디젤 경유차는 왜 질소산화물을 뿜어내는가?

대기오염물질 배출량 산정결과
< 국립환경과학원, '12년 대기오염물질 배출량 산정결과 >
  • 미세먼지 전구 물질 : 질소산화물(NOx), 아황산가스(SOx)
  • 오존 전구 물질 : 질소산화물(NOx), 휘발성유기화합물(VOC)
위 차트를 보면, 미세먼지 주범은 분진( PM10)이 아닌 질소산화물(NOx) 임을 잘 보여주는데, 질소산화물 배출 주범으로 도로이동오염원과 비도로이동오염원을 지적하고 있다.
도로이동오염원은 자동차를 의미하며,
비도로이동오염원은 철도,항공기,선박,농기계,건설기계를 의미한다.
둘다 내연기관이다.

1. 내연기관은 왜 질소산화물을 뿜어내는가?

질소산화물은 공기중에 포함된 질소가 연소할때 산소와 결합해 생성되는데, 특히 내연기관은 밀폐된 고온과 고압의 조건하에서 연소되는거라, 내연기관은 사실상 질소산화물 발생기라 해도 과언이 아니다.

2. 가솔린 승용차 어떻게 질소산화물을 완벽 해결했나?

  • 가솔린엔진에는 삼원촉매라고 하는 대단히 우수한 저감장치가 있고, (한국은 80년대 중반 부터 삼원촉매가 달리기 시작, 포니 프레스토는 EGR까지 달았다.)
  • 가솔린 엔진은 강력한 미국식 환경규제를 80년대 중반 부터 적용 
가솔린 엔진의 경우 질소산화물이 문제가 되지 않는다. 미세먼지와 오존에 관해서 가솔린차량은 친환경적이다.
삼원촉매
왼쪽 차트는 공기와 연료 혼합비에 따른 유해가스 배출 특성으로,
람다값(λ) 1.0은  완전연소를 위한 공기:연료의 최적 혼합비를 말한다, 즉 이론공연비 14.7:1 상태.
람다값(λ)이 1.0 보다 작으면 연료과잉, 1.0 보다 크면 연료희박을 말한다.

오른쪽 차트는 중간의 삼원촉매를 통과한 후의 유해가스 배출 특성으로
람다값(λ) 1.0 에서 매우 우수한 저감효과가 나타나는것을 보여준다.

3. 디젤 경유차 왜 질소산화물을 마구 뿜어내는가?

  • 디젤차는 가솔린처럼 결점 없고 완성도 높은 저감장치가 존재하지 않는 근본적 문제가 있다. ( 가솔린 삼원촉매 장착불가 )
  • 디젤차는 정기검사시 매연외엔 규제가 없으며 ( 노후차는 저감장치 아예 없음, 2021년에 2018년식 차량 부터 검사 한다고 하나 기준치가 대단히 높아 형식적 검사 )
  • 요즘 디젤차는 유럽식 환경규제를 따르는데, 미국식에 비하면 대단히 엉터리 이며, 디젤게이트의 한 축이 유럽 국가 차원에서 만든 엉터리 유로6 규격 때문이다. 클린 디젤은 유럽이 국가차원에서 만든 대 사기극이었다.
    유로6가 엉터리 인증방식인 이유

디젤의 불완전한 저감장치들

DPF (유로4 부터 장착 시작)
분진(PM)만 잡는 장치다. 질소산화물은 전혀 처리하지 못한다. 분진(PM) 포집은 상당히 우수하지만, 필터에 모인 매연을 고온으로 주기적으로 연소시켜 청소하기때문에, 연료를 소모하며 노후되면 깨진다.

EGR (유로4 부터 보편화)
질소산화물을 처리하기 위한 고육지책, 있으나 마나한 장치
EGR은 배기가스를 흡기로 다시 재 흡입 시켜, 폭발온도를 낮춰, 질소산화물을 줄이는 원리
70년대 처음 가솔린엔진에서 장착 되기 시작해, 90년대 부터는 가솔린 엔진의 보조 저감 장치로 보편화 된다.(메인은 삼원촉매) 고로 항상 작동하는것이 아닌 상당히 제한된 조건하에서만 작동하며, 가솔린은 배기가스 재순환도 10% 수준에 불과해. 가솔린에선 트러블이 없다.
디젤에서 배기가스 재순환 비율을 50%로 높여, 메인 저감장치로 마개조 하여 장착.
배기가스가 흡기로 다시 들어가니 그 높은 열과, 검댕이와, 오일 블로우바이 가스가 디젤 엔진에서 큰 트러블을 유발한다.
이런 단점으로 제작사는 EGR을 시시 때때로 알게 모르게 몰래 꺼버린다.
허술한 유로6 환경규제가 이를 또 눈감아 준다.
질소산화물은 뿜어져 나올수 밖에 없다. 이것이 밝혀진게 디젤 게이트

SCR (유로6C 부터 보편화)
질소산화물을 처리하기 위한 고육지책 2탄, 디젤게이트로 인해 보편화된 저감장치
요소수 방식이며 성능은 좋으나, 공장에서 쓰는 방식이란게 단점.
요소수를 주기적으로 보충해야하며, 부피와 중량때문에 승용차에 부적합.
정직하게 처리하면 요소수 소모량이 상당히 많고 부피도 커지니. 제조사가 여전히 몰래 꺼버린다.
이를 눈감아 주는게 유로6의 맹점

아무튼
그동안 유로6니 하며 클린디젤이라고 홍보 했던건 사실상 다 사기였던 것이다!!!

4. 디젤은 화물차에만 써야

지금까지 살펴봤듯, 경유차는 미세먼지와 오존생성의 주범이다.
하지만 산업에선 없어서는 안될 그리고 대체불가능한 내연기관이기도 하다.
고로 디젤 경유는 용도를 제한해서 사용되어야 하는게 맞는거다.
미세먼지가 심한 나라에서 자가용까지 디젤 경유를 허용하는게 말이나 되는 소린가?

자가용은 대체가능한게 많다, 하이브리드도 있고 LPG도 있고, 산업에 활용되는것도 아니며, 주로 SUV 레저용 아닌가? 이런데까지 디젤을 사용할 필요가 없다.

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