요소함량 모두 달라…차량고장 유발
전문가 "요소 전환, 이론적으로 가능"
"수급난 해결책 아냐…안전성 미흡"
[세종=뉴스핌] 신성룡 기자 = 정부가 국내를 강타한 요소수 대란으로 발등에 떨어진 불을 끄기 위해 농업용·산업용 요소 제품을 차량용으로 전환해 사용하는 방안을 강구하고 있다.
전문가들은 요소수 전환은 기술적으로 안전성 검증이 미흡한데다 요소수 정제가 불완전할 경우 질소산화물 제거 장치가 고장날 가능성이 있다며 우려를 표하고 있다. 산업용과 차량용의 성분이 달라 정제 과정을 기술적으로 검토하는 데만도 상당한 시간이 필요하고 전환 가능 물량도 보장하기 어렵기 때문이다.
◆ 차량용 요소함량 32.5%…선박용·산업용 약 40%, 촉매도 달라
디젤 내연기관의 배기 가스 후처리 장치인 SCR의 작동에 필요한 질소산화물(NOx) 환원제로 널리 쓰인 요소수는 크게 차량용과 선박용, 산업용, 농업용으로 분류되며 요소함량에 따라 결정된다. 국내 요소수 제조업체들은 요소 알갱이를 수입해 국내 공장에서 물과 섞어 완제품으로 만들어 판매한다.
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차량용 요소수는 미네랄이 제거된 탈이온수 67.5%에 순수 요소 함량 약 32.5%를 배합하며 SCR 시스템을 오래 유지하고 적절한 기능을 수행하기 위해 매우 엄격한 농도와 구성요소의 순수성을 요구한다.
선박용과 디젤발전기를 사용하는 공장에서 이용되는 산업용 요소수의 요소함량은 약 40%로 차량에 사용하기 부적당할 뿐만이 아니라 고장의 원인이 될 수 있다. 물과 섞어 제조되며 비율을 지키지 않거나 불순물이 있을 경우 문제를 일으킬 수 있다.
차량용과 선박용·산업용의 함량이 다른 이유는 촉매 차이가 크다. 질소산화물과 반응하는 요소수에는 반드시 촉매가 필요한데 차량용은 제올라이트계 촉매, 선박용·산업용은 바나디아계 촉매를 이용한다.
선박에 사용하는 벙커C유의 경우 황 성분이 많이 포함됐지만 차량용 경유는 상대적으로 황 성분이 적어 촉매 수명에도 차이가 난다.
농업용은 농사용 요소비료를 물에 녹인 수용액으로 요소 알갱이 끼리 달라붙지 않도록 특수 코팅이 된 경우가 일반적이다. 차량용으로 사용하게 된다면 코팅 성분이 그대로 배출돼 환경에 악영향을 줄 수 있고 심지어 SCR장치의 이상현상을 발생시킬 수 있다.
요소수 업계 관계자는 "요소 및 기타 물질 함량은 국제표준인 ISO 22241에 표시됐다"며 "국내에서도 대기환경보전법에 의해 규정 돼 이를 지키지 않으면 차량용으로 사용하기 부적절하다"고 밝혔다.
◆ 전문가 "전환 가능하지만 좋은 방법 아냐"
정부가 전날 관계부처 합동으로 긴급회의를 열고 산업용 요소를 차량용으로 전환하는 방안을 대책으로 내놨지만 업계에서는 실현 가능성이 낮다는 지적이다.
환경부에 따르면 지난해 중국에서 수입한 요소 55만 톤 중 산업용은 약 33만 톤, 차량용은 8만 톤이다. 당장 난방이나 발전 등에 쓰이는 산업용 요소를 차량용으로 돌릴 수 있다면 단기적 대응은 가능하다는 게 정부의 복안이다.
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| 국내 요소 수입 현황 [자료=환경부] 2021.11.04 dragon@newspim.com |
현재 운행되는 경유 화물차 330만대 중 60%인 200만대 정도는 요소수를 반드시 넣어야 운행이 가능한 것으로 알려졌다.
문제는 산업용과 차량용의 성분이 달라 정제 과정을 기술적으로 검토하는 데만도 상당한 시간이 소요될 뿐 아니라 SCR 장치의 안전성을 보장하기 힘들다는 점이다.
김필수 대림대 미래자동차학부 교수는 "요소수를 사용해 배기가스를 저감하는 차량 내 장치(SCR)는 상당히 민감하기 때문에 고장이 잦다"며 "요소수에 불순물이 많아도 수명이 빨리 단축되기 때문에 순도가 높아야 한다"고 설명했다.
이어 "요소함량을 맞추지 못하면 SCR 장치가 분출 과정에서 손상될 수 있고 질소산화물 저감 효과가 반감될 수 있다"며 "비료용으로 만든 요소를 활용한 요소수를 넣을 경우에는 고장 날 확률이 높아진다"고 우려했다.
김 교수는 산업용 요소수를 잘 정제할 수 있다면 차량용으로 쓸 수는 있지만 해결책이 될 수 없다고 지적했다.
김 교수는 "SCR 장치의 배기가스 저감 효과가 반감되면 환경 오염을 유발하는 물질이 나올 수 있기 때문에 산업용이나 농업용을 차량용 요소로 전환하는 방법은 좋은 방법이 될 수 없다"고 밝혔다.
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