CNG차 보급 사례 기반, 정책 지원 이뤄져야
경제적·기술적 편익 뛰어나 전향적 검토 필요
물류비용 인하·해외진출 등 블루오션 창출해야

LNG차량(화물차) 보급사업은 세계적인 고유가 사태의 해결책으로 시작돼 국토해양부에서 정책예산을 지원하기 시작했다. 2008년부터 화물자동차 1대당 2250만원의 예산을 지원해서 2008년 500대, 2009년부터 2012년까지 매년 2000대씩 모두 8500대를 전환하기로 했으나, 2011년 약 200여대에 불과한 전환실적만 남기고 사업이 종료됐다.

이후 LNG버스 보급사업은 2010년 환경부가 발주, 한국환경정책·평가연구원이 수행한 ‘액화천연가스(LNG)자동차 보급을 위한 타당성 조사’ 최종 연구결과 ‘적용대상(시외버스, 고속버스, 공항버스)이 된 버스종류 모두 경제적 편익이 발생해 LNG버스 보급사업에 대한 타당성이 존재한다’는 결론에도 불구하고 정책적 타당성을 얻지 못한채 지지부진한 상태를 벗어나지 못하고 있다.

하지만 최근 LNG버스 운행을 비롯한 LNG 운송사업이 다시금 조금씩 기지개를 펴고 있어 정부의 본격적인 정책사업으로 이어질 수 있을지 관심이 모아지고 있다.

특히 지난 4일부터 15일까지 제주국제컨벤센터에서 열린 ‘2012 제주 세계자연보전총회(WCC)’에 LNG버스 2대가 투입돼 행사기간 동안 LNG버스는 숙소와 행사장 주변은 물론 제주지역 전역에서 운행됐다. 행사장을 찾는 관람객은 물론 제주시민들에게 천연가스차량으로서의 친환경성을 직접 선보인 것이다. 이에 본지는 CNG차량에서 한걸음 더 진일보한 LNG차량의 보급 필요성과 전망에 대해 알아보았다.

1. CNG 시내버스 보급 성과

■ 환경적 효과

2002년 FIFA월드컵 개최를 대비한 전국의 주요도시를 대상으로 CNG버스보급 정책을 실시한 이후 전국적으로 2011년 말 28,827대가 보급됐다. 2000년부터 2008년간 오염물질 배출량이 PM 7,794톤, Nox 190,126톤, CO 74,236톤 저감된 환경개선효과 달성과 특히, 서울시의 미세먼지가 2000년 65㎍/㎥에서 2010년 47㎍/㎥으로 개선됐다. <표1>

■<표1> 친환경성

출처 : 국립환경과학원, 2011년 출시 CNG 및 경유버스를 대상으로 측정(CO₂감축 : 25%)

■ 경제적 효과

천연가스 차량 보급 초기에 대비하여 천연가스가격이 상당히 인상되었으나, 천연가스 도입가격은 유가변동에 따른 탄력적 가격반영으로 경유 등 타 경쟁연료에 대비 상대적으로 인상폭이 낮아 저렴한 소비자 가격을 유지하고 있다. 2012년 7월 4주 기준으로 728.52원/km(경유) : 456.29원/km(천연가스)이어서 주행연비 경제성면에서 37%나 절감하는 효과가 있는 것으로 나타났다.  

약 2만8800대 시내버스의 연간 천연가스 87만8000톤 사용으로 운송비용 절감액은 7,125억원(경유 9억9200만 리터 대체)으로 예상된다. 

특히, 러시아 PNG도입과 셰일가스 개발에 따른 천연가스 도입가격의 추가 인하효과를 고려하면, 국내의 에너지분야에서 천연가스 활용성이 매우 높아질 전망이며 특히 수송연료 시장에서 천연가스의 가격 경쟁력으로 수요가 급증할 것으로 전망된다. <표2>

■<표2>천연가스와 경유 가격 비교 (전국 2012. 7월 4주 현재)

*환경개선 편익이 1조 2,710억원에 달하고 고용창출 및 2005년∼2010년(6년간) NGV관련 7,100억원을 수출하는 경제적 효과도 발생한 바 있다.

2. LNG차량 도입의 필요성 및 장점

■ CNG 및 대체연료 차량의 보급 한계   

CNG 시내버스보급과 병행하여 대기환경보전법 및 수도권 대기환경개선특별법 및 경유자동차 배출가스 저감사업을 지속적으로 추진하여, 주요 도시의 대기환경이 일부 개선되었으나, 200bar의 고압충전으로 안전사고 위험과 운행거리 제한으로 장거리 운행차량에 적용하기가 곤란한 실정이다.

또한 대형 경유차량을 대체할 340마력을 초과하는 고출력에 적합한 CNG 전소엔진 제작의 어려움이 있고 화물차의 경우 다수의 CNG 연료용기 부착이 불가능한 구조이다.

이와 함께 바이오가스, DME 등 대체연료의 환경개선효과가 천연가스보다 비경제이고  수소, 전기를 이용한 대형 무공해 차량의 제작 기술적 한계와 충전 인프라 부족, 출력저하 인식으로 배기가스 저감장치 부착에 대한 운전자의 기피현상으로 실질적인 전환 어려움이 있는 상황이다.

■ LNG차량 장점   

CNG와 LNG 공급 인프라를 비교하면, LNG를 도입하고 있는 조건에서 LNG 연료 공급방식이 공급비용 절감 및 안전성에서 우수한 것으로 나타난다. <표3>

■<표3>천연가스 공급방안 비교

CNG 고압력에 비하여 상대적으로 LNG는 저압력으로 안전성이 우수하며, 다량의 CNG용기를 1개의 LNG용기로 교체가 가능해 차량중량 감소에 따른 연비 향상과 차량제작 비용 인하가 기대된다.

또한 CNG를 제조·충전하기 위하여 추가비용이 발생하나, LNG용기의 가압능력과 차량 엔진의 냉각열을 기화열로 사용함으로 저렴한 비용으로 충전 및 사용이 가능하다.  

도시가스 배관인프라 설치가 곤란한 산간 또는 도서지방 등에 천연가스차량 보급이 용이하다. 무공해 차량(전기 및 수소 자동차, 연료전지차) 및 저공해 연료(바이오 가스와 DME, 엔탄올), 차량개조(천연가스차량 및  LPG차량, 하이브리드차량, 배기가스 후처리장치 부착) 중에서 제품생애(Life-cycle) 전체기간과 연료공급방안, 차량 배기가스 분야에서 최상의 환경적 차량이라는 평가도 나온다.

■ LNG차량 보급 필요

CNG 시내버스 보급으로 주행능력 및 환경성이 검증된 340마력 엔진을 카고트럭 및 청소차의 제작 공정과 프레임에 적용하면 다양한 LNG차량 보급이 용이하며, 추가적 환경개선 효과와 운수사업자의 경제적 편익도 제공될 수 있다.

이와 함께 대도시 또는 주변에서 소형 경유차량에 비하여 매우 심각한 수준의 PM10과 NOx를 배출하고 있는 공항리무진 및 대형 전세버스, 청소차량, 건설 중장비 등은 LNG차량으로 전환하는 것이 적합하다.

운행 중인 대형 경유차동차에 LNG 혼소(Dual-fuel)방식을 적용하면, 저렴한 비용으로 저공해차량 개조와 LNG 충전소 인프라가 부족한 여건에도 전국적 보급과 운행이 가능하다. 외국의 LNG 차량산업은 시범 차량제작과 기술개발 등을 검토하는 사업초기의 단계로, 국내 기업이 LNG 차량제작 기술과 가격에서 국제 경쟁력 확보 및 미래의 성장동력으로 자리잡을 수 있다.

■ LNG 차량기술 적용 효과

수소가스 제조비용이 가장 저렴한 천연가스의 다량 저장에 가장 적합한 초저온 액화용기 보급이 수소차량 보급 활성화에 기여할 수 있다. 또한 혼소(Dual-fuel) 비상발전기 보급·가동사업에 전력부하관리 지원금(2012년 상반기 2,248억원 지급)을 지원하여, 동·하절기의 예비전력 확보 및 경유연료에 의한 환경문제도 해결가능하다.

국제적으로 B/C와 경유사용 규제가 적용되는 선박에 장거리 운행에 적합한 LNG 연료저장과 저공해 혼소엔진 기술 적용도 기대되는 부분이다.

LNG 차량보급에 따른 경유연료 대체로 무역경상수지 개선도 기대된다. 2012년 1월부터 8월까지 외국산 경유수입은 2억2,934만달러이다. 반면 LNG 차량 16만대 보급시 LNG 소비량은 4백만톤으로 경유 45억2800만 리터의 수입대체 효과를 거둘 것으로 추정된다.

3. LNG차량 보급 활성화 위한 제반조건

■ 정책적 지원

우선 LNG 충전소 건설 및 운영에 대한 정부지원책 수립이 필요하다. 충전소 설치자금 지원으로 7억원(일일 50대 충전 시설용량)을 5년거치 10년 분할상환 조건으로 지원하는 방안이 필요하다. 기준충전대수 미만 충전시 충전보조금 지급이 필요하다는 지적이다.

저공해차량 개조 및 교체비용 보조비용 지원도 필요하다. 천연가스·경유 혼소엔진 개조의 경우 운행 경유자동차 배출가스 저감사업에서 저공해엔진으로 개조지원 근거가 마련되었으나, 지급액 대상에 미 반영된 상태이다. 

저공해 LNG 차량구입을 위한 지원비용 기준도 마련돼야 한다. 상용화된 엔진과 기존의 제작공정을 활용한 340마력 LNG차량 구입비용 지원정책도 반영되고 건설중장비의 천연가스 사용을 위한 관련 제도 마련도 필요하다.

■ 기술적 기반 조성

상용화된 340마력의 천연가스엔진을 경유차량 생산라인에 활용할 경우 천연가스차량 생산기반 마련이 용이할 것으로 보인다. 중국은 상용화된 엔진을 활용하여 10만대의 LNG차량을 보급하고 있다.

또한 배기가스 저감장치부착보다 경제적 및 환경개선 효과가 우수하며 경유엔진의 고출력 장점을 활용할 수 있는 혼소(Dual-fuel)엔진 개발을 위한 연구과제도 추진해야 한다.

이와 함께 기존의 LNG보다 높은 고온의 LNG(-123℃)를 취급함으로 자동차 연료용기의 압력 유지와 충전소 운영곤란을 해소하기 위한 설계기준 검토도 필요하다. -123℃로 운영할 경우 충전소 저장탱크에서 과다한 BOG가 발생할 수 있고 현재 연료용기의 승압기능 미미로 주행 중 또는 저온의 LNG충전시 엔진정지현상 발생을 해소하기 위한 자동가압장치 개선도 필요하기 때문이다.

안정적이며 지속적인 LNG차량보급을 위하여 관련 분야의 기술개발과 부품 국산화를 위한 정부 및 가스공사와 공동으로 연구과제를 추진해야 한다는 지적이다.

4. 결 론

정부는 천연가스 시내버스보급 초기단계에 다양한 경제적 유인책(버스구입비 지원, 저렴한 연료가격 유지, 충전소 설치비 지원, 세제혜택 등)과 CNG 이동충전시범사업을 도입하여, 조기에 천연가스시내버스가 보급되어 환경적 개선과 경제적 이익 창출 기반을 마련하였다.

이러한 천연가스 시내버스를 보급한 정책과 기술적 기반을 바탕으로 화물차량 연료비 절감을 통한 물류비용 인하, 대도시의 대기환경 개선 효과와 경제적 편익을 창출하기 위하여 다양한 LNG 전소엔진과 혼소엔진 차량 개발·보급에 정부 및 가스공사 등 관련업계의 적극적인 참여와 지원이 병행되어야 할 것으로 보인다.