환경데일리 - 자동차, 친환경 기준 어디까지 왔나

▲포스코와 한국지엠이 공동으로 개발 추진하고 있는 기가스틸, 최근 양사는 차체 모형을 선보였다. 제공 POSCO

[환경데일리 최인배 기자]새로운 모델 신형 자동차가 나오면, 자연을 벗삼아 도로를 달리고, 자동차가 마치 자연의 한 일부인냥 좀 과장된 매개체로 소개한다.

그러나, 자세히 보면 최첨단 기능을 탑재됐다는 자동차의 배기기관은 ㎞(킬로미터당)평균 140g은 나온다. 더 큰 문제는 연식이 쌓여갈수록 자동차에서 내뿜는 이산화탄소 배출량은 점점 증가한다는 불문율이 공식이다.
 

그래서 디젤연료 자동차는 미세먼지의 공공의 적이 됐고, 최근 들어 LPG, CNG 연료로 운행하는 자동차, 더 나아가 전기자동차, 수소전지자동차에 대한 로망이 확대되고 있는 시대상도 엿볼 수 있다.

 
자동차 제조사들은 CO₂ 배출량 감소를 위해 연비 좋은 자동차를 만드는 경량화 방안을 끊임없이 연구하고 고민해 왔다.

그러나 몇몇 경량 소재의 경우, 제조시 발생하는 탄소 배출량이 높아 경량화의 장점이 상쇄되는 문제점이 있다.

최근 캘리포니아대 환경과학경영 대학원  롤랜드 가이어(Roland Geyer) 부교수는 자동차의 탄소 배출량 측정에 있어 더욱 포괄적인 생애주기 평가가 필요하다고 신선한 주장을 냈다.

가이어 부교수의 주장은 자동차의 지속 가능성을 측정하는 요소로 단지 연비 효율만 고려해서는 안 된다는 취지다.

그가 말하는 자동차의 전체 생애주기 평가 도구 'LCA(Life Cycle Assessment)'가 무엇인지 보겠다.

내연기관 자동차가 기후 변화에 미치는 영향은 대부분 배기관의 이산화탄소(CO₂) 배출로 인해 발생하며, 차량 제조 및 폐기, 혹은 연료 생산과 같은 그 외의 제품 생애 단계에서는 온실가스 배출량이 훨씬 적은 편이다. 그렇다 보니 자동차로 인한 기후 변화 영향을 줄이기 위한 정책은 주로 배기관 배출량 감소에 집중된 것이 사실이다.

자동차 제조사가 연비 개선을 위해 소재 경량화에만 집중하다 보면, 차량의 전체 생애주기 동안에는 오히려 탄소 배출량을 증가시키는 결과를 초래할 수도 있다. 이는 바이오 연료나 전력 전달 장치, 혹은 가벼운 소재로 만든 차량과 같이 연료 절약을 위한 소재에도 똑같이 적용되는 이야기이다. 때문에 자동차 환경 정책은 자동차 제조 과정부터 폐기까지의 전체 생애주기를 고려해야만 이처럼 부정적인 결과를 피할 수 있다.

특히 바이오 연료 비평가들은 바이오 연료가 오히려 직간접적으로 더 많은 온실가스 배출을 일으킬 수 있다고 주장한다. 이러한 전기자동차 회의론자들은 전기자동차가 상용화될 경우 실제 자동차를 사용하면서 발생하는 배기관 배출량이 감소하더라도, 가벼운 소재를 생산할 때 발생하는 온실가스 배출량이 더 높을 수 있다고 한다.

그러므로 자동차가 기후 변화에 미치는 영향을 줄이기 위한 환경 정책은 원재료 생산 시 온실가스 배출량이 높아 전체적인 목표를 심하게 반감시킨다거나, 혹은 완전히 무효화시키지는 않는지에 대한 고민이 필수적이다.
 
자동차 경량화는 효과적인 자동차 기후 정책에 특히 더 위협적일 수 있다. 드라이브 트레인(동력전달기구)의 효율성을 높이고 연료와 전기의 이산화탄소 비중을 줄이는 추세는 자동차의 무게 감량으로 얻는 이점을 더욱 반감시킬 수 있다. 그러므로 배기관에만 초점을 맞춘 규제로 인한 의도치 않은 결과까지 고심하는 것이 앞으로 더욱 중요해진다고 봐야 할 것이다.

때문에 2014년에 개정된 EU의 자동차 CO₂ 배출 규제에서는 '정책 활동은 원재료 생산 부문의 이산화탄소 배출이 추후 자동차 사용 시 향상된 에너지 효율을 반감시키면 안 된다.'고 명시하고 있다.

의도치 않은 결과를 피하는 유일한 방법은 제품의 전체 생애주기에 대해 고민하는 생애주기 평가(LCA)를 활용하는 것이다. LCA는 국제 기준을 적용한 체계적인 환경 평가 도구로, 약 50년간의 실행과 개발을 거듭했다. 이는 제품 생애주기에서 발생하는 모든 배출량을 설명할 수 있는 정밀한 방법론으로, 환경적인 균형을 확인하고 측정하는 가장 이상적인 수단이다. 

오늘날 LCA는 학계, 산업, 정부 그리고 NGO에서 널리 사용된다. 학계와 더불어, 기업과 산업 협회들은 LCA 전개를 주도하고 있다. 대부분의 자동차 제조사는 이미 생애주기를 고려하고 LCA를 반영하고 있으며, 소재 제조사도 이러한 방법을 적용하는 추세다. 

유럽연합 위원회(European Commission)를 포함, 전 세계 환경 보호 단체들은 LCA를 '제품의 잠재적 환경 영향 평가를 위해 현재 이용 가능한 최고의 체계'라고 칭한다. 생애주기에 중점을 둔 환경 규제는 아직 도입기며 많은 과제가 남아 있다.

그런데도 캘리포니아의 저탄소 연료 기준(Low Carbon Fuel Standard)과 같이 환경 규제 관계자와 입법자들은 생애주기 관점에서 바라본 법률 제정의 초안을 작성하기 시작했다.

자동차 온실가스 배출에 대한 규제는 환경 관련 제품에 최고 수준의 정책적 기반을 만들고, 성공적인 환경 법안의 새로운 영역을 시작할 기회이다.  

가이어 부교수의 주장처럼, 성공적인 자동차 환경 정책을 위해서는 원재료 생산부터 폐기 및 재활용 단계까지의 제품 생애주기를 고려해야 한다.

▲롤랜드 가이어 박사

여기서 잠깐 살펴보면, 자동차 폐차장은 그야말로 발암물질 덩어리들이 주변을 크게 오염시키고 있다. 이를 체계적으로 관리는 지자체에서 관리하는 것이 고작이다.

다행히도 자동차 강판의 발전 덕분에 이제 자동차 제조사는 강도 높고, 가벼우면서, 동시에 제품 생애주기 동안의 탄소 배출량까지 낮은 소재를 활용할 수 있게 됐다.

포스코(posco) 기가스틸는 매우 훌륭한 사례도 있다.

갈수록 강화되는 연비규제, 안전기준, CO₂ 배출량 규제로 인해 자동차 제조사들은 이 모든 조건을 만족하는 꿈의 자동차 소재를 찾기 위해 고심하고 있다. 이런 니즈에 따라 개발된 포스코 기가스틸은 고강도, 가공성, 경량화는 물론 타 소재 대비 제품 생애주기 동안의 탄소 배출량이 매우 적으며, 재활용까지 가능한 친환경 소재다.

가볍고 지속 가능한 철 소재를 찾는 자동차 제조사를 위한 포스코 기가스틸의 특장점에 대해 시장에서 러브콜이 높아지고 있다.

▲온실가스 배출량이 사용 단계에서는 감소하나, 전체 생애주기 중 제조 단계에서는 급격하게 증가한다. 생애주기 평가(Life Cycle Assessment, LCA)가 없다면, 몇몇 경량화 전략은 전체 과정 중 배출량이 오히려 증가하는 결과를 초래할 수 있다.

5년 전, POSCO는 자체 개발한 PBC-EV(POSCO Body Concept-Electric Vehicle) 차체는 포스코의 '기가스틸'과 자사 초고강도강을 사용해 기존 차체 대비 차량 무게를 26.4%나 줄였고, 국제자동차안전표준에 포함된 모든 기준과 요구 사항을 만족시키며 높은 충돌 안전성도 입증해 주목을 받았다.

강도와 경량화 이외에도, 포스코의 '기가스틸'은 한발 나아가 친환경적인 소재다. 기본적으로 재활용이 가능한 철강재로 제조단계에서도 CO2 배출량이 다른 소재 대비 월등히 낮습니다. 1kg 생산 기준, 철은 2~2.5kg의 CO₂를 배출하는데 비해, 알루미늄은 11~12.6kg으로 5배 이상 많은 이산화탄소를 배출한다.

자동차로 생산된 이후까지를 포함한 전체 제품 수명 주기를 감안하면 누적 온실가스 배출량을 약 10%가량 줄일 수 있다. 

이런 꿈의 자동차 소재라면 가격은 '기가스틸'과 알루미늄으로 각각 자동차를 만든다고 했을 때, 알루미늄으로 만든 자동차가 소재비는 3.5배, 가공비용은 2.1배가 더 든다. 문제는 소비자가격이다.

현대기아차 관계자는 "연비를 확 줄이고, 차체는 지금보다 10배 이상 가벼우면서 10배 이상 튼튼한 자동차라며 오히려 연비절감은 물론 이산화탄소도 지금보다 10배 이상 줄이는데 매우 중요한 소재임이 틀림없다."고 말했다.