천연가스·수소

청정성과 안정성 및 효율성이 뛰어난 최적의 연료

자동차

천연가스 자동차

천연가스 자동차 도입 배경

우리나라 도입 배경과 과정

우리나라 천연가스차량의 보급은 1990년대에 자동차 배출가스로 생긴 대기오염이 사회문제로 나타나자 이를 해결할 방법으로 정부가 정책으로 보급한 것으로
특히 대형 경유시내버스의 배출가스를 대체할 목적으로 천연가스 전용 대형 엔진을 개발, 보급하였습니다.

초기 CNG 버스 보급 환경

대기환경 개선의 필요성 인식, 대도시 중심으로 경유차 관리 대책 필요!
정책적으로 대기관리 정책 추진의 한계, 새로운 경유차 대책 필요!
국제적 행사 유치, 2002년 월드컵 개최에 따른 환경에 이미지 개선필요!

대기 환경 여건

자동차등록대수 증가 '92년 5백만대 → '97년 1천만대

대기오염(437만톤) 중 자동차의 배출가스 비중 증가 91 년 55% → '97년 85%

자동차 중 대형 경유차(4%)가 대기오염 배출비중 47% 차지 (시내버스 1대 = 승용차 50대)

사회적 비용 연간 2조 2천억원

정책 여건

대도시 대기오염 정책추진의 한계
- 제작차 배출허용기준 강화
- 운행차 단속 강화
- 후처 리 장치 개발
- 시내버스 저공해화기술의 한계

천연가스 엔진개발 및 보급
- '91 년 G7 사업(민관 130억원)으로 천연가스 엔진개발
- '98년 7월 시범운행 : 인천, 안산 4대의 시내버스 (충전소 2개소)

대외 여건

월드컵 환경이미지 제고
일본(30 ㎍/㎡)대 비 서울(68 ㎍/㎡) 대기오염 심각

월드컵 환경 이미지 제고를 위한 개최도시 중심으로 천연가스버스 보급 추진

연료상태에 따른 분류

압축천연가스 자동차

내압용기에 기체상태의 천연가스를 200~250bar로 압축하여 엔진연료로 쓰는 방식으로 대부분의 천연가스 자동차가 사용하는 방식

액화천연가스 자동차

천연가스를 –162℃에서 액화한 천연가스 (LNG)를 초저온 단열용기에 담아 연료로 사용하는 방식

흡착천연가스 자동차

활성탄 같은 흡착제에 천연가스를 30~60kg/㎠ 가압 저장하여 사용하는 방식

연소방식에 따른 분류

전소 자동차

천연가스만을 연료로 사용하는 방식으로 천연가스에 최적으로 맞춘 엔진을 만들 수 있어 출력성능과 배출가스저감 능력이 좋아 세계에서 가장 많이 사용

겸용 자동차

천연가스와 휘발유 또는 LPG를 저장하여 그 중 한 가지를 선택하여 연료로 사용하는 방식 (천연가스 충전 환경이 좋지 않을 때 사용하기 적합)

혼소 자동차

압축천연가스와 경유를 따로 저장하여 두 가지 연료를 혼합하여 사용하는 방식이다.

천연가스 자동차 구조

천연가스자동차는 연료의 저장형태에 따라 CNG자동차, LNG자동차로 구분됨

CNG(Compressed Natural Gas) 자동차

기체상태의 천연가스를 고압으로 압축, 내압용기에 저장하여 연료로 사용

LNG(Liquified Natural Gas) 자동차

액체상태(-162℃)의 천연가스를 초저온용기에 저장하여 연료로 사용

CNG버스

LNG화물차

천연가스 자동차(Natural Gas Vehicle)의 특징

청정성

경유차량과 비교시 매연이 100% 저감, Nox 65%저감

가솔린 차량과 비교시 CO2 10~20%, CO 80~90% 배출량 감소

저온 시동성이 우수하며, 천연가스는 옥탄가 130으로 가솔린(100)보다 높아 친환경적인 에너지

질소산화물 등 오존영향물질 70% 이상 저감

소음 2~3dB(A)이상 낮음

안전성

공기보다 가벼워(0.6배) 외부유출시 신속히 확산되어 폭발우려가 없음

연소 하한계가 다른 연료에 비해 높고 자연발화 온도도 높기 때문에 안전함

연료장치에는 과류방지밸브, 용기밸브, 주밸브 같은 안전장치를 장착함

내압용기는 20.7㎫ 압력에도 충분한 강성을 가지도록 설계되었음

화재가 발생하면 용기안전밸브가 작동하여 용기 안에 있는 충전가스를 빠르게 빼내 용기 압력 상승을 막아 파열을 막음

경유 대비 LNG화물차의 친환경

출처 : 환경부, LNG화물차 보급 타당성 평가 용역 (18.8~19.4)

버스, 화물차 현황

CNG버스

CNG화물차

LNG 화물차

LNG 건설기계


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