화학뉴스

일본이 중량차용 수소 내연기관(엔진) 개발에 나섰다.
일본 환경성은 트럭 등 중량차용 수소 내연기관 개발을 지원함으로써 현재 전체 이산화탄소(CO2) 배출량의 약 20%를 차지하고 있는 수송부문의 탈탄소화에 박차를 가할 예정이다.
중량자동차는 높은 출력효율이 필요해 전동화가 어려운 것으로 알려졌으나 휘발유(Gasoline) 대신 수소를 사용하는 수소 내연기관을 적용하는 방안을 검토하고 있다.
수소 내연기관은 수소를 직접 엔진에서 연소시키는 방식이며 실용화된다면 연소된 수소가 공기 중 산소와 만나 물이 돼 이산화탄소를 배출하지 않는 제로에미션 자동차를 만들 수 있을 것으로 기대되고 있다.
수소 내연기관의 구조는 휘발유나 디젤(Diesel)을 연소시키는 기존 엔진과 거의 동일하고 고출력을 계속 낼 수 있어 간선수송용 대형 트럭에 적합할 것으로 예상된다.
환경성은 2021회계연도 신규사업으로 수소 내연기관을 활용한 중량자동차 개발 및 실증을 목적으로 한 수소 내연기관 활용에 따른 중량자동차 등 탈탄소화 실증사업을 시작했다. 경제산업성과 연계해 추진하며 예산 7억엔을 책정했고 이미 관련기업과 연구기관, 지방자치단체 등을 대상으로 공모에 나선 상태이다.
수소 내연기관 활용에 따른 중량자동차 등 탈탄소화 실증사업은 3년간 진행하는 프로젝트이며 첫해에는 실증사업에 사용할 신규 자동차 혹은 개조 자동차, 시험설비 등을 개발 및 조달해 수소 내연기관에서 발생하는 질소산화물(NOx) 등 폐가스량을 조사할 계획이다.
둘째 해에 수소 내연기관 탑재 자동차로 일반 번호판을 취득하고 공공도로에서 주행시험을 실시하며 마지막 해에 수송기업과 함께 실제 배송경로를 주행해보거나 출력이 충분한지를 검증할 예정이다. 실증실험에 사용할 수소는 당분간 신재생에너지 베이스 수소만 사용하기로 했다.
환경성은 수소 내연기관 활용에 따른 중량차 등 탈탄소화 실증사업이 중량차의 탈탄소화를 위한 첫번째 도전이 될 것으로 기대하고 있다.
추후 메타네이션을 통한 수소와 이산화탄소로 제조한 메탄(Methane)을 연료로 사용하는 천연가스 자동차를 개발하는 방안도 검토하고 있으며 2020년대에 모든 프로젝트를 완성하지 못해도 2050년 탄소중립을 위해 여러 방안을 제안하고 검증에 의미가 있다고 판단하고 있다.
수소 내연기관 활용에 따른 중량자동차 등 탈탄소화 실증사업의 예산을 2022회계연도 이후 확대할 수 있다면 중량자동차처럼 높은 출력효율을 필요로 하는 건축기계 및 중기 분야에도 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
수소 내연기관 자동차는 도요타자동차(Toyota Motor)가 2021년 4월 개발에 착수했고 연료전지자동차(FCV) 엔진보다 저가여서 보급이 쉽고 수소 수요 확대에 크게 영향을 미칠 것으로 예상된다.
일본은 자동차 전동화와 함께 내연기관이 사라지면서 총 550만명의 관련 종사자 가운데 100만명 이상이 직업을 잃을 것으로 우려되고 있다.
하지만, 내연기관을 사용하는 수소엔진 자동차나 합성연료를 사용하는 천연가스 자동차 등이 개발되면 탈탄소화는 물론 자동차산업 고용문제 해결에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.