록, 3건을 출원 중이다.

유로 6 배기규제 만족하는 ‘수소·천연가스 혼합연료 엔진’ 최초 개발

천연가스 버스 대비 이산화탄소 18% 배출 저감, 연비성능 8% 향상

기사입력 2016-03-24 11:10:31

HCNG 엔진을 개발한 김창기 박사, 박철웅 박사, 이성원 선임연구원(좌측부터)

[산업일보]
유럽연합(EU)에서 설정한 경유차 배기가스 규제 기준인 유로 6(EURO 6)을 만족하는 수소-천연가스 혼합연료 HCNG이 국내에서 세계 최초로 개발됐다. EU에서 제시한 배기가스 규제 기준을 만족하지 못하는 자동차는 판매가 불가능한 만큼, 연료 개발은 시급한 과제였다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(이하 기계연)의 그린동력연구실 김창기 박사팀이 개발한 이 NCNG 엔진을 통해 미래 수소시대가 앞당겨질 것으로 기대된다.

HCNG는 Hydrogen(수소)의 첫 글자와 CNG(Compressed Natural GAs, 압축천연가스)를 합친 용어로 수소와 천연가스가 혼합된 연료다. 수소의 우수한 연소 특성과 청정성을 토대로 친환경적이면서도 연비가 높은 HCNG 엔진을 개발하기 위해 연구팀은 고유량 배기가스 재순환장치(High EGR) 기술, 연료공급 및 제어기술, 배기후 처리 기술을 적용했다고 밝혔다. 특히 HCNG 엔진에 적합한 고유량 배기가스 재순환 기술을 전 운전영역에 걸쳐 최적화해 내구성과 연비 효율을 높였다.

기계연 관계자는 “이번에 개발한 NCNG 엔진은 기존 천연가스 시내버스 대비 이산화탄소 배출량을 18% 감소했고, 연비성능을 8% 향상했다”며 “이는 모든 유해배기물질을 현재 유로 6 배기규제의 1/3 수준으로 저감한 것으로, 2020년부터 적용될 유로 7의 배기규제도 만족시킬 것”이라고 예상했다.

미국, 독일, 프랑스, 노르웨이 등 선진국에서도 NCNG 연료 개발의 중요성을 인식하고 2000년대부터 개발에 박차를 가하고 있지만, 아직 뚜렷한 성과가 없는 상태다. 이에 이번 HCNG 엔진 개발에 대한 관심이 더욱 뜨겁다.

수소를 연료로 사용하는 수소시대는 수소 충전 인프라 구축이 선행돼야 실현될 수 있다. 이번에 개발된 엔진은 기존 천연가스 엔진과도 호환이 가능해 천연가스 버스를 NCNG 버스로 쉽게 변경할 수 있다.

기계연 관계자는 “NCNG 버스 보급 증가로 수소 수요 증대가 도출되면, 수소 충전 인프라 구축도 수월해질 것”이라며 “이는 결국 수소시대를 앞당기는 결과를 가져올 것”이라고 내다봤다.

연구책임자인 김창기 박사도 “이번 연구는 세계 최초로 EURO 6 이후의 배기규제도 만족할 수 있는 HCNG 엔진을 개발, HCNG 버스 상용화의 기반을 마련한 것에 의의가 있다”며 “HCNG 충전 인프라가 구축된다는 전제 하에 HCNG 버스는 기술적으로 3년 내에 실용화될 수 있다. 해외 선진국에도 국내의 HCNG 엔진이 수출되기를 희망한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 환경부 친환경자동차기술개발사업단 사업을 통해 진행됐다. 김창기 박사팀은 HCNG 엔진 관련 SCI 논문 13건을 포함해 27건의 논문을 게재했으며 특허 9건을 등록, 3건을 출원 중이다.