몽골 울란바토르시 도심 미세먼지, 우리 기술로 해결!

- 기계연 세계 최초 플라즈마 버너 기반 디젤 미립자 필터(DPF) 기술, 몽골 노후버스에 적용 -

□ 미세먼지 발생량이 많은 몽골의 수도, 울란바토르시의 노후버스에 국산 기술을 적용해 도심 미세먼지를 줄이려는 노력이 추진된다. 세계 최초 개발 플라즈마 버너 기반 디젤 미립자 필터(DPF) 기술이 국내 실증 이후 해외에 적용되는 것은 이번이 처음이다.  

□ 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연) 박상진 원장과 연구진은 6월 10일(금) 몽골 울란바토르시를 방문해 울란바토르시 대중교통청, 몽골 과학기술대학 등과 지속가능 도시 발전 실현을 위한 노후버스 적용 매연저감 기술 협력을 협의했다. 

□ 기계연은 과학기술정보통신부 지식재산활용 과학기술지원사업(개도국 문제해결 공동연구, ODA)을 통해 지난해부터 몽골 울란바토르시 자동차 매연절감 기술개발 사업(연구책임자: 이대훈 플라즈마연구실장·UST 겸임교수)을 수행 중이다.  

□ 몽골은 지난 2019년부터 자국 환경에 적용 가능한 미세먼지 저감 기술 지원을 우리 정부에 공식 요청한 바 있다. 몽골은 저급 난방 연료의 사용, 발전소와 공장에서의 배출가스 저감 설비 부족, 다수의 노후차량 등의 사유로 미세먼지가 매우 심각*한 편이다. 또한 높은 연료의 황농도**, 동절기의 낮은 대기온도 등의 이유로 기존의 DPF 기술 적용이 어려웠다. 

    * 몽골의 동절기 평균 대기오염 농도는 300~400㎍/㎥ 으로 서울 평균 20~30㎍/㎥의 10배 이상 수준이며 2016년 3320㎍/㎥ 까지 올라가는 등 전세계 2위의 미세먼지 농도 상태임

   ** 몽골 경유의 황 농도는 1,000ppm 이상으로, 기존 DPF 장치의 디젤 산화촉매(DOC, Diesel Oxidation Catalyst)를 사용할 수 없는 환경(국내 경유의 경우 5ppm 수준)임

□ 기계연이 독자개발한 원천기술인 플라즈마 DPF 기술은 디젤엔진 연료의 연소과정에서 발생하는 매연입자를 디젤 미립자 필터(DPF, Diesel Particulate Filter)로 포집해 연소시켜 제거한다. 제거에 필요한 온도는 550℃ 이상으로, 도심지 저속 주행 시나 동절기 등 배기가스의 온도가 높지 않을 경우 디젤 산화촉매(DOC)와 엔진에서의 연료 후분사, 혹은 별도의 버너를 장착해 온도를 높여 왔다.   

□ 이 중 건설기계나 특수차량은 배기가스의 온도가 너무 낮아 기존 버너 기술 적용 시 착화성과 화염 유지 성능이 떨어져 화염의 소실이나 미연소로 인한 백연발생 등의 문제로 DPF의 적용 자체가 어려웠다. 이에 기계연에서는 플라즈마 버너 기술을 이용해 버너의 착화 및 화염 유지 성능을 혁신적으로 개선하여 특수차량에서도 안정적으로 운전이 가능한 DPF 시스템을 세계 최초로 개발했다.

□ 해당 기술은 2018년부터 군 특수차량에 적용, 성능에 대한 실증수행을 하여 과도한 매연 발생으로 인한 장병들의 불편을 해소해 왔으며, 2021년부터는 건설기계 실증도 수행하여 백연 발생을 현저히 저감시킴을 확인했다. 해외 사례로는 이번에 몽골에서 최초 시도된다. 

□ 기계연 연구진은 이에 앞서 8일(수) 해당 과제를 함께 수행하고 있는 몽골과학기술대학교(Mongolian University of Science and Technology, MUST)***와 업무협약을 체결하고 대기질 개선 분야 연구협력을 지속적으로 추진하기로 했다. 

   *** 몽골과학기술대학교(Mongolian University of Science and Technology, MUST)1959년 창립된 과학기술교육 중심의 몽골 국립대학교. 현재 200명의 교수와 관련 40여개의 부속 연구소를 운영 중이며, 대기오염에 대한 전문 학과와 연구 수행 중

□ 기계연 박상진 원장은 “기존의 DPF 기술 적용이 어려운 몽골에서 기계연의 맞춤형 배기저감 기술이 전면 적용되면 기술선진국으로서의 대한민국 위상을 제고하고, 국내기업의 해외 진출 지원에도 기여할 것”이라며, “향후 연료품질과 차량 조건이 상대적으로 열악한 다른 국가들에도 실증기술 보급을 확대해 글로벌 미세먼지 환경 개선에 기여하겠다”고 밝혔다.