Nikkei Automotive_2023.7 (p44~48)

새로운 규제 ‘Euro7’에 대한 심층 분석
EV도 규제 대상에 포함한 유럽의 의도는?

‘배기가스 규제의 틀을 뛰어넘은 새로운 룰이 탄생할 것이다’. 최근 국내 자동차회사의 파워트레인 기술자들은 다가올 변화의 조짐에 경계를 강화하고 있다. 그들이 주시하는 것은 유럽의 새로운 환경 규제 ‘Euro7’이다.

지금까지의 규제는 내연기관(ICE) 탑재 차량을 대상으로 했지만, 이번 Euro7에는 전기자동차(EV)도 규제 대상에 포함되어 있다. 탈(脫)엔진이 큰 이슈로 떠오르고 있는 가운데 2025년 7월, 승용차에 적용될 예정인 이 새로운 규제는 자동차의 미래를 어떻게 바꿀 것인가?.

Part1. ‘Euro7’에 대한 10가지 의문
유럽의 새로운 규제, 그 목적은 중국 견제?

유럽의 새로운 환경 규제 ‘Euro7’의 등장에 자동차 업계가 큰 혼란에 빠져 있다. 세계에서 가장 먼저 엄격한 규제를 도입해 경쟁력을 높여 가는 것이 유럽의 관례이다. 이러한 ‘룰 메이커’가 추진하는 Euro7은 어떤 것인가? 이에 대한 10가지 의문들을 풀어나가자 이 새로운 규제의 포인트 및 유럽의 의도가 보이기 시작했다.

Q1. 유럽의 배기가스 규제 ‘EuroX’는 어떤 것인가?

EuroX는 자동차 배기가스에 포함되어 있는 대기오염 물질의 상한치를 정한 것으로, 유럽에서는 1992년 7월, ‘Euro1’이 도입된 것이 그 역사의 시작이다. 현행 규제는 Euro 6d. 규제치를 충족하지 못하는 차량은 판매할 수 없다.

자동차 성능에 관한 규제로는 이산화탄소 배출량 규제도 있지만, 이것은 달성하지 못하면 벌금이 부과된다. 반대로 말하면 “최악의 경우, 벌금 지불로 대응할 수 있다”(한 국내 자동차회사 OB). 이에 반해 EuroX는 규제치를 충족하지 않으면 판매가 불가능하기 때문에 대응을 피할 방법이 없다.

지금까지 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 등 엔진차의 배기가스 물질을 규제해온 EuroX이지만, Euro7에서는 규제 자체의 위상이 달라진다. 엔진을 탑재하지 않은 EV를 포함한 모든 파워트레인을 대상으로 하는 '종합 환경 규제'로서 영향력이 한층 강해질 전망이다.

Q2. Euro7의 도입 시기는?

유럽위원회(EC)는 2022년 11월, 몇 차례나 연기해온 규제안을 드디어 발표했다. 승용차와 소형 상용차(밴)는 2025년 7월부터, 버스와 트럭 등 대형 상용차는 2027년 7월부터 새로운 규제가 적용될 전망이다. 이처럼 타이트한 스케줄에 대해 자동차 업계에서는 불안과 불만의 목소리가 터져 나오고 있다.

미국 S&P Global Mobility Japan Automotive Powertrain & Compliance의 나미타(波田) 어소시에이트 다이렉터는 신형차량와 생산차량에 대해 Euro7의 적용 개시 시기를 나누지 않은 점이 자동차 업체에게 있어 큰 과제가 될 것 같다고 지적했다.

기존 규제는 우선 신형차량에 도입하고 1~2년 뒤에 생산차량으로 대상 범위를 넓혀나갔다. 이번에 공개된 Euro7에서는 신형 차량과 생산 차량의 도입 시기를 구별한다는 기재가 없어, “모든 모델에서 규제를 충족시킬 수 있도록 하는 작업은 어려워 파워트레인의 라인업을 좁히는 자동차 회사가 나올 가능성이 있다”(나미타 어소시에이트 다이렉터)라고 한다.

독일의 Schaeffler에서 CTO(최고기술책임자)를 맡고 있는 바그너 씨는 “시험 방법이 완전히 정해지지 않은 것이 있다는 것이 상당히 큰 문제점이다. 정해지지 않는 것에 대해 대응책을 마련할 수 없기 때문이다”라고 지적한다.

Q 3. Euro6와 비교해 가장 큰 변경 사항은?

승용차 배기가스 성분에 관해서는 가솔린 엔진차와 디젤 엔진차에서 규제치가 공통화되었다. 새로운 규제 성분으로는 암모니아(NH3)가 추가되었다. 메탄(CH4)과 아산화질소(N2O), 포름알데히드(HCHO)도 추가될 가능성이 제기되었지만, 미뤄졌다.

배기가스 성분 이상으로 큰 변화라고 할 수 있는 것이 앞서 설명한 바와 같이 EV를 포함한 모든 차량이 규제 대상이 되었다는 점이다. 차량의 타이어와 브레이크에서 나오는 마모 분진도 대상으로 할 방침이기 때문에 엔진을 탑재하지 않는 EV나 연료전지차(FCV)도 대응에 직면하게 된다. 전동차량에 탑재되는 배터리의 내구성 기준도 마련할 방침이다.

Q4. 배기가스 규제인데 왜 EV가 대상이 되나?

규제 대상을 확대한 이유에 대해 유럽공동체는 “배기가스로 인한 대기오염 물질은 규제 강화로 감소해왔지만, 이로 인해 배기가스 이외 물질의 영향이 커졌기 때문”이라고 설명한다. 일견 일리는 있지만 이면의 전략도 엿볼 수 있다.

그것은 “중국을 비롯한 신흥 기업들을 견제하려는 것”(유럽의 부품 업체 관계자). 자동차나 부품 업계에서 EV의 보급으로 중국 기업들의 위상이 높아지고 있다. 그 흐름을 견제하기 위해 엄격한 규제치를 마련함으로써, “기술력이 없는 업체가 유럽 시장에 유입되는 것을 막으려는 것이다”(국내 부품 업체 간부)라고 한다.

Q5. EV와 관련된 Euro7의 규제치는 어떤 것인가?

타이어 규제에 관련해서는 현재 구체적인 규제치와 시험 방법이 확정되지 않았다. 유럽공동체는 2024년 말까지 규제치를 제안하기 위해 시험 방법 및 기술을 검토하기로 했다. 규제치 결정이 2024년 말까지 미뤄지면 적용까지의 유예기간은 약 반년밖에 없게 된다. 브레이크에 관해서도 시험 방법을 중심으로 불투명한 부분이 많다.

EV와 플러그인하이브리드차(PHEV)의 배터리에 대해서는 사용 개시로부터 5년 후 또는 10만 km 주행 시점에서 배터리 용량이 초기 상태의 80% 이상을 유지하는 것 등을 규정하고 있다.

이 규제치는 미국 캘리포니아 주가 2026년경부터 도입하는 차기 배기가스 규제 ‘Advanced Clean Cars II(ACC II)’의 배터리 요건과 같은 수준이다. 이 때문에 “Euro7 용으로 추가로 대응할 필요는 없을 것 같다”(대형 배터리 업체 CTO)라고 한다. 단, 저렴하거나 품질이 떨어지는 배터리로는 클리어할 수 없는 기준이기 때문에, 품질이 낮은 제품을 판매하는 배터리 업체를 걸러내는 효과는 있을 것으로 보인다.

Q6. Euro7의 배기가스 규제치는?

Euro6d의 규제치 가운데 가솔린차와 디젤차 중 엄격한 쪽을 채택해 단일화했다. 예를 들어, 질소산화물의 경우 Euro6d에서는 가솔린차가 60mg/km였고 디젤차가 80mg/km였다. Euro7에서는 가솔린차의 규제치를 채택해 60mg/km이다.

수치만 보면 그렇게 엄격해지지 않았다고도 말할 수 있지만, 실제로는 클리어의 장벽이 상당히 높다. 대형 엔지니어링·서비스·프로바이더(ESP)인 독일 FEV의 일본 법인 FEV 재팬의 우에다(上田) 시니어 프로젝트 매니저는 “Euro6d에 대응하는 파워트레인으로는 Euro7의 규제치를 클리어할 수 있는 항목은 없다”라고 분석한다.

그 이유는 각 배기가스 성분의 규제치가 같아도 시험 조건이 달라지기 때문이다. Euro7은 실제 사용 환경에 가까운 조건에서의 배기가스 성능을 높이기 위해 노상 주행에서 배기가스의 양을 평가하는 RDE(Real Driving Emissions) 시험을 전면 도입할 예정이다. 롤러 위에서 자동차의 노상주행을 재현하는 샤시 다이나모미터를 사용하는 기존 시험 방법보다 온도와 노면 상태 등 조건의 폭이 넓어져 난이도가 높아질 것이 확실하다.

특히, 냉간시동 시의 배기가스 저감은 기업들의 대응을 촉진할 수 있는 개발 테마이다. 냉간시동 시에는 배기가스 후처리 장치(촉매)의 온도가 충분히 올라 있지 않고, 배기가스의 정화 능력(촉매의 전환 효율/활성)이 낮다. 대응책으로는 촉매 강제 가열이나 배기가스 온도 상향, 촉매 근접 배치, 촉매 열용량 저감, 냉각 억제 등이 대표적이다.

그 중에서도, “히터를 이용해 강제적으로 촉매를 가열하는 전기 가열식 촉매(EHC) 채택을 검토하는 자동차 회사가 증가하고 있다”(유럽의 부품 업체 파워트레인 담당자)라고 한다. 48V 간이 하이브리드차(HEV)와 스트롱HEV, PHEV는 배터리를 탑재하고 있어 이것으로 촉매를 가열할 수 있다.

Q7. Euro7 도입으로 차량 코스트는 얼마나 늘어날까?

유럽공동체는 코스트 증가에 대한 예측도 밝혔다. 승용차의 경우, 휘발유차는 80~181유로, 경유차는 357~929유로 늘어난다고 한다. 하지만 이 예측은 비교대상으로 삼는 차량의 조건을 명확히 제시하지 않고 있다.

코스트 차이를 최대한 작게 보이고 싶은 유럽공동체의 의도를 감안하면, Euro6d에 준거한 최신 차량을 Euro7에 대응시킬 경우의 시산이라고 파악하는 것이 자연스러울 것이다. 조건에 따라서는 Euro7으로의 대응을 위해 2,000달러 이상의 코스트가 필요할 것이라는 지적도 있다.

그렇게 되면, “순수한 엔진차에 많은 디바이스를 추가하는 것보다, 모터를 추가한 HEV가 저렴해지는 케이스도 있을 것이다”(우에다 시니어 프로젝트 매니저).

독일의 폭스바겐에서 승용차 부문 CEO를 맡고 있는 셰퍼 씨는 Euro7로 인해 비용이 증가될 우려를 토로한다. 그는 “자동차 1대 당 코스트가 평균 2,000유로(약 28만엔) 상승할 것이다”라고 예상한다.

“배기가스나 로우 에미션(저배출) 브레이크뿐만 아니라, Euro7 이외의 규제인 사이버 보안이나 안전 규제 등도 차량 규제 패키지에 포함될 것이다. (이러한 것들을 조합하면) 자동차 1대 당 코스트가 2,000유로 상승할 것이라고 개인적으로 생각한다”(셰퍼 씨).

Q8. 규제 성분에 새롭게 추가된 암모니아에 대한 대응책은?

암모니아는 가솔린 엔진의 혼합기체로, 연료가 진한 상태에서 탔을 때 발생하기 쉽다. 현재의 엔진 대부분은 연료와 공기의 비율이 이론 공연비(14.7:1)에서 움직이지만, 실제로는 기통 내에 진한 곳과 옅은 곳이 존재한다.

진한 곳에서 암모니아가 발생하기 쉽다. 엔진 단독 제어로 이것을 억제하는 것은 어렵다고 알려져 있어, 암모니아 산화 촉매(ASC: Ammonia Slip Catalyst)를 추가할 필요가 있을 것이다.

디젤엔진의 경우에는 기본적으로 희박한 혼합기체이기 때문에 연소 자체에서 암모니아가 발생되는 경우는 적다. 그렇지만 질소산화물 대책과의 균형을 맞추기 위해 역시 암모니아 산화 촉매 탑재가 필수가 될 것 같다.

Q9. 배기가스 상태를 상시 관측하는 OBM이란?

OBM은 온보드 모니터링의 약자로, 배기가스 상태를 실시간으로 계속 감시하는 장치이다. Euro7에서는 OBM의 탑재를 의무화하는 방향으로 논의되고 있지만, 현시점에서 상세한 내용은 공표되지 않았다.

차량의 라이프타임에 걸쳐 배기가스 상태를 모니터링하는 기술 및 장치는 아직 실현되지 않은 상황이다. 실용화된 차량용 배기가스 측정장치(PEMS)로는 너무 용량이 크다.

Q10 ‘Euro8’(仮)은 존재하나?

EU는 2035년, HEV와 PHEV를 포함한 내연기관(ICE) 탑재 차량의 판매를 사실상 금지하기로 합의했다. 이 때문에 내연기관 탑재차량이 사라지게 되면 환경 규제로는 “Euro7이 마지막이 될 것이다”(우에다 시니어 프로젝트 매니저)라는 견해가 강하다.

Euro7부터는 EV나 FCV와 같은 제로 에미션 차량도 규제 대상으로 하고 있기 때문에 EuroX의 틀을 폐지하지 않아도 되지만, 배기가스 규제 유지의 필연성은 적다.

하지만, 합성 연료나 바이오 연료를 사용하는 자동차나 수소 엔진차 등이 보급되는 시나리오가 현실화되면, 새로운 환경 규제로서 Euro8이 등장할 가능성도 있다. 어찌되었든 유럽의 환경 규제는 Euro7이 큰 고비가 되는 것만은 틀림없을 것 같다.

Part 2. EV에 역풍인가?
타이어 및 브레이크 분진도 대상

지금까지 배기관에서 나오는 물질만 규제하던 EuroX. Euro7에서는 타이어 및 브레이크에서 나오는 분진에 대해서도 규제치가 마련될 방침이다. 내연기관 탑재 차량뿐 아니라 전기자동차와 연료전지차(FCV)도 대상에 포함된다.

Part 3. 엔진 전문가의 관점
HEV 전용 엔진이 중요

‘Euro7’을 클리어하기 위해서는 파워트레인 대책이 불가결하다. 그 포인트 중 하나가 새로운 규제 성분으로 포함된 암모니아이다. 엔진 기술 전문가는 이 Euro7을 어떻게 보고 있을까? SOKEN의 후루노(古野) 이그젝티브 펠로우의 분석을 소개한다.

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