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천연가스버스
천연가스버스(CNG Bus)는 압축천연가스를 연료로 사용하는 버스로, 기존의 버스보다 연료가 연소할 때 발생하는 매연이나 미세 먼지가 적고 소음이 덜 발생한다.
개요
천연가스 자동차는 연료의 사용 형태에 따라 압축된 천연가스를 연료원으로 사용하는 압축천연가스(CNG) 자동차와 액화 상태의 천연가스를 사용하는 액화천연가스(LNG) 자동차, 천연가스를 연료 용기에 흡착·저장하였다가 사용하는 흡착 천연가스(ANG) 자동차 등이 있다. 천연가스버스는 이 중에서 주로 압축천연가스를 사용하기 때문에 CNG버스(Compressed Natural Gas Bus)라고도 한다.[1]
특징
대한민국에 천연가스버스가 처음으로 등장한 것은 1998년 중반 즈음이다. 당시 현대자동차의 최초 천연가스버스 차량은 인천 삼환교통에, 대우버스의 경우 안산 경원여객에 투입되었다. 삼환교통 차량의 경우 잔고장 문제로 조기 대차 되었지만, 경원여객에 있던 최초의 천연가스버스의 경우 내구연한을 다 채울 때까지 다녔다. 그리고 천연가스버스 차량의 경우는 차량의 창틀 위에 '쾌적한 도시환경 - 천연가스버스가 만들어 갑니다.'라는 문구가 붙어있는데, 지역과 차량에 따라 색상이 바뀌며 앞쪽에 있기도 하고 뒤쪽에 있기도 하다. 아직 천연가스버스의 가격이 디젤 버스에 비해 높은 편이라 버스 회사에서 전부 비용을 내기엔 부담이 크다. 이 때문에 아직은 정부에서 천연가스버스를 구매하는 버스회사에 보조금을 지급하는 상황이다. 원래는 해당 노선의 면허 인가 지자체에서 지급하는 것이었지만 환경부에서 관련 규정을 바꾸어서 현재는 해당 노선이 경유하는 행정구역 지자체가 지급하도록 법을 바꾸었다. 게다가, 아직 여전히 디젤 차량에 비해 모자라는 출력도 단점으로 꼽힌다. 2000년 초창기의 천연가스버스에 비해 출력은 눈에 띄게 좋아졌으나 그만큼 디젤 차량의 출력 또한 저만치 올라가 있기 때문에 결과적으로 여전히 차이가 존재한다. 기사님들의 말로는 이제 일반적인 운행의 경우 별문제가 없지만, 사람을 많이 태운 상태에서 오르막길을 올라갈 때는 디젤 차량에 비해 확실히 차가 힘겨워하는 것이 느껴진다고 한다. 연비 또한 가스 차량이 그렇듯 디젤보다 떨어진다. 이렇듯 천연가스버스는 기존의 경유 버스에 비해 환경적인 면에서 우위를 점하지만 반대로 경제적인 면에서는 오히려 뒤떨어진다고 볼 수 있겠다. 새로 출시한 전기버스에 비해 가격은 3배 이상 싸지만 저상대 대다수인 전기버스보다 고상이 주류라는 단점이 존재한다. 그렇기 때문에 저상버스를 늘리기 위해 천연가스 버스가 조금씩 줄어드는 추세다.[2] 기체 상태인 압축천연가스를 원료로 하므로, 기존의 경유 차량과 비교했을 때 환경친화적인 연료인 천연가스를 사용하기 때문에 매연이 배출되지 않으며, 반응성 탄화수소(NMHC) 및 일산화탄소(CO)의 배출량이 매우 적다. 또한, 연료 중에 황 성분이 없기 때문에 황산화물(SOx)이 배출되지 않으며, 전자제어 엔진, 희박 연소 등의 신기술로 질소산화물(NOx)의 배출량을 최대한 억제한다. 특히, 소음․진동이 매우 적어 뛰어난 정숙성을 발휘한다. 또한, 천연가스 자동차의 주행성능과 연비는 기존 차와 비교해도 손색이 없으며, 옥탄가가 가솔린보다 높아(옥탄가 130 정도) 엔진의 효율을 높일 수 있다.[3] 게다가, 연료인 압축천연가스의 안전성도 높지만, 일반 버스에 비해 차량의 가격은 비싼 편이다. 천연가스버스의 기본 구조는 경유 버스 등 종래의 차와 같고, 연료 계통만이 다르다. 연료인 천연가스는 고압(200kg/㎠)으로 압축되어 가스 용기에 저장되며, 압축된 가스는 용기로부터 연료 배관을 거쳐 감압밸브에서 사용압력으로 감압된 후, 공기와 혼합되어 엔진 내부로 공급된다.[1] 특히, 천연가스 자동차의 가스용기는 자동차부품 중에서 가장 튼튼하게 제작되어 있어 700℃의 불 속에서도 파열되지 않으며 30m 높이에서 낙하시켜도 파열되지 않는다.
경유 버스와 비교
지구상 대부분 인간은 지금 화석연료로 인해 건강에 해로운 공기를 마시고 있다. 노후경유차 폐차에서 한발 더 나아간 수준이다. 그러나 수입차 대부분이 경유차로 친환경 자동차 보급정책에 역행하고 있는 것이 현실이다. 경유차 등록현황 및 비중을 살펴보면 최근 국내 경유차 등록현황은 전체 차량 대비 42.6% 비중을 차지하는 매우 높은 수준으로 증가추세에 있다. 미세먼지의 온상으로 알려진 중국과의 협조도 중요하지만 내부적으로 실천할 수 있는 항목부터 챙겨야 할 것이다. 미세먼지 영향 연구 결과를 보면 교통 부분이 37%를 차지하고 있다. 따라서 경유 버스의 미세먼지(PM10) 배출량은 경유 승용차의 46배, 질소산화물(NOx) 163배 높게 나타났다. 경유 엔진 대비 CNG 엔진의 배출가스 저감률은 일산화탄소는 84% 저감되었으며, 질소산화물은 47%, 입자상 물질은 100% 저감되었다. 오염 물질별 사회적 비용을 산출한 결과 경유 버스는 연간 3,264만2,332원/년, CNG버스는 1,992만6,531원/년인 것으로 분석됐다. 사회적 비용만 비교했을 때 CNG버스는 경유 버스 대비 연간 1,271만5,801원의 환경 편익이 크게 발생한다. CNG버스의 사회적 편익효과 분석은 연료비 절감에 따른 경제적 편익에 환경 편익을 더하여 산출하며, CNG버스의 사회적 환경 비용 편익은 1만9,926원이다. 이는 유가보조금 적용 여부를 떠나서 사회적 비용에서 연료비용을 뺀 것이다.가장 중요한 점은 경유 버스를 CNG버스로 전환 시 사회적 비용은 1만6,269원(유가보조금 제외), 1만1,960원(유가보조금 적용)으로 각각 분석됐고, 특히 경유 버스에서 CNG버스로 전환 시 환경 비용은 1만6,269원으로 나타났다는 점이다. 따라서 CNG자동차의 대당 사회적 비용 편익효과는 유가보조금 제외의 경우가 사회적 비용 편익 효과가 더 높다.[4]
사회적 환경 비용 편익분석표 구분 경유 버스 CNG 차액(경유-CNG) 연료 비용 유가보조금 제외 16,314 12,761 3,552 유가보조금 적용 10,884 11,640 -755 환경 비용 32,642 19,926 12,715 사회적 비용 유가보조금 제외 48,956 32,687 16,269 유가보조금 적용 42,526 31,566 11,960
보조금
정부는 천연가스 버스와 천연가스 청소차를 신규 구입하고자 하는 사람에게 차량 1대 구입 시 대당 구매보조금을 지원한다. CNG 하이브리드버스는 특별·광역시를 중심으로 보급 지원하며, CNG버스의 경우 특별·광역시의 전세버스와 마을버스는 지원하되 시내버스는 CNG 하이브리드버스를 중심으로 지원한다. 천연가스 버스를 신규로 구입 시 부가가치세 10%와 취득세 3.4%, 수입관세 50%를 세금감면의 혜택을 지원한다. 이외 지역은 용도와 상관없이 노선버스 및 전세버스로 CNG버스를 구입할 경우 모두 신규 구입비용을 지원한다.
2021년 보조금 사업내역 및 보조율[4] 구분 수량 예산(백만 원) 지원금(대당) 국비 지방비 합계 대형버스(배기량 11,000cc 이상) 500 3,000 600만 원 600만 원 1,200만 원 CNG 하이브리드 버스 1 30 3,000만 원 3,000만 원 6,000만 원 천연가스 콘크리트 믹스트럭 20 40 2,000만 원 2,000만 원 4,000만 원 대형청소차 11톤급(배기량 11,000cc 이상) 20 270 2,100만 원 2,100만 원 4,200만 원 중형청소차 5톤급(배기량 11,000cc 미만) 4 84 1,350만 원 1,350만 원 2,700만 원
CNG 충전소
늘어나는 자동차의 증가로 심각한 대기오염으로부터 맑고 푸른 환경을 조성하고자 정부에서는 도심의 대기오염 저감을 위하여 최적의 대안으로 경유 차량의 시내버스를 천연가스 차량으로 교체를 위한 국정과제를 추진하고 있으며, 천연가스 차량 보급을 위한 공급설비인 CNG 충전소의 설치하였다. 일반적인 천연가스 자동차의 형태인 압축천연가스 자동차에 천연가스를 공급하는 충전소로서 중압(0.4MPa)의 천연가스를 압축기를 통하여 고압으로 압축한 후 충전기를 통하여 천연가스 자동차에 충전(20.0MPa)하는 설비 시스템이다.
- 압축기 : 도시가스 배관으로부터 4kg/㎠로 공급받아 250kg/㎠까지 압축
- 공급조정판넬 : 압축가스를 용기에 분해함과 동시에 충전기로도 가스 공급
- 저장 용기 : 압축가스를 250kg/㎠ 압력으로 임시 저장 및 차량에 가스공급
- 충전기 : 압축가스를 200kg/㎠로 감압하여 버스에 공급 및 계량[5]
현황
정부가 대기환경 개선과 온실가스 감축을 위해 추진 중인 에너지 전환정책이 수송 분야까지 확대되면서 전기버스 보급이 무섭게 급증하고 있다. 반면, 20년간 대기 환경 개선에 일등 공신이었던 CNG버스는 정부의 보조금 축소 등으로 감소하고 있어, 정부의 에너지 전환정책이 성공적으로 진행되기 위해서는 브리지 연료인 수송용 CNG버스와의 균형감 있는 정책이 필요하다는 지적이 제기되고 있다. 환경부는 2020년 무공해자동차 보급정책에 따라 전기버스 650대를 보급하겠다는 계획을 밝힌 바 있고, 이에 앞서 서울시, 제주시, 대구시 등 전국 지자체에서도 앞다투어 전기버스 도입에 나서고 있다. 이중 서울시의 경우 2035년부터 서울 사대문안 녹색 교통 지역 내 내연기관 차량 통행을 제한하고, 2050년까지 서울의 모든 차량을 친환경 전기·수소차로 바꿔나간다는 목표를 수립하였다. 이를 위해 시내버스 7,396대 중 2025년까지 4,000대를 전기·수소버스로 전환한다는 계획이며, 현재 전기버스는 135대가 운영 중이고, 올 연말 232대가 추가 도입돼 연말 안으로 전기버스 누적 차량 대수는 367대에 이를 전망이다. 타 지자체도 상황은 비슷하며, 지자체마다 전기버스 도입에 적극적으로 나서는 데에는 전기버스의 친환경성과 경제성 그리고 정부의 지원이 한몫을 하고 있기 때문이다. CNG버스의 경우 차량 출고가가 1억2천만 원~1억4천만 원 수준이며, 정부가 지원하는 차량 구매보조금은 1,200만 원에 그친다. 저상차량 CNG버스의 경우 추가 보조금을 받는다. 결국 운수업체가 부담할 CNG버스 구매비는 9천만 원~1억 원 수준이다. 결국 전기버스와 CNG버스 구매에 따른 실제 수요자의 부담이 1,000만 원 이내로 좁혀지다 보니 연료비 측면에서 경쟁력이 뛰어난 전기버스가 급부상하고 있는 셈이다. 이런 이유로 전기버스 증가율은 1년 사이에 177%로 급증했지만, 정작 친환경 버스로 전환이 시급한 경유 버스의 감소세는 0.7%에 그쳤다. 결국 전기버스로 전환하는 대체 물량 대부분이 CNG버스에서 이뤄지고 있다는 점이 문제점으로 지적된다. 정부와 지자체가 대기환경 개선과 온실가스 감축을 위해 수송용 분야까지 에너지 전환정책을 이행하는 것은 국제적 대세인 만큼 거스를 수 없으나 최소한 시급히 전환해야 할 경유 버스부터 전환하는 것이 바람직하다는 게 전문가들의 하나같은 지적이다.[6]
각주
- ↑ 1.0 1.1 〈천연가스버스〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈천연가스버스〉, 《나무위키》
- ↑ 〈천연가스, 천연가스자동차 및 충전소 개요〉
- ↑ 4.0 4.1 〈경유 전세버스→CNG 전환 시 사회적 순편익 연간 222억원〉, 《가스신문》, 2021-05-06
- ↑ 〈CNG 충전소〉, 《삼천리》
- ↑ 주병국 기자, 〈전기버스 급증…CNG버스 교체물량이 대부분 희생〉, 《가스신문》, 2020-08-14
참고자료
- 〈천연가스버스〉, 《네이버 지식백과》
- 〈천연가스버스〉, 《나무위키》
- 〈천연가스, 천연가스자동차 및 충전소 개요〉
- 〈경유 전세버스→CNG 전환 시 사회적 순편익 연간 222억원〉, 《가스신문》, 2021-05-06
- 〈CNG 충전소〉, 《삼천리》
- 주병국 기자, 〈전기버스 급증…CNG버스 교체물량이 대부분 희생〉, 《가스신문》, 2020-08-14
