[교통신문 이재인 기자] 국내 화물운송시장의 90% 수송 분담률을 차지하고 있는 화물차의 미세먼지 배출량은 전체 68%에 이르고 있고, 영업용 화물차주들은 평균 지출액의 44.5%를 유류비로 지출하고 있는 것으로 조사됐다.
정부는 미세먼지 관리 종합대책을 수립하고, 수송부문에서 노후 경유 화물차의 퇴출과 친환경 운송수단으로의 전환을 병행한다는 방침이다.
도로운송 수단·장비의 다양성과 에너지 전환을 골자로 한 정부의 구체적인 이행계획과 실현 의지는 국가물류기본계획(2016~2025년)에 반영됐다.
노후 경유차의 저공해와 운행제한 범위를 확대함으로써 경유차를 LPG·전기·수소 연료의 운송수단으로 전환해 물류 에너지·환경 분야의 문제점을 해결한다는 목표가 수립됐다.
여기에는 운송장비 경량화, 운송효율화, 공회전 방지, 공기저항·와류 저감장치 기술 등의 항목별 R&D 과제가 포함돼 있으며, 2020년까지 25만대의 친환경 차량을 보급하고, 3100기의 충전인프라를 구축하며 친환경 차량 전환·구입시 정부 보조금을 단계별로 확대하는 내용이 담겨 있다.
장거리 운송능력이 필수인 화물차의 운행특성에 적합함과 동시에 기존 경유 화물차의 경제성·성능 수준을 만족하는 운송수단과 운행에 필요한 충전소 시설 등 제반 인프라가 시장에 공급될지는 미지수다.
물류산업 분야 에너지 환경 개선과제와 연비절감 개발사업을 화물차 중심으로 점검하고자 한다.
▲운송수단 경량화 재배치
화물 적재에 필요한 제반장비와 운송수단인 화물차에 대한 고효율·경량화 작업이 국책사업의 일환으로 추진되고 있다.
이는 국가물류경쟁력 강화와 화물운송시장 선진화 과제에 포함된 것으로, 운송장비의 경량화, 연비개선, 무동력, 운송 효율화 등 환경개선과 비용 절감 기술이 개발 중이다.
국토교통부와 국토교통과학기술진흥원이 지원하고 한국교통연구원이 총괄하는 개선사업은 ▲고강도 강판적용과 구조개선을 통한 경량화와 적재용량 향상 트레일러 기술 ▲공기저항과 공기와류(소용돌이) 저감장치 기술 ▲무동력·에너지 고효율 온도유지 운송용기 기술 등으로 이뤄져 있다.
운송수단의 경량화 과제는 특장차 제작업체와 소재 및 구조변경을 통해 수행되고 있다.
고강도 강판을 적용해 총중량을 감량하고, 구조개선 재배치를 통해 적재용량 향상을 목표로 하고 있다.
대표적으로 경량 평판트레일러와 경량 벌크트레일러가 여기에 속한다.
경량소재와 경량화 설계를 적용해 기존 차중 6t에 달하는 3축 평판트레일러의 차중을 600㎏ 이상 감량하는 과제가 수행되고 있으며, 여기에 소재형상 변경기술을 추가해 기존 차중 4.8t에 달하는 2축 벌크시멘트 트레일러 차중을 200㎏ 이상 줄이는 R&D가 진행 중이다.
상용차 구조를 재구성해 에너지 효율성을 강화하는 미션도 수행되고 있다.
차량의 프레임에 설치된 앞바퀴를 떠받치는 짧은 차축인 Stub Axle의 독립형 모델을 개발·적용함으로써 주행 장치의 공간 효율성을 확보하고, 좌우 독립형 완충장치 설계를 통해 기존 적재함 하부의 공간까지를 적재함으로 활용하는 적재용량 확장 과제가 대표적 예다.
외부 저항력의 노출 정도를 줄여 에너지 사용량을 절감하는 방안도 병행되고 있다.
화물차 운행 중 공기저항·와류로 인해 손실되는 연료를 최소화하는 것을 목표로, 도로 면 마찰과 공기저항을 받는 화물차 상·하단 외형 부분에서 수정·배치가 이뤄지고 있다.
화물차 바퀴 사이의 공간에 스커트 형상의 구조물을 장착함으로써 차량 하부에서 발생하는 공기저항을 저감하는 방식인데, 이는 차체 옆면 아래쪽에서 차체와 지면 사이의 빈틈을 줄여주는 사이드 스커트(Side skirt)를 통해 공기저항에 따른 연료 소모를 억제토록 고안된다.
뿐만 아니라 후면으로 갈수록 차체 폭이 좁아지도록 하는 보트 테일(boat tail)도 준비되고 있다.
유동박리(flow separation)에 기인해 발생하는 와류와 공기저항을 저감하는 구조물을 화물차 후단부에 부착하는 방식이다.
화물차와 적재함 사이의 공간을 유동적으로 제어해 주행 안정성 향상과 공기 와류에 의한 자극을 완충하는 ‘Gap fairing’, 차량 상부와 측면부 와류 및 공력 소음을 저감하는 ‘Vortex generator’, 항력 저감장치를 차량에 부착하는 방안 등이 시험평가 단계에 진입했다.
▲물적 자원 공동화
화물운송 과정에서 연료 소비량을 줄이고 적재 효율성을 반영한 무동력·에너지 고효율 온도유지 운송용기와 접이식 용기 보급이 확대될 전망이다.
대표적으로 접이식 경량 롤 컨테이너, 접이식 경량 돌리 랙 겸용 컨테이너, 접이식 모듈형 경량 온·냉장 겸용 컨테이너 등이 있으며, 장비 보급을 통해 물적 자원의 공동화와 회수물류의 효율 강화를 목표하고 있다.
접이식 경량 롤 컨테이너의 경우, 기존 롤 컨테이너의 강도와 내구성은 유지하되 화물차 적재함 사이즈에 정합되도록 설계돼 있으며, 화물 상하차에 있어 접이가 가능해 회수시 경량과 적재효율 향상에 따른 에너지 절감이 가능하다는 이점이 있다.
같은 맥락에서 돌리 랙 컨테이너와 접이식 모듈형 경량 온·냉장 겸용 컨테이너가 상용화를 앞두고 있는데, 그로 인해 에너지 사용저감 및 회수물류 효율은 기존 대비 각각 10%, 50% 개선 효과가 있는 것으로 평가되고 있다.
이러한 적재함은 물류산업 선진화 과제 중 하나인 ‘물류 공동화’ 활성화에 마중물이 될 것이란 진단이다.
앞서 지난해 8월 항공화물의 이적작업 간소화 대안으로 추진됐던 파렛트 표준화 작업과 장비 사용 공동화의 연장선상에서 공동물류의 운영·관리 효율성을 높이는데 일조할 것으로 보인다.
운송사 간 규격이 다른 파렛트 사용으로 발생하는 추가 화물 이적작업을 없애는데 이어, 파렛트와 컨테이너 등 화물 용기를 접이식으로 대체·사용하면 경제성 확보가 가능하다는 이유에서다.
접이식 용기는 항만·항공·물류터미널 등 모든 교착지에서 활용 가능하며, 화물의 기종점에서 발생하는 공차로 인한 경제적 손실을 최소화하는 효과가 있다.
한국교통연구원에 따르면 이러한 기술개발을 통해 컨테이너 섀시 무게를 1t 저감하게 되면, 현행과 동일한 유류비로 30만t(연간 300일 운행 기준)을 추가 운송하거나, 절감되는 유류비 만큼 화물차 운전자의 수입 증대로 환원 가능한 것으로 보고 있다.
특히 영업용 화물차량의 연비를 3% 개선하면, 1억3400만원(시장점유 10% 기준)의 온실가스 감축 비용부담을 상쇄하는 효과가 있는 것으로 평가되고 있다.
컨테이너 트레일러 섀시 수는 전국적으로 1만여대에 달하지만, 일부 섀시 부품 경량화 이외 구조설계와 경량화에 적합 소재를 적용하는 종합적인 경량화 시도는 없었다는 게 연구원 설명이다.
무엇보다 시중에 판매중인 side skirts, boat tail, vortex generator 장비 성능에 대한 검증 절차 정립함으로써 에너지 저감장치의 표준개발 가이드라인을 마련·보급해 관련 제품의 판매·유통과, 화물차 적재효율 및 연비 개선 기술 고도화를 유도한다는 계획이다.
