[오토저널] 자동차를 병들게 하는 가짜 석유

2021.01.20. 09:23:58

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연료와 자동차자동차는 우리의 일상생활 깊숙이 자리 잡고 있으며 지인들과의 담화에서도 단골 메뉴로 등장한다. 자동차에 대한 대화 내용을 보면 최고속도, 출력, 연비, 승차감 및 편의성 등 다양하게 이야기가 오가면서 자동차에 조금 더 관심이 있는 분들은 엔진의 특성에 대해서도 언급하지만 정작 연료에 대해서는 거의 대화가 이루어지지를 않는다.

연료와 자동차의 관계는 연료의 연소에 의해서 발생된 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 얻어진 동력에 의해 엔진이 작동하여 자동차가 주행하게 된다. 물론 전기자동차는 별개의 얘기가 되겠지만 내연기관을 주 동력으로 하는 자동차에 있어서는 연료의 연소 없이 자동차의 주행은 불가능하다.

가짜 석유 주유 형태
이처럼 자동차 주행의 근원이 되는 연료를 주유할 때 순간의 금전적 이득에 현혹되어 가짜 석유를 사용하는 경우가 아직도 있다. <그림 1>은 일반소비자 등의 비석유사업자가 가짜 석유를 주유하는 형태로 (a)는 차고지에 가짜 석유를 보관하고 자신의 차량에 주유하는 경우이며 (b)는 탑차 내부를 불법으로 개조하여 주유기가 부착된 섬유강화 플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics) 탱크를 싣고 다니면서 차량에 가짜 석유를 주유하고 있는 모습이다. 불법 개조 탑차의 경우는 석유사업자가 단속을 피하기 위해 활용하는 경우도 있는데 화재 등 안전사고의 위험성도 심각하다.

<그림 2>는 주유소 등의 석유사업자가 이동판매차량을 이용하여 가짜 석유를 판매하는 모습으로 (a)는 이동판매차량이 공사현장에서 건설기계에 가짜 석유를 주유하는 모습이며 (b)는 심야시간에 석유사업자가 소비자 차량에 가짜 석유를 공급하는 장면이다. 사진에서와 같이 어린이 학원버스뿐만 아니라 관광버스 등 많은 승객이 이용하는 차량이 가짜 석유 영향으로 주행 중 차량에 고장이 발생하여 엔진이 정지하게 되면 심각한 2차 사고까지도 발생할 수 있는 우려를 갖게 된다.

가짜 석유 유통 현황
공업 세척제 및 페인트 희석제 등 가짜 석유 원료로 사용되던 용제의 유통 투명성이 확보되고 한국석유관리원에서 운영하는 수급보고 시스템에 의해 지속적인 관리가 되면서 가짜휘발유는 거의 자취를 감추었지만 등유가 혼합된 가짜경유는 아직도 간헐적으로 유통되고 있다.

<그림 3>은 2016년부터 2020년 7월까지의 가짜 석유 유형별 적발 현황으로 등유가 혼합된 가짜경유의 형태가 90% 이상을 차지하고 있다. 한국석유관리원의 지속적인 단속 노력에 의해 등유가 자동차용 연료로 유통되는 행위가 감소 추세에 있기는 하지만 주유소 및 일반판매소 등의 석유사업자가 한 사업장 내에서 자동차용 경유와 등유를 취급·판매하고 있기 때문에 원천적인 근절에 어려움이 있는 실정이다.

품질기준 비교
‘석유 및 석유대체연료 사업법’은 석유제품의 품질기준에 대해 정의하고 있는데 등유는 난방 및 취사 등의 용도에 적합하도록 생산된 연료이기 때문에 품질기준이 경유와는 많은 차이가 있다. 특히, 윤활성 은 연료가 윤활유 역할까지 해야 하는 경유자동차의 고압분사펌프에 매우 중요한 항목임에도 불구하고 등유에는 품질기준이 없기 때문에 경유자동차에 등유 사용 시 치명적인 악 영향을 끼칠 수 있다. 자동차용 경유는 <표 1>에 나타낸 항목을 포함하여 총 17 항목에 대해 품질기준이 있지만 등유는 7 항목에 대해서만 품질기준을 갖고 있다.

등유가 자동차 성능에 미치는 영향
등유 사용 시 자동차에 미치는 영향을 확인하기 위해 성능평가를 수행했다. 시험차량은 EURO 5 규제를 만족하는 1.6L 급 경유승용차를 사용했으며 평가방법은 실도로 내구 주행 후 시험실에서 경유자동차 배출가스 규제모드(NEDC, New European Driving Cycle)로 평가를 하였다. 실도로 내구 주행조건은 주중 출·퇴근 및 주말 장거리 운전을 고려하여 시내·외 주행과 고속도로 주행을 7:3의 비율로 구성하였다. 배기가스 시험은 경유 주유 후 시험(자동차용 경유 0km)을 하고 연료를 등유로 교체 후 시험(등유 0km), 실도로 내구 주행 후 시험(등유 36,000km), 주요 부품 교체 후 시험(부품교체 후 0km)의 순서로 진행했다.

실도로 내구 주행거리가 약 21,000km에 도달했을 때 주행 중 시동 꺼짐 현상이 발생하여 차량을 견인 후 점검한 결과 고압펌프의 고장으로 연료공급이 차단되어 시동 불가 상태가 된 것으로 판명되었다. 고압펌프 교체 후 내구 주행을 계속 진행한 결과 약 15,000km 주행 중 동일한 현상이 발생했다. 고장 난 고압펌프를 탈거 후 분해하여 확인한 결과 <그림 4>에서 보는 바와 같이 고압펌프의 축과 저압펌프가 파손되어 있었다. 이는 품질기준 비교에서 언급하였듯이 등유는 윤활성이 매우 안 좋기 때문에 부품 손상에 영향을 미친 것으로 판단된다.

대기환경에 미치는 유해 배기가스 배출특성에 대한 시험은 두 번째 실도로 내구 시험 종료 후 시동이 불가하여 고압펌프 교체 후 평가를 수행하였으며 그 결과는 <그림 5>와 같다.

자동차용 경유 0km와 등유 0km를 비교해보면 등유를 사용했을 때 배기가스가 미세하게 증가하지만 궁극적으로 36,000km 실도로 내구주행 후에는 배기가스가 전 항목에 걸쳐서 높게 배출되고 있다. 자동차에서 배출되는 주요 3대 배기가스인 일산화탄소(CO), 탄화수소(THC), 질소산화물(NOx)은 최대 약 12배 증가하였으며 온실가스에 영향을 미치는 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)은 최대 약 20배, 미세먼지의 주범으로 간주되는 입자상물질(PM)은 약 673배 증가하였다.

등유 장기간 사용으로 고압펌프 외 다른 주요부품도 손상을 입었을 것으로 판단되어 인젝터, 배기가스 재순환장치(EGR, Exhaust Gas Recirculation) 및 매연저감장치(DPF, Diesel Particulate Filter) 등의 부품 교체 후 배기가스에 대해 재평가를 진행하였다. 최초 등유를 주유했을 때의 시험결과와 비교해보면 대부분의 배기가스가 주요부품 교체 후에도 높게 나왔으며 입자상물질의 경우는 약 139배까지 증가하였다. 연료계통과 배기가스 저감장치 등 주요 부품 교체 후에도 배기가스가 높게 나온다는 것은 엔진을 포함하여 자동차를 구성하고 있는 많은 부품에도 가짜 석유가 안 좋은 영향을 미친다고 볼 수 있다.

가짜 석유 근절 필요
사람이 건강을 위해서 좋은 음식을 먹는 것과 마찬가지로 자동차의 엔진도 좋은 성능을 유지하기 위해 정상적인 연료를 사용해야 된다는 것은 너무도 당연한 이야기임에도 불구하고 이를 간과하는 경우가 많다. 사람이 몸에 해로운 음식을 지속적으로 섭취한다면 바로 이상 징후가 없더라도 몸은 궁극적으로 병들어 가게 된다. 자동차의 엔진도 마찬가지다.

정상적이지 않은 가짜 석유를 사용하게 되면 단기적으로 큰 이상을 느끼지 못하더라도 인젝터 및 고압펌프 등과 같은 연료계통의 주요부품은 그 기능이 저하되어 불완전연소의 빌미를 제공하게 되며 이는 출력 및 연비가 저하되고 유해 배기가스가 증가하게 된다. 지속적인 가짜 석유 사용으로 엔진의 주요부품이 파손된다면 시동 자체가 불가능할 것이며 주행 중에 이러한 현상이 발생하여 시동이 꺼지게 된다면 보다 심각한 2차 사고의 유발까지도 걱정을 해야 할 것이다. 나 자신뿐만 아니라 가족의 안전과 건강을 위해서라도 가짜 석유는 반드시 근절되어야 한다.

글 / 김기호 (한국석유관리원 )
출처 / 오토저널 2020년 11월호 ( http://www.ksae.org )

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