녹색 LNG자동차 개발 우리가 한다
녹색 LNG자동차 개발 우리가 한다
  • 조남준 기자
  • 승인 2009.05.19 14:50
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국내 LNG전소차량(완성차)은 지난 2004년부터 가스공사에서 대우버스와 타타대우상용차를 통해 개발에 나서 2006년 개발을 완료한 후 2007년부터 시험운행이 시작됐다. 시험운행 결과 LNG용기 및 충전설비에 대한 기술적 타당성을 확인했다. 또 현대자동차에서도 LNG버스를 개발해 시험운행을 하고 있다. LNG혼소차량(개조차)개발은 환경부 무저공해자동차사업단 지원으로 지난 2004년 12월부터 3년5개월에 걸쳐 EURO-4기준을 만족시키는 13리터급과 6리터급 LNG혼소차량 개발을 진행했다. 그 결과 목표출력과 배출가스 성능을 만족시키고 연비도 뛰어난 엔진 개발에 성공했다. 또한 LNG연료 공급시스템 국산화를 위해 LNG연료용기 및 연료공급장치에 대한 기술개발도 진행했다. 특히 25톤 트랙터의 경우 실 중량조건에서 3만km이상의 시험주행을 통해 기술성과 연료경제성 및 환경성을 확인했다. 지난해 6월에는 교통안전공단으로부터 구조변경 승인도 받았다. 녹색교통 수단인 LNG차 개발에 몰두하고 있는 한국가스공사 연구개발원과 관련기업을 찾았다.  

 

한국가스공사 연구개발원

‘KOGAS형 LNG연료용기’개발 완료

다임폴라에 전용실시권 형태 기술이전

한국가스공사 연구개발원(원장 김영두)은 현재 큰 이슈로 부각되고 있는 기후변화협약에 대응하기 위해 사내설비의 대기오염물질 배출특성, CDM사업, 천연가스산업의 환경전과정평가 등 환경관련 연구를 수행하고 있다.

특히 연구개발원은 환경친화적 기술인 천연가스차량(NGV) 및 충전소(CNG 및 LNG) 관련 연구개발도 적극적으로 수행 중에 있으며, 국내에서는 한비에 이어 두 번째로 LNG연료용기(450L급, ‘KOGAS형 LNG연료용기’)를 국산화하는데 성공하기도 했다.

LNG차량용 연료용기는 우수한 단열성능 확보 및 유지, 엔진에 필요한 연료공급성능, 안전성 등이 요구되는 기술적 난이도가 높다.

가격 또한 고가이어서 상품성을 확보한 연료용기 공급은 LNG차량 보급에 청신호를 켤 정도로 비중이 크다.
이런 상황에서 연구개발원은 지난해 7월 자체 개발한 LNG용기 시제품을 선보였다.
이 제품은 자체적인 단열성능시험결과 열 침입량이 한국가스안전공사의 용기검사 기준에서 제시하는 허용 열 침입량의 30∼40%정도로 나타나 우수한 단열성능을 입증했다.

현재 용기에 대한 진동시험을 추진 중이며 용기를 별도로 트렉터에 장착해 실도로 시험주행에 나서고 있다.
연구개발원은 시제품 개발 과정에서 정리된 모델 및 제작기술과 관련해 지난 2007년 이미 다수의 국내 특허를 출원했으며 향후 주력 용량인 450리터급 용기의 완성도를 확보, 이미 확보한 원천기술을 바탕으로 시장에서 요구하는 다양한 용량 및 형태의 라인업을 준비 중이다.

아울러 가스공사 연구개발원은 개발한 ‘KOGAS형 LNG연료용기’의 제작기술에 대해 지난 4월 17일 평가를 거쳐 다임폴라특장(대표 임근영)을 최종 기술이전 대상자로 선정했다. 

가스공사는 다임폴라특장에 약 3개월간의 기술이전 지도 기간을 거쳐 빠르면 8월 중순이후에는 LNG용기를 생산할 수 있도록 할 계획이다. 특히 다임폴라특장에 이전되는 기술은  ‘KOGAS형 LNG 연료용기’ 제작 관련 기술로 전용실시권의 형태로 이전된다.

세부 기술이전 사항은 ▲KOGAS형 LNG 연료용기 관련 도면 ▲KOGAS형 LNG 연료용기 제작기술 ▲KOGAS형 LNG 연료용기 매니폴드 구성방법 및 제작기술 ▲KOGAS형 LNG 연료용기 단열기술 및 단열재 권취장치 ▲KOGAS형 LNG 연료용기 관련 특허 등이다.

 

현대자동차

친환경 LNG버스 개발 성공

 ‘대중교통도 친환경 시대!’ 활짝



현대·기아차는 지난해 열린 ‘2008 부산 모터쇼’에서 친환경 청정연료를 사용하는 액화천연가스(LNG) 버스를 선보였다. 현대자동차가 개발한 LNG버스 유니버스는  초저온으로 액화시킨 천연가스를 연료로 사용하는 저공해·친환경 차량이다.

이 차량은 배기량 11.149L, 최고 마력 340ps, 최대 토크 140kg/m, 터보차져 인터쿨러 과급방식으로 저장탱크를 2개 장착해 1회 충전에 1000km이상을 주행할 수 있다.

또한 탱크 내부 압력이 일정압 이상 상승시 외기로 배출할 수 있도록 1, 2차 안전밸브와 밴트라인을 장착했으며 외부 충격 등으로 인한 연료라인 파손시 탱크내 연료공급이 중단되도록 과류차단 밸브를 적용했다. 가스감지센서도 장착해 엔진룸과 차량실내, 탱크룸내에서 가스 누설시 운전자에게 경보를 전달할 수 있도록 했다. 

특히 이번에 개발한 LNG버스는 이미 국내 시내버스 시장에 보급돼 있는 압축천연가스(CNG) 버스보다 에너지 밀도가 높다. 고속버스에 약 800ℓ 부피의 LNG 저장용기를 장착하면 약 1500㎞ 이상 주행이 가능해 기존 CNG버스에 비해 주행거리가 2∼2.5배 가량 늘어났다.

경유차량 대비 연간 2000만∼3000만원 가량 연료비가 적게 들어 최근 급등하고 있는 경유가격을 감안하면 합리적인 대안이 될 전망이다.

또 유해 배기가스가 거의 나오지 않아 대기환경 개선 효과가 크고 높은 에너지 효율로 공항버스, 고속버스 등 중·장거리용 차량에 최적이라는 평가다.

현대·기아차 관계자는 “이번에 개발한 LNG버스는 경유 및 다른 연료를 사용하는 차량보다 경제성에서 우위를 보이고 있어 운송사업자들의 운영비 절감은 물론 국가적으로는 대기환경 개선, 석유에너지 대체 효과를 동시에 이룰 수 있는 대안”이라고 말했다.

현대·기아차는 LNG버스 외에도 ‘마일드 하이브리드’ 시내버스의 양산개발을 완료했다. ‘마일드 하이브리드’기술이란 제동할 때 발생하는 열을 전기로 변환해 엔진 냉각을 위한 모터 작동에 사용하는 방식이다. 일반 디젤 엔진은 엔진을 식히는 데에도 엔진 동력을 사용하기 때문에 이 기술을 적용할 경우 연료 소모를 일반 디젤이나 천연가스버스에 비해 15∼20% 가량 절감할 수 있다.

현대·기아차 관계자는 “일반 하이브리드 버스는 연비를 40∼50%까지 높일 수 있는 장점이 있지만 부품비용이 비싸 버스와 같은 상용차에는 적용이 어렵다”며 “마일드 하이브리드 기술은 상대적으로 부품가격이 저렴해 시장 보급이 더 쉽다”고 말했다.

 

 

타타대우상용

국내 최초 LNG트랙터·CNG트럭 개발

이중구조 연료용기 장착 뛰어난 안전성


타타대우상용차는 카고, 덤프, 트랙터, 믹서, 특장차 등 중·대형트럭을 생산하는 회사이다.

이 회사는 전 세계 40여 개국에 수출을 하고 있으며 2004년 3월 신회사 출범이후 연 평균 60%의 성장세를 이어오고 있다. 특히 타타대우상용차는 국내 처음으로 LNG트렉터, CNG트럭를 개발해 이미 상용화시켰다.
이 회사는 2004년부터 한국가스공사 및 템스 등과 공동으로 차세대 연료로 각광 받고 있는 LNG트랙터를 2006년 LNG 트럭을 한국가스공사와 함께 성공적으로 개발, 시험운행을 완료했다.

이 회사가 개발한 LNG트랙터는 후처리장치 등이 없어도 EURO-4기준에 준하는 환경성을 갖추고 있으며 용기내부의 압력이 200Bar 정도의 고압인 CNG와 달리 5∼8Bar 수준의 LNG용기를 적용, 뛰어난 안전성을 확보하고 있다.

충전효율도 높아 탱크용량이 같을 경우 CNG의 1/3수준이면 같은 거리를 운행할 수 있어 향후 물류비 절감과 국가 녹색 환경정책에 큰 기여가 기대되고 있다. 성능테스트 결과에서도 만족할 만한 수준으로 나타났다.

특히 LNG트랙터에는 2개의 LNG용기를 부착함에 따라 서울과 부산까지 거리를 450km로 기준할 때 이 두 개의 용기로 왕복운행이 가능하다. 소음 수준도 다른 차량에 비해 적은 편이다. 장착된 LNG용기도 2중 구조로 된 스테인레스 재질로 구성돼 있어 안전하다.

또 용기 내부는 진공상태로 어떠한 외부의 충격에도 손상이 없을 것으로 분석되고 있다. 무엇보다 압력이 낮아 사고시에도 폭발 등의 위험은 없을 것으로 기대되고 있다.

타타대우상용차는 이번 LNG트렉터 개발을 통해 날로 강화되고 있는 대기환경 개선의 필요성에 부응하고 연료비 절감에 따른 고객의 실질적인 이익을 기대하고 있다.

이 회사 관계자는 “무엇보다 트랙터 등은 기간산업의 바탕이 되는 ‘국가 인프라’라고 생각한다”면서 “타국보다 활성화되지는 못했지만 이번에 개발된 LNG트랙터를 통해 물류비를 절감하고, 국가 환경정책에 기여할 수 있게 돼 기쁘다”고 말했다.

한편 타타대우상용차는 2008년 출시한 유로4 디젤 대형트럭의 저공해 인증을 획득에 이어 청정연료를 이용한 기술개발 투자에 집중하고 있다.

현재 생산중인 저공해 CNG트럭 이외에도 친환경 LPG 트럭 개발 등 상용트럭 부문에서 다양한 에너지원을 이용할 수 있는 차량 개발에 노력하고 있다.

한편 타타대우상용차는 인도 최대의 자동차 회사인 타타모터스가 100% 투자하여 출범한 회사로 2004년 3월 출범 이후 지속적인 투자확대와 고용확대로 매년 판매 및 매출 확대를 이루어 가고 있으며 출범전 FY2003-04년 대비 지난해 FY2007-08과 비교해 내수판매는 215% 매출은 260%의 성장세를 이어가고 있다.


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