요소수 대란

안녕하세요

공부하는 웅이입니다.

요소수 요즘 정말 난리입니다. 요소수 부족으로 국내 산업계 뿐만 아니라 화물차 운전자, 경유 운전자들은 발등에 불이 떨어졌었습니다. 정부는 요소수 문제 해결을 위해 비상 대응에 나서며, 암모니아 수입을 통해 자체 생산하거나 따로 유통책을 찾고, 기존의 수입 루트를 다변화하자는 쪽으로 방향을 잡고 있습니다.

정부에서는 올해 말까지 한시적으로 차량용 요소수를 주유소에서만 판매하며, 승용차 10리터, 화물차 30리터로 제한한다고 하며, '긴급수급조정조치'를 공표하고 11월 11일부터 시행한다고 하였습니다.

그리고 산업통상자원부는 "일본 수출규제 이후 구축한 기존 공급망 분석과 대응체계가 요소 등 생활과 직결된 범용제품에 대한 고려가 부족했다는 점을 확인했다며, 철저한 공급망 관리체계를 구축하겠다"고 11일 밝혔습니다.

그럼 지금부터 다음 주제들에 대해서 포스팅을 해보도록 하겠습니다.

요소수는 무언인가

요소수(尿素水)는 요소 성분을 포함하고 있는 물입니다. 물에 요소 성분이 혼합된 암모니아 수용액을 말합니다. 경유(Diesel) 자동차에 연료와 별도로 주입하는 액체입니다.

하는 역할은 자동차에서 나오는 유해한 질소 산화물을 물과 질소로 분해해 매연을 줄이는 역할을 수행합니다.

65~85 %의 배출가스 저감효과가 있기 때문에 디젤차량에는 필수적으로 배출가스 저감장치와 함께 주기적으로 요소수를 보충해야만 합니다.

차량 점검 시즌에 꼭 한번씩 체크하는 요소가 요소수이기도 합니다..

모든 디젤 차량이 요소수 주입이 적용된 차량은 필수로 요소수를 주입해야 합니다.

국내 대표 요소수 주입을 필요로 하는 모델은 싼타페, 쏘렌토, 펠리세이드, 투싼, 스포티지가 있습니다. 최신 국산 모델들에게 요소수를 활용한 SCR 시스템은 필수장비이기에 이번 요소수 공급 부족이 야기한 대란은 큰 파장을 일으키고 있음에 틀림 없습니다.

요소는 삼투성 이뇨 활성을 갖는 2개의 아민기에 부착된 카르보닐기를 함유하는 질소 화합물입니다. 국립암연구소에 따르면 생체 내에서 암모니아로부터 요소 회로를 통해 간에서 형성되며, 단백질 대사의 최종 산물이기도 합니다.

무색, 무취의 고체입니다. 그리고 물에 잘 녹으며 독성은 거의 없다고 알려져 있습니다.

요소는 높은 열과 압력에 노출될 때 합성 암모니아와 이산화탄소로부터 생성이 되어지며 액체 또는 고체로 생성될 수 있습니다. 합성 요소는 주로 비료에 사용되지만 플라스틱, 동물 사료, 세척제 및 의약품 용도로도 사용된다.

요소수 특징

요소수는 외부환경에 민감한 제품이기도 합니다.

공기와 접촉하거나 영상 110도 이상에서는 결정화가 시작되며, 영하 11도 이하에서는 얼기도 합니다. 빛에 장시간 노출되는 경우 요소가 열분해를 시작해 제품의 품질에 악영향을 미치기도 하며, 결정화가 진행된 불량 요소수의 경우 분사 노즐을 막거나 필터 수명을 현저히 떨어뜨린다.

불량 요소수

불량 요소수는 비료에 사용되어지는 것을 임의로 개조하거나, 직접 공정 설비를 거치지 않고 불순물이 함유된 요소수들을 의미합니다. 자칫했다가는 기기의 고장으로 이어지며, 한번 고장난 기기를 복구하는 것은 힘들기 때문에, 단돈 몇 만원 아끼려다가 몇백에서 수천만원을 손해볼 수 있습니다.

오염물질

챠량에서 배출되는 대표적인 오염물질로는 질소산화물과 미세먼지를 예로 들 수 있습니다.

가솔린 엔진, 디젤 엔진 모두 오염물질을 배출하고 있습니다. 하지만 유해성이 가솔린 엔진이 덜 하기 때문에 디젤차보다는 나은 대접을 받는 것은 기정 사실입니다. 가솔린 엔진으로 구동하는 차량 역시 연소를 하면 각종 오염물질이 배출되는데, 그중 주성분은 이산화탄소, 일산화탄소, 틴화수소가 있습니다.

지금부터는 약간의 화학적 지식이 필요로 합니다. 보통 반응하는 온도가 높을수록 더욱 빠르게 반응이 일어나는데요.

질소산화물(NoX)은 가솔린 엔진이 디젤 엔진보다 낮은 온도에서 연소하는 특성으로 인하여 공기 중 질소가 반응하기 힘들기 때문에 거의 나오지 않습니다.

그리고 미세먼지는 에어로졸 형태의 미세한 가솔린이 공기와 혼합된 후 실린더로 들어오게 됩니다. 그리고 점화원인 스파크를 통해 연소하기 때문에 디젤 엔진보다는 완전 연소 비율이 높아 적게 생성되게 됩니다.

2015년부터 생산되는 스타렉스 디젤 차량에 장착된 SDPF(SCR-on-DPF)기술

질소산화물은 디젤 엔진에 흡입된 공기 내의 질소와 산소가 반응해 생성되는 것으로, 일반적인 환경에서는 생성하지 않습니다. 애초에 질소 자체가 반응성이 적어 다른 원자 및 분자와 결합하려 하지 않습니다. 하지만 디젤 엔진 내부의 고온, 고압의 환경이 갖춰지면 반응성이 올라가게 됩니다. 이후 산소와 결합하여 질소산화물이 되어 머플러를 통해 배출됩니다. 주로 생성되는 일산화질소, 이산화질소, 일산화이질소 들을 종합하여 질소산화물이라고 부릅니다.

미세먼지의 경우는 인젝터에서 분사되는 경유의 입자가 어떠한 이유로 너무 크게 나오면 이것이 불완전 연소가 되면서 흔히 탄매라고 불리는 탄소가 미세 입자의 형태로 생성되어 배출되는 것을 지칭합니다.

즉, 이렇게 자동차에서 발생되어지는 주요 오염물질인 질소산화물과 미세먼지를 알아보았습니다.

질소산화물은 공기 중으로 배출시 오존층 파괴와 산성비, 광화학 스모그를 일으키게 됩니다.

미세먼지는 탄매에 기타 오염물질들이 흡착한 상태로 공기를 부유해 호흡기 질환 등 여러 문제를 일으키게 됩니다.

사실 경유차나 가솔린차나 둘다 환경오염에 큰 영향을 주는 것은 맞지만 이를 최대한 줄여보고자 수많은 자동차 엔지니어들이 고안해낸 것이 바로 이런 필터방식, 여과 방식의 SCR이며, 디젤차에 있어 SCR 에 must로 있어야하는 것이 바로 요소수입니다.

AdBlue

요소수는 판매되는 곳마다 가격도 다르고 관리실태도 다릅니다. 리터당 500원도 있으며, 1000원, 어떤 곳은 10000원 요즘은 중고거래를 통해 최대 10배 이상에도 거래가 되고 있습니다. 저렴한 가격은 큰 유혹이지만, 품질을 장담할 수 없는 제품이 있습니다. 특히나 투명 플라스틱 용기에 담겨 있으면 빛에 장시간 노출되어, 요소가 열분해를 시작하면 제 성능을 발휘하지 못합니다.

그렇기에 국내에서 가장 많이 판매되고 있는 제품은 유록스, 롯데 정밀 화학 제품입니다. 독일 자동차 공업협회(VDA)가 제정한 요소수 국제품질표준인 'AdBlue' 의 영구 상표권을 갖고 있으며, 현대∙기아, 타타대우 등 국산 자동차 제조사를 비롯해 메르세데스-벤츠, BMW, 볼보, 스카니아, MAN, 푸조·시트로엥, 닛산, Jeep 등 가장 많은 자동차 제조사에 유록스를 요소수 순정 부품으로 납품 중인 것으로 파악되었습니다.

사용빈도 및 가격

요소수를 사용하는 차량을 크게 2가지로 분류할 수 있습니다.

화물차와 승용차입니다. 이중 가장 큰 타격을 받는 것은 화물차입니다. 왜냐하면 그만큼 무게도 많이 나가고, 그만큼 기름을 많이 소비하며, 연비가 정말 최악이기 떄문인데요. 그만큼 1km 움직일때 많은 연료가 사용되며, 많은 배출가스 배출되기 떄문에, 승용차에 비해 몇 배 이상의 요소수를 사용해야만 합니다.

-승용차

승용차 같은 경우 보통 독일자동차산업협회(VDA) 에서 판단하기를 1000km 당 1.5L의 요소수를 소비한다고 예상하였습니다. 그리고 보통 시중에서 판매되는 양은 10L 기준으로 약 11,000원이여서, 대략 한번 보충할때 약 10000km에서 15000km 정도이며, 운전자의 성향에 따라 20,000km까지 그 범위는 길어질 수 있습니다.

-화물차

300~400km 마다 요소수를 보충해야하며, 보통 한번에 수십L 씩 사용하곤 합니다. 당연히 사용빈도는 승용차에 비해 월등히 높으며, 서울 부산 왕복시 큰 트럭같은 경우 보충을 해줘야하는 정도입니다.

요소수가 없으면, 차량 내부에서는 시동이 불가능하게 lock을 걸어놓습니다, 그렇기 때문에, 시동 자체가 불가능하여 운전을 할 수 없게 됩니다.

요소수 방식과 bmw 화재 사건, 요소수가 있었으면 화재가 나지 않았을것인가?

문득 생뚝맞은 내용이지만 포스팅하고 싶었습니다. 저는 bmw를 좋아하는데요.

bmw 차량은 5시리즈를 제외하고는 대부분 요소수 방식이 아닙니다. F10은 요소수 타입이 있는것도 있고 없는것도 있다고 알고 있습니다.

일전에 한때 bmw는 불타는 차량이다라는 커뮤니티글이 정말 많았습니다. 혹시 아시나요?

이번에 요소수 사건이 터지기에 언급하자면, 저는 SCR덕에 EGR 개입 빈도나 작동시간이 줄어 들었을지도 모르겠지만, 결국에는 화재는 났을 것이라고 생각합니다. 그리고 EGR 작동 빈도가 줄면 연소실 온도가 올라가기 떄문에 EGR 쿨러가 받는 부하가 더 커져서 더 위험할 수도 있다고 생각합니다.

요소수 대란의 원인 : 중국의 전력 대란

중국의 전력 대란이 어떻게 요소수 대란을 야기하게 되었는지, 그리고 현재 중국의 전력 대란에는 어떠한 복합적인 일들로 인해 야기가 되었는지 알아봅시다.

코로나 팬데믹 이후 세계가 다시 문을 열기 시작하면서, 중국의 수많은 공장들이 다시 재가동하기 시작하여 수많은 제품들이 생산되기 시작하였습니다. 그로 인해 급작스럽게 전력 소비량이 최저치에서 급격하게 높아지기 시작했습니다.

그리고 2060년까지 탄소 중립 선언을 하고서, 막대한 돈으로 전기차 인프라 사업과 전기차 관련 산업에 투자를 감행하였습니다. 그 영향으로 중국은 현재 전기차 시장 1위, 전기 사용량도 월등히 높으며, 모든 것이 전동화되어지고 있습니다. 그로 인해 탄소 중립을 실천하기 위해 이산화탄소를 유발하고, 스모그를 유발하는 석탄 생산에 큰 압력을 행사하였습니다. 그로 인해 석탄 생산이 줄어드는 추세를 마지하였습니다. 하지만, 중국은 여지껏 전력의 절반 이상을 석탄에 의존했던탓에 급격한 석탄 생산 감소로 인해 발전소에서는 늘어나는 전력 수요를 감당할수가 없어, 석탄 가격이 급격하게 오르게 되었습니다.

미국과 중국은 이전부터 많은 갈등을 겪고 있었습니다. 패권 전쟁이랍시고 미친듯한 관세를 통해 해당 국가의 제품을 사실상 판매 금지시키고, 굴지의 중국 대기업인 화웨이를 미국 내에서 추방하는등이 있었습니다. 중국은 미국뿐만 아니라, 주변 국가들과도 많은 문제를 가지고 다투고 있습니다. 그 중에 하나가 바로 호주입니다.

호주에서 코로나 우한 기원설이 힘을 얻어, 반중국 성향을 띠게 되자, 이에 격분한 중국은 호주에게 패널티를 주고자 호주산 제품에 대한 대규모 무역 규제를 실시하였습니다. 이에 질세라 호주는 쿼드라는 국제 기구를 가입하였습니다. 4자 안보 대화라고 불리는 Quadrilateral Security Dialogue의 앞자리를 따서 Quad라고 불리는 인도 태평양 국제 기구인 쿼드는, 미국 일본 인도 오스트레일리아(호주) 4개국이 정기적으로 정삼 회담, 정보 교환 및 회원국 간 군사 훈련에 의해 유지된 전략 대화가 국제 기구로 발전한 것을 말합니다. 사실상 대중국 포위망을 구축하기 위해, 중국을 견제하기 위하여 아시아 태평양의 주요국들이 참여한 반중국 군사동맹이라고 보면 편할 것 같습니다.

즉, 대내외적으로, 내적으로는 전력 부족과 탄소 중립 선언으로 인한 석탄의 부족과 가격 상승, 그리고 외적으로는 석탄 수입 금지에 따른 석탄 부족으로 인해, 현재 중국은 엄청난 전력난을 겪었고, 이로인해 사상 최대의 국가 경제 비상이 되었습니다.

그도 그럴것이 최근까지 중국에는 헝다 사건이 있었으며, 제2의 경제 대국이자 중국의 제조업 기지이자 세계의 제조업 기지인 장쑤, 저장, 광둥성 일대의 제조업일대가 연일 정전 및 일상 생활 속에서조차 전기가 끊어지고 있어, 세계 투자은행들은 중국 경제 성장 전망을 낮추는데 가장 큰 요인으로 전력난을 들며, 성장률을 낮추고 있습니다.

이러한 상황이 지속되니, 당연히 중국입장에서는 석탄 수출, 그리고 석탄으로 생산하는 요소에 대한 수출을 봉쇄한 것입니다.

중국 석탄 가격 [출처 : http://www.sunsirs.com/kr/prodetail-369.html]

그리고 이 타격을 가장 심하게 받은 나라는 우리나라인데, 그 이유는 자체적으로 요소를 생산하는 시설이 없으며, 디젤차량의 비율이 높기 때문입니다.

이상 지금까지 요소수는 무엇이고, 특징, 불량 요소수, 오염물질, AdBlue, 사용빈도 및 가격, 요소수 대란의 원인 중국의 전력 대란 등에 대해 알아보았습니다. 중국으로부터 3개월치의 요소수를 공급받는다는 소식이 전해지긴 하였습니다. 그렇다고 안심할 수는 없을 것 같습니다. 임시적인 방편으로 상황을 타개하는 것이 아닌, 제대로된 해결책이 시급해보입니다. 그럼 요소수에 대한 포스팅을 마치겠습니다.

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