요소수 난리, 경유차 환원제의 부족

중국의 '요소' 수출 제한과 함께 국내에서 화물차 등에 들어가는 요소수 품귀 현상이 발생하자 물류대란 우려되고 있다.  요소수는 경유차가 배출하는 미세먼지 유발 물질인 질소산화물을 질소로 바꾸는 환원제다. 최대 생산국인 중국에 요소수의 원재료인 석탄이 부족해지자 한국에는 요소수 부족 파동으로 번졌다. 국내 요소수 품귀 현상으로 10L에 1만 원 안팎이던 요소수 가격은 최근 10만 원까지 올랐다. 관세청의 자료에 따르면 2020년 전체 요소 수입량 83만 5715톤 중 중국에서 수입한 양이 55만 2420톤을 차지했다. 이중 22만 4566톤은 비료나 비료제조용, 나머지 32만 7854톤이 기타로 분류돼 산업·선박·차량 등에 사용된다. 정부는 이 중 차량용이 약 8만 톤이라고 밝혔다.

 

허일정 한국화학연구원 환경자원연구센터장은 3일 “차량용 요소수를 당장 대체할 물질은 없다”고 말했다. 요소수는 질소산화물(NOx)에서 산소를 떼어내 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 바꾸는 환원제다. 경유차에서 암모니아로 바뀌어 질소산화물과 반응하기 때문에 암모니아를 대체물질로 떠올릴 수 있지만 현재로서는 기술적으로 실현하기 어렵다. 허 센터장은 “차량에 암모니아 탱크를 추가로 달아야 할뿐더러 현행법상 달 수도 없다”고 말했다. 이밖에도 거론되는 환원제가 있지만 아직 상용화된 것은 없다. 허 센터장은 “이전부터 화학연에서는 탄화수소, 일산화탄소, 수소 등을 환원제로 사용하는 연구를 하고 있었다”며 “경유를 환원제로 사용하는 방안이 실증 단계에 있지만 요소수보다 질소산화물 제거 성능이 낮은 문제가 있다”고 말했다. 이 때문에 화학연에서는 신규 차량이 아닌 노후 차량에 저공해 장치 지원 사업의 일환으로 적용하는 방법을 강구하고 있다.

 

정부는 현재 산업용 요소수를 차량용으로 전환하는 방안을 검토하고 있다. 허 센터장은 “이론적으로 산업용 요소수의 순도를 높이면 차량용으로 사용이 가능하다”고 말했다. 경유차용 요소수와 선박용·산업용 요소수의 차이는 순도다. 순도가 다른 이유는 경유차와 선박·산업에 사용하는 촉매가 다르기 때문이다. 요소수는 질소산화물과 반응할 때 별도의 촉매가 반드시 필요하다. 이때 경유차는 제올라이트계 촉매를, 선박·산업은 바나디아계 촉매를 사용한다. 허 센터장은 “경유차는 비교적 온도가 낮은 환경에 노출되는 경우가 많고 경유에는 황도 덜 포함돼 있는 반면, 선박에 사용되는 벙커C유에는 황이 많이 포함돼 있다”며 “제올라이트계 촉매는 황 성분이 많으면 수명이 단축돼 경유차에만 사용한다”고 말했다. 허 센터장은 “요소수에 불순물이 많으면 제올라이트계 촉매의 수명이 빨리 단축되기 때문에 경유차 요소수는 순도가 높아야 한다”며 “산업용 요소수를 잘 정제할 수 있다면 경유차에도 쓸 수는 있을 것”이라고 말했다. 환경부는 산업용 요소수의 재고 현황을 파악하고 차량용으로 전환할 수 있는 지에 대한 기술 검토를 진행하고 있다. 기술검토 결과를 이번 주말이나 다음주 중에 나올 것으로 전망된다. 다만 요소수 제조업계는 요소수 정제가 불완전할 경우 질소산화물 제거 장치의 고장 가능성을 이유로 우려를 표하고 있다. 

 

전 세계 자동차 기업은 요소수가 반드시 필요한 경유차를 포함해 내연기관차 생산량을 점차 줄일 예정이다. 그 자리를 전기차나 수소차 등의 친환경 자동차로 메운다는 계획이다. 그럼에도 허 센터장은 “요소수 국내 생산과 대체물질 개발이 필요하다”고 말했다. 그는 “연간 생산하는 신규 차량 수보다 이미 생산돼 도로를 달리는 차량이 훨씬 많다”며 “당장 모든 차량이 전기차로 바뀌지 않는 한 앞으로 10년, 20년 동안의 미세먼지 절감을 위해서는 우수한 성능의 환원제 확보가 반드시 필요하다”고 말했다.

 

 

이상, 출처; 동아사이언스

[요소수 수급 위기]요소수 대체 물질 없어…산업용 요소수 전환 이론적으론 가능 : 동아사이언스 (dongascience.com)

 

 

 

지난달 말부터 중국산이 3분의 2를 차지하는 국내 요소수 공급에 난항을 겪으면서 요소수 품귀 현상이 지속되고 있다. 요소수가 없으면 화물차를 운행하기 어려운 만큼 요소수  가격이 2~10배로 뛰는 대란도 이어졌다. 품귀 현상이 일어나기 전까지는 주유소에서 10L 기준 9000~1만2000원꼴이었다.

 

요소수는 요소(32.5%)를 물(67.5%)에 희석해서 만드는 물질이다. 이 물질 자체는 색깔이 없고 독성도 없다. 유럽에서 제정한 국제 차량용 요소수 품질 기준에서 심사과정을 거쳐 인증받으면 경유 차량에 사용할 수 있다. 경유 차량에 요소수를 넣는 이유는 배기가스 중 오염물질을 70% 이상 줄여주기 때문이다. 요소수는 경유 차량이 주행하는 동안 발생하는 열에 의해 암모니아로 바뀌어 배기가스와 화학반응을 한다. 이때 발암물질인 질소산화물이 환경에 무해한 물과 질소로 바뀐다. 

 

메르세데스 벤츠 E350에 장착된 요소수 탱크. 위키미디어 제공

 

오래된 경유 차량에는 요소수가 들어가지 않는다. 그만큼 대기오염도 많이 시킨다. 2015년 유럽연합(EU)이 경유차 배기가스를 규제하기 위해 유로6를 시행하기 시작하면서, 이후 출시된 경유 차량에는 의무적으로 요소수를 넣는 배출가스 저감장치(SCR)가 달려 있다. 경유를 넣는 일반 자가용뿐만 아니라 버스 같은 대중교통, 트럭 등 화물차와 지게차, 포크레인, 레미콘, 소방차 등이 이에 속한다. 이런 차량에는 연료를 넣는 주유구 옆에 요소수를 넣는 주입장치(Adblue 주입구)가 달려 있다. 연료가 거의 소진되면 주유소에서 주유하듯이 요소수도 부족해지지 않도록 주기적으로 보충해줘야 한다. 연료와 마찬가지로 요소수가 부족해도 계기판에 경고등이 뜨며, 요소수가 소진되면 차량 엔진 시동이 꺼지고 더 이상 주행하지 못한다. 한번에 5L 정도 주입하면 된다. 만약 요소수를 제때 넣지 않으면 오염물질 발생이 증가하게 되고, 시동이 걸리지 않거나 출력이 65%까지 떨어지는 등 주행에 문제가 생길 수 있다. 현재 국내에서 운행되는 디젤 화물차 약 330만대 중 약 60% 정도에 SCR이 장착돼 있는 것으로 알려졌다.  

 

마트에서 판매하고 있는 요소수. 이마트 제공

 

이번에 품귀현상이 일어나기 전까지는 주유소와 대형마트, 심지어는 인터넷홈쇼핑으로도 요소수를 구하기가 쉬웠다. 가격도 10L 기준 9000~1만2000원으로 저렴했다. 요소수 품귀현상이 장기화하면 경유 차량 운행이 어려워져 결국 택배와 물류, 건설업 등 여러 산업계 전반적으로 악영향을 미칠 것으로 우려된다.

 

 

이상, 출처; 동아사이언스

[요소수 수급 위기] 화물차 주행에 연료 만큼 꼭 필요한 요소수... 요소 32.5%를 물에 희석해 만든 것 : 동아사이언스 (dongascience.com)