2022년 11월 유럽 연합(EU) 집행 기관인 유럽 위원회가 규제안을 발표한 유로 7이 시행을 위해 막바지에 달했다. 기본적으로 2025년부터 승용차와 경상용차, 2027년부터 트럭, 버스 등 대형 차량에 엄격한 환경 기준이 적용된다. 또한 전기차에 관한 규제와 타이어 마모에 관한 내용이 추가된다. 업계에서는 이미 다양한 방법으로 높은 비용으로 인해 산업의 경쟁력을 떨어트릴 수 있다고 반발하고 있다. 반대로 환경단체들은 그것도 부족하고 업계의 이익을 반영한 것이라고 주장한다. 세상일이 그렇듯이 뜻이 좋다고 과정과 결과가 모두 좋은 것은 아니다. 거기에는 어떤 이익을 우선으로 하느냐 하는 차이가 있기 때문이다. 전통적으로 이산화탄소 규제를 강력하게 규제해 온 유럽연합의 환경 규제의 변화와 전기차 및 타이어와 브레이크 마모 규제를 처음으로 도입한 유로7의 규제 변화에 대해 살펴본다.
글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)
19세기 말 자동차는 당시 심각한 환경 폐해로 여겨졌던 도로 위의 말똥을 몰아냈다. 영국의 일간지 “더 타임스”는 ‘말똥 재난이 닥쳐온다.’고 경고했다. 말과 마차 관련 산업은 호황을 누렸지만, 대부분 대도시가 오물 문제로 골머리를 썩이고 있었다. 그것을 일거에 해결한 것이 자동차다.
그런 자동차는 지금 전 세계 석유의 45%를 소비한다. 석유의 소비는 곧 환경오염으로 이어진다. 그뿐만 아니라 연간 130만 명가량이 교통사고로 사망한다. 19세기 말의 말똥보다 더 심각한 환경 오염으로 인해 자동차에 대한 시각이 달라졌다.
지금은 2050년까지 탄소중립을 달성하지 않으면 지구는 재앙적인 상황에 부닥친다는 연구 결과가 나와 있고 인류는 그 목표 달성을 위해 다양한 방법을 동원하고 있다. 하지만 그것이 얼마나 지난한 일인지는 수많은 기후 재앙 현상이 보여 주고 있다.
가장 최근의 일로 2022년 8월 500년 만의 가뭄이 닥친 유럽에서는 우리가 탄소중립을 달성하는 것이 얼마나 어려운지를 보여 주었다. 40도 이상의 폭염으로 2만 명 이상이 사망했다. 이탈리아는 가뭄으로 저수지가 말라 수력발전 생산량이 40%나 줄었고 노르웨이도 댐 수위가 25년 만에 최저치를 기록하면서 수력발전의 전력 생산에 비상이 걸렸다. 수력 발전은 전 세계 전력 생산의 1/6을 담당하고 있을 정도로 재생 에너지의 대표적인 공급원이다.
독일에서는 강이 마르면서 석탄이나 석유를 실어 나를 수 없어 화력 발전량이 줄었고 프랑스는 원자력 발전소의 냉각수 부족과 수온 상승으로 56곳의 발전소 중 절반가량이 가동을 멈췄다. 원자력 발전은 냉각 후의 물을 방류하면 뜨거워진 물 때문에 강의 생태계가 파괴된다. 그래서 대부분 바다와 가까운 곳에 발전소를 건설한다.
재생에너지 부문에서 태양광 발전은 25도가 넘어가면 전력 생산 효율성이 떨어지는데` 40도가 넘는 폭염으로 제 역할을 하지 못했다. 풍력발전도 태양광 발전과 마찬가지로 간헐성이라는 한계가 있지만 그래도 지금 유럽의 주요국들은 재생에너지 비율이 50%에 육박하고 있고 미국도 최근 빠른 속도로 태양광과 풍력 에너지원이 증가하고 있다.
머스키법부터 클린에어액트, WLTP, RDE를 넘어
자동차산업은 20세기 초 대량생산이 가능해지면서 대량 소비의 시대를 열었고 인류의 이동을 획기적으로 개선하며 18세기에 시작된 산업화의 꽃을 보게 했다. 20세기 인류 최대의 발명품이라는 칭송을 들을 정도로 경제발전의 원동력이자 인간의 욕심을 충족시켜 주는 도구로써의 역할을 충실히 했다.
그러나 그로 인해 환경이 오염된다는 사실을 인식하면서 지역별로 정부 차원의 규제가 가해지기 시작했다. 미국에서는 1970년 소위 ‘가솔린 금지법’이라고 일컬어졌던 머스키 법이 시행됐다. 1975년까지 유해가스 배출량을 1971년의 1/10로 낮추어야 한다는 것이다. 당시는 내연기관 금지법이라고 할 만큼 어려운 과제였다. 머스키법에서는 탄화수소와 질소산화물을 1/7 수준으로 대폭 저감해야 한다는 것이 주요 골자로 3원 촉매와 엔진의 전자제어화에 의해 가솔린 엔진차에서 대응할 수 있었다. 혼다가 1973년 2월 2일 CVCC엔진으로 세계 최초로 머스키법을 클리어했고 이에 따라 미국의 소비자들에게 혼다의 이미지는 확실하게 각인되었다. 이후 대부분의 자동차회사는 그 기술을 벤치마킹해 다시 사업을 지속할 수 있게 됐다.
다음으로는 1992년 미국 캘리포니아주가 선포한 클린 에어액트가 또 한 번 기술의 진화를 유도했다. 이 법은 자동차산업에 환경이라는 단어를 부각한 결정적인 사건이다. 1998년부터 캘리포니아주에서 완전무공해차 2%를 판매하지 않으면 자동차 판매를 전면 금지한다는 내용이었다. 하지만 이 법은 자동차회사들의 현실적인 한계(?)로 2008년 8%의 완전무공해차의 판매로 연기되었고 그 역시 2012년 3%로 후퇴했다. 정부가 아무리 강력하게 주도해도 기술적인 한계, 정확히 말하면 그의 실현을 위한 투자가 지나치다는 자동차회사들의 반대에 부딪히면 실현이 불가능한 것이 현실이다.
우여곡절 끝에 크레딧 판매라는 형태로 시행되고 있는 클린 에어 액트는 자동차산업의 패러다임을 근본적으로 바꾸는 데 지대한 역할을 했다는 데는 이견이 없다.
각국의 배기가스 규제기준은 계속 강화되어 왔다. 하지만 에너지 믹스 환경이 나라마다 달라 전 세계가 동일한 규제를 따를 수는 없다. 미국에서는 가솔린이 주력이고 유럽은 한 때 디젤이 60%에 육박했었으며 브라질에서는 95%가 에탄올 차다. 온실가스 문제가 이슈화된 이후에도 유럽은 이산화탄소 규제에 더 비중을 두고 있지만 미국과 일본은 미세먼지 규제가 엄격하다.
자동차회사들이 카탈로그상에 기재한 연비와 이산화탄소 배출량 수치는 실험실 내에서 얻은 것이었다. 그것을 개선하기 위해 WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)라고 하는 국제기준 조화를 목적으로 개발한 배기가스 및 연비의 시험방법 도입됐다. WLTP는 다양한 나라와 지역에서의 이용을 상정해 기존의 표준시험 모드보다 폭넓은 주행 패턴을 구성하는 것으로 더욱 실제에 가까운 배기가스와 연비 및 이산화탄소 배출의 측정이 가능하다. 여기에 RDE(Real Driving Emission)가 더해져 실제 도로에서 통상 주행 시의 배기가스 상태로 측정하고 있다.
그리고 유럽은 지금 2027년 시행을 목표로 유로 7 규제를 준비하고 있다. 유럽은 2035년부터 내연기관 판매를 금지하기로 했다. 유럽연합의 내연기관 금지법의 시작은 2021년 EU 집행위원회에 의해 도입된 Fit for 55다. 이 패키지에는 2030년까지 온실가스 배출량을 55%, 2050년까지 기후 중립을 위한 조치가 포함되어 있다. 유럽 내에서는 국가별로 처한 상황에 따라 이런 조치에 강력하게 반발하고 있다.
그런 반발을 고려해 유럽연합과 유럽의회는 CBAM, 즉, 탄소 국경조정제도 시행을 결정했다. 미국이 IRA라는 보호무역주의를 동원한 것과 같은 맥락으로 유럽연합국가들의 산업을 보호하기 위한 환경보호 규제다.
여기에는 미국 중심의 파리기후협정 등 복잡한 문제가 얽혀있고 유럽의 CBAM의 경우 통일된 규정이 없으며 각 국가와의 협상이 남아 있지만 우리가 알아야 할 것은 미래의 산업 주도권은 환경과 재생에너지가 중심이 된다는 점이다. 그 이야기는 전기차로의 전환은 피할 수 없는 과제라는 것이다. 과거에도 정부 주도의 환경규제가 자동차산업의 주도권을 바꾸었다. 참고로 탄소거래세에 관한 발상은 일본이 시작했으나 지금은 중국과 유럽, 미국이 각기 다른 방법으로 주도권 장악을 위한 싸움을 하는 상황이다.
2025년 7월 승용차 및 경상용차(밴), 2027년 7월 버스 및 트럭에 적용
그리고 지금은 유로7의 시행을 앞두고 있다. 최종 시행일 6개월 전까지 세부 사항을 정해야 한다. 무엇보다 규제를 통과하지 못하면 판매를 할 수 없다는 점에 자동차회사들은 반발하고 있다. 2022년 11월, 유럽 자동차 제조업체 협회(ACEA)는 제안된 유로 7 규정이 발표된 후 깊이 우려한다는 성명을 발표했다. 당시 ACEA 의장이었던 올리버 집세 BMW CEO는 환경적 이점은 제한적이지만 자동차 비용은 많이 증가한다고 말했다. 유로 7이 시행되면 차 한 대당 평균 비용이 2,000유로 증가한다고 주장했다. 폭스바겐의 승용차 부문 책임자 셰퍼는 유럽위원회가 제안한 일정에 따라 2025년에 모든 승용차를 인증하는 것은 일반적으로 어렵다고 말했다.
하지만 환경단체들은 이마저도 유럽위원회가 자동차회사들의 로비를 받아들여 실효성이 없는 규제라고 반발한다.
유로 7의 주요 특징은 현재 유로 6d에 포함되지 않은 전기차를 규제한다는 것이다. 전원, 연료, 차종과 관계없이 타이어 마모로 인한 먼지도 규제 대상이기 때문이다. 전기차에는 배터리가 탑재되어 있기 때문에 가솔린 구동 차량보다 더 무겁다. 이것은 전기차에 불리한 조건이다. 암모니아도 새로운 규정으로 추가되고 테스트 조건이 강화된다. 전반적으로 표준은 유로 6D보다 엄격하다.
자동차 배기가스에 포함된 대기 오염 물질의 상한선을 설정한 것은 1992년 7월 유로 1이 도입되면서 유럽에서 그 역사가 시작됐다. 현재 규정은 유로 6이다. 규제 요구 사항을 충족하지 않는 차량은 판매할 수 없다.
자동차 성능과 관련된 규제로서는 이산화탄소 (CO2) 배출량 규제도 있지만, 이 규정을 준수하지 않으면 벌금이 부과된다. 역으로 말하면 최악의 경우 벌금을 내면 대처할 수 있다. 이에 대해 유로7은 규제 가치를 충족하지 않으면 판매를 할 수 없다.
유로 7은 질소 산화물 (NOx), 탄화수소 (HC) 및 일산화탄소 (CO)와 같은 엔진 차량의 배기가스 물질을 규제하고 있다. 그 규제 수치가 변경된다는 것이다. 게다가 배터리 전기차를 포함한 모든 파워트레인을 포괄하는 포괄적 환경 규제로서 그 영향력은 더욱 커질 것으로 보인다.
새로운 규정은 2025년 7월부터 승용차 및 경차 상용차(밴)에, 2027년 7월부터 버스 및 트럭과 같은 대형 상용차에 적용될 것으로 예상된다. 자동차업체들은 촉박한 일정 등으로 자동차 산업의 불안과 좌절을 야기한다며 반발하고 있다.
지금까지의 규제는 우선 신차에 도입되고 1~2년 후에 생산 중인 차량으로 대상 범위를 넓혀왔다. 그에 비해 유로 7 제안은 그런 과정 없이 일률적으로 적용될 것으로 보인다. 그 때문에 모든 모델이 규정을 충족하는지 확인하는 작업이 어렵고 일부 자동차 제조업체가 파워 트레인의 종류를 축소할 수 있을 것이라는 의견이 있다.
승용차의 배기가스 부품과 관련하여 가솔린 및 디젤 엔진 차량에 대한 규제 값이 표준화됐으며 암모니아 (NH3)가 새로운 규제 성분으로 추가된 것도 특징이다. 메탄 (CH4), 아산화질소 (N2O) 및 포름 알데히드 (HCHO)도 거론됐지만 최종안에서는 빠졌다.
배기가스 성분보다 더 큰 변화라고 할 수 있는 것은 앞서 언급했듯이 전기차를 포함한 모든 차량이 규제 대상이라는 점이다. 이 정책은 또한 차량 타이어 및 브레이크의 마모 먼지도 규제하며 배터리 전기차 및 연료 전지 전기차도 대응해야 한다. 전기차에 탑재되는 배터리에 대한 내구성 표준도 수립할 방침이다.
유럽위원회는(EC) 규제 범위를 확대하는 이유에 대해 규제 강화로 배기가스에 의한 대기 오염 물질이 감소했지만, 배기가스 이외 물질의 영향도 그에 따라 증가했다고 설명한다.
전기차 규제, OBM, 비용 증가 등 문제 산적
내연기관 규제 강화는 물론 전동화차 관련 규제가 추가된다는 것도 이슈다. 배터리 전기차 및 플러그인 하이브리드 전기차에 탑재되는 배터리의 경우 5년 또는 10만km 주행 시점에서 배터리 용량을 초기 상태의 80% 이상 유지해야 한다는 규정이 있다.
이 규정 값은 미국 캘리포니아가 2026년경부터 도입할 차기 배기가스 표준 “Advanced Clean Cars II (ACC II)”의 배터리 요구 사항과 같다. 이러한 이유로 유로 7에 대한 추가 조처를 할 필요가 없다. 저가의 나쁜 배터리로 통과할 수 없는 표준(CTO)이기 때문에 열등한 제품을 취급하는 배터리 제조업체를 선별하는 효과가 있을 것으로 보인다.
한편 유로 7 배출 제한은 유로6D 규제치 중 가솔린 및 디젤 차량이 더 엄격한 쪽을 채용해 일원화됐다. 예를 들어, 질소산화물(NOx)은 유로 6d에서 가솔린차는 60mg/km, 디젤차는 80mg/km였다. 유로 7에서는 가솔린 차량에 대한 규제 값 60mg / km으로 채용했다.
숫자만 보면 그렇게 엄격해지지 않았다고 읽을 수 있을 것 같지만, 실제로는 통과해야 할 장벽이 높다. 무엇보다 실 도로의 배출량을 평가하는 RDE (Real Driving Emissions) 테스트를 완전히 도입한다. 기존의 테스트 방법에 비해 온도 및 노면 조건과 같은 조건의 범위가 더 넓고 난이도가 높아질 것은 분명하다.
특히 냉간 시동 중 배기가스 배출량을 줄이는 것도 해결해야 한다. 이는 기술적으로 복잡하고 어려운 것이지만 다양한 방법이 강구되고 있다.
더불어 비용 증가도 문제다. EC는 승용차의 경우 가솔린차에서 80~181유로, 디젤차에서 357~929유로로 증가한다고 전망했다. 하지만 조건에 따라 유로 7 대응을 위해 2,000달러를 넘는 비용이 필요하게 된다는 지적도 있다. 이렇게 되면 추가 모터가 있는 하이브리드 전기차가 순수한 내연기관 자동차에 많은 장치를 추가하는 것보다 저렴할 수 있다고 한다.
암모니아(NH3)는 연료가 가솔린 엔진의 혼합기에서 짙은 상태로 연소 될 때 발생할 가능성이 더 크다. 엔진만으로는 제어가 어려워 암모니아 슬립 촉매 (ASC)를 추가해야 한다. 디젤 엔진의 경우 혼합물이 기본적으로 희박하기 때문에 연소 자체에서 발생하는 것이 거의 없다. 그런데도 불구하고NO x 대책을 고려할 때 ASC의 설치는 의무화될 것으로 보인다
배기가스 상태를 지속적으로 모니터링하는 OBM(On Board Monitoring)도 의무화된다. 현재로서는 세부 사항이 공개되지 않았고 기술적으로도 아직 구현되지 않아 결과가 도출되기는 쉽지 않아 보인다.
타이어와 브레이크 마모 규제 처음 도입
그동안 타이어 관련 환경규제는 구름저항과 통과소음, 젖은 노면에서의 제동력 등 효율성과 안전성 등에만 국한됐었다. 그러나 주행 과정에서 많은 미세먼지를 발생하고 미세 플라스틱을 만들어 낸다는 것은 잘 알려져 있었지만, 그것을 규제할 수 있는 안은 마련되지 않았다. 그것이 유로7에서는 현실화한다.
타이어 규정의 경우 특정 규정 값과 테스트 방법이 아직 확정되지 않았다. 브레이크와 관련하여 주로 테스트 방법, 불분명 한 영역이 많이 있다는 감안할 때 실현에 문제가 많기 때문이다. 예를 들어 대용량 리튬 이온 배터리가 탑재된 전기차는 내연기관차보다 400~600kg가량보다 무겁다. 또한 시동 및 가속 시 강한 토크를 발생해 타이어 마모를 증가시킨다. 여기에서도 구체적인 규정 값과 테스트 방법은 확정되지 않았다.
유럽위원회는 2024년 말까지 규제치를 제안하기 위해 시험법이나 기술을 검토하고 있다고 하는데 2025년 7월 시행까지 6개월 만에 해결할 수 있을지 의문이다.
중량이 증가하면 그만큼 도로 마모도 심해진다. 아직은 여기까지는 논의되지 않고 있는 점은 지적할 필요가 있다. 그런데도 여전히 전기차에서도 스포츠카의 맛을 강조하는 문화는 분명 바뀌어야 한다. 업체가 마케팅으로 활용한다고 해도 소위 전문가들은 비판할 수 있어야 한다. 내연기관차든 전기차든 과격한 운전을 하는 행동은 안전과도 직결된다.
타이어업체들은 타이어 마모량 등을 측정하는 등 대응을 마련하고 있는데 시험법이 메이커마다 다르다고 한다. 업계 전체에서 통일한 시험법을 확립하기 위해 유엔 유럽 경제위원회(UNECE) 하부 조직인 자동차 기준 조화 세계 포럼(WP29)의 태스크포스에서 협의 중이다. 이 역시 시간에 쫓기고 있다.
유로 7에서는 타이어의 마모 먼지를 미세 플라스틱으로 취급하고 있지만, 타이어 업계에서는 TRWP(Tyre and Road Wear Particles)라고 부른다. TRWP를 구성하는 것은 타이어에서 나오는 고무 조각만이 아니다. 타이어와 노면이 마찰해, 양쪽이 깎여 생긴 물질이 연결되어 생기는 것이다.
업계 단체나 타이어 메이커업체들은 지금까지도 TRWP나 타이어의 마모량을 줄이는 대처를 진행해 왔다. 예를 들어, 미쉐린은 2015년부터 2020년에 걸쳐 회사 전체에서 타이어에서 나오는 마모 먼지를 5% 줄였다고 보고한 바 있다.
이 문제는 구름저항과 함께 실질적인 대안을 마련할 수 있을지에 대한 의문이 제기되고 있다. 특히, 타이어 마모의 점에서 불리한 배터리 전기차에 대해, 어떤 해결책을 제안할 수 있을지 궁금하다.
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