CNG

CNG(씨엔지)는 "Compressed Natural Gas"의 약자로 압축천연가스를 말한다. CNG는 가정 및 공장 등에서 사용하는 도시가스를 자동차 연료로 사용하기 위하여 약 200기압으로 압축한 가스이다.

개요

CNG는 고압의 압축된 기체로 공기보다 가볍고 누출되어도 쉽게 확산되며, 휘발유, 경유, LPG에 비하여 안전한 연료로 평가받고 있다. 압축천연가스의 주성분은 메탄(CH4)이며 그 특성은 LPG와 큰 차이가 없다. 메탄은 비점 영하 162도, 저발열량 50MJ/kg, 혼합기발열량 3.22MJ/m3, 착화온도 650도, 이론 혼합비 17.2, 공기 중의 가연한계범위 5%~15%이다. 영하 162도 이하로 냉각시키면 LNG 상태로 수송 및 저장이 가능하지만, 자동차에서는 약 200bar로 압축한 CNG 상태로 저장하였다가, 다단계 감압장치를 거쳐 최종적으로 약 9bar 정도로 감압하여 흡기다기관에 분사한다. 더불어 CNG는 운반의 용이성을 위해 천연가스를 압축한 것으로서 경유(Diesel)와 비슷한 성격을 갖고 있으며, 버스나 청소차 등의 대형차량에 이용되고 있다.

도입배경

늘어나는 자동차의 증가로 심각한 대기오염으로부터 맑고 푸른 환경을 조성하고자 정부에서는 도심의 대기오염 저감을 위하여 최적의 대안으로 경유차량의 시내버스를 CNG차량으로 교체를 위한 국정과제를 추진하고 있으며, 천연가스 차량 보급을 위한 공급설비인 CNG 충전소의 설치를 적극 추진하고 있다. 이러한 정부의 보급정책에 적극 부응하고자 1998년 인천에 CNG 충전소 시범사업을 시작하였으며, 2001년에 수원영통 CNG 충전소를 시작으로 인천, 부천, 광명, 안산, 평택 등 총 12개소의 CNG 충전소를 운영하고 있으며 천연가스 차량을 충전할 수 있는 CNG 충전소를 지속 설치해 나가고 있다.

특징

장점

CNG는 연소 시 매연이나 미립자(PM)를 거의 생성하지 않는다. 평균 40~50% 정도로 일산화탄소(CO) 배출량이 아주 적고 질소산화물이 적게 생성되며 오존을 생성하는 탄화수소에서의 점유율이 낮다. 또한 디젤기관에서보다는 소음이 적고 옥탄가가 높으며 천연가스로부터 직접 얻을 수 있다. 비용이 많이 드는 정제과정을 필요로 하지 않아서 생산공정에서도 이산화탄소를 적게 배출하여 온실가스 감소 효과를 가져온다. 더불어 공기보다 가벼워 누설 시 대기 중으로 쉽게 확산되므로 안전성이 높고 매장량이 풍부하여 전 세계적으로 약 170년 정도 사용할 수 있을 것으로 예측하고 있다. 또한 경유차량과 비교 시 매연이 100% 저감되고 전세계 광범위하게 매장되어 안정적 공급이 가능하고 장기계약에 따른 가격 안정성이 확보된다.

저감율	일산화탄소	질소산화물	유해 배출물	입자개수	이산화탄소
CNG	3.2	35.3	0.0	0.8	99.7
경유	100	100	100	100	100

단점

CNG는 출력이 낮고 혼합기 발열량이 휘발유나 경유에 비해 크게 낮다. 가솔린기관에 비해 하이브리드 기관에서는 약 15%까지, 압축천연가스로만 운전되는 기관에서는 약 12% 정도까지 출력이 낮다. 또한 1회 충전에 의한 주행거리가 짧으며 약 400~500bar인 가스탱크의 내압이 높아서 큰 설치공간을 필요로 한다. 더불어 충전소 인프라가 부실하다.

활용

CNG선

CNG선(Compressed natural gas carrier)은 압축천연가스를 운송하는 선박으로 가스를 기체상태로 압축하여 선박에 적재한 다음 목적지 항만의 터미널에서 곧바로 가스 전송 네트워크를 통하여 배송이 가능하게 한다. 또한 기존의 LNG선과 달리 천연가스를 상온에서 기체상태로 1/290로 압축해 운반하는 고기술선박으로, 선박운용 시 적재 와 하역에 필요한 천연가스재액화, 재기화 공장이 필요하지 않는다.

CNG 충전소

CNG 충전소는 일반적인 천연가스자동차의 형태인 압축천연가스자동차에 천연가스를 공급하는 충전소로서 중압인 0.4Mpa의 천연가스를 압축기를 통하여 고압으로 압축한 후 충전기를 통하여 천연가스자동차에 20.0MPa으로 충전하는 설비다. 구성은 도시가스배관으로부터 4kg/㎠로 공급받아 250kg/㎠까지 압축하는 압축기, 압축가스를 250kg/㎠ 압력으로 임시 저장 및 차량에 가스공급인 저장용기, 압축가스를 200kg/㎠로 감압하여 버스에 공급 및 계량하는 충전기, 제어시스템 및 안전장치로 이루어져 있다. CNG 충전소 설치비 지원은 천연가스 공급시설 설치자금 융자, 한국도시공사 충전소 설치 장려금이 있다. 먼저 천연가스 공급시설 설치자금 융자는 도시가스 충전사업 허가를 득한 자에 한해 한국환경산업기술원에서 신청을 받는다. 천연가스 공급시설 및 그 부대시설에 지원가능하고 기업 당 지원한도는 30억 원이며 5년 거치 10년 균등 분활 상환한다. 한국도시공사 충전소 설치 장려금은 신규 CNG 충전 사업자에 한해 가능하고 한국가스공사 경기지역본부에서 신청을 받고 한국가스공사 수요관리장려금 지급지침을 참조하면 된다. 신규 충전소 설치 시 6월~8월 판매량을 적용하여 지원하고 충전설비에 대하여 신규설치 1회 한정 지급된다.

CNG 버스

CNG 버스는 환경오염을 최소화하기 위해 청정연료인 CNG를 연료로 쓰는 친환경 버스이자 연소 때 매연이 거의 배출되지 않는 압축천연가스를 연료로 쓰는 차량이다. CNG의 주성분은 메탄으로 구성되어 있는데 천연가스 버스는 질소산화물 일산화탄소, 탄화수소, 미세먼지 등의 배출량이 경유버스와 비교해 10분의 1 수준으로 매우 적고, 경유 엔진보다 소음이 적고 연료비도 적게 들어 친환경 차량으로 각광받아 왔다. 또한 LPG를 연료로 하는 버스보다 충전할 때 폭발 위험이 적다는 장점도 가지고 있다. 서울시의 경우 한일월드컵을 2년 앞둔 2000년 시내 대기환경을 개선하고자 CNG 버스를 처음 시험운행했으며, 대부분의 버스가 CNG 버스로 운행되고 있다. 더불어 CNG 버스의 기본 구조는 경유 버스 등 종래의 차와 같고, 연료 계통만이 다르다. 연료인 천연가스는 고압인 200kg/㎠으로 압축되어 가스 용기에 저장되며, 압축된 가스는 용기로부터 연료 배관을 거쳐 감압밸브에서 사용압력으로 감압된 후, 공기와 혼합되어 엔진 내부로 공급된다. 기체 상태인 압축천연가스를 원료로 하기 때문에, 기존의 경유 차량과 비교했을 때 매연이나 미세먼지가 전혀 없고 소음 발생도 절반 수준으로 적다. 오존을 만드는 물질인 질소산화물은 경유 차량의 37％이며, 일산화탄소와 탄화수소는 41％와 16％ 수준이다.

보조금 지원

정부지원지책

구분	충전사업자	버스사업자	기타
세제지원	충전소 설치를 위한 투자비의 3% 법인세 감면 : 약2천만원 절감효과 충전소 전력요금을 산업용으로 30% 저렴하게 적용 : 연간 1,500만원 절감효과 충전소설치에 따른 개발훼손부담금을 10%~20%로 인하	부가가치세 약 900만 원 및 취득세 약 800만 원 감면 약 166만 원 환경개선비용 부담금 면제	주요 수입부품에 대하여 관세 50% 감면
재정지원	충전소 설치비 및 시설비용인 신규 및 유지보수 개선 등 장기 저리 융자 업체 당 30억 원 이내 융자금 이자율 변동금리 적용 고정식 충전소 초기손실 보조금 지급 100대 규모: 31대, 50대 규모: 22대 이하 보조금 지급	천연가스자동차 구입시 구입비용 보조 CNG 버스 6,000만원/대, 천연가스청소차 : 11톤급, 4,200만원/대 등

최근현황

CNG 차량 감소

2021년 3월 말, 국토교통부에서 집계한 연료별 자동차 등록현황에 따르면 LPG와 CNG차량의 감소세가 지속되는 가운데 휘발유와 경유, 수소 및 전기자동차 증가세가 이어지고 있다. 탄소중립을 위한 정부의 탈탄소 정책에 친환경차 보급을 확산시키려는 기조로 이같은 현상이 나타나고 있는 것으로 풀이된다. 연료사용제한이 폐지되면서 수소경제의 징검다리로 LPG 자동차가 주목받을 것으로 기대됐지만 2020년 말 기준으로 200만대 LPG시대가 사실상 무너지게 됐다. 등록된 휘발유차는 1,220만 5,077대로 2020년 말에 비해 14만 4,864대, 전년동기대비 64만 7,378대가 각각 증가했고 2,453만 3,795대에 이르는 전체 등록차량에 대비할 때 휘발유차는 49.75%의 점유율을 보였으며 3개월 동안 증가한 16만 7,827대에 비해 14만 4,864대가 증가해 86.31%의 증가율을 기록했다. 경유차는 1,001만 6,975대가 등록돼 전체 등록차량에서 40.83%를 나타냈으며 2020년 말에 비해 1만 6,778대가 증가해 9.9%의 증가율을, 2020년 동기대비 6만 331대가 증가해 8.19%의 증가율을 보였다. 미세먼지 저감과 온실가스 감축을 위해 세계 각국에서 2035년 내연기관차의 생산을 중단하고 탄소제로 정책의 추진으로 인해 앞으로 경유차의 증가세는 한풀 더 꺾이게 될 것으로 전망된다. 버스를 중심으로 보급이 확대됐던 CNG 차량도 전기와 수소버스로 전환이 확대되면서 감소세를 벗어나지 못했다. 2021년 3월 말 CNG차량은 3만 6,529대가 등록돼 2020년 말 3만 7,266대에 비해 737대가, 2020년 동기대비 1,887대가 감소했다. 반면 전기자동차와 수소 등의 차량은 친환경차 보급 확대와 탈탄소 정책에 영향을 받아 지속적으로 늘어나는 모습을 나타냈다. 정부의 보조금을 통한 차량 구입비와 연료비 절감 등이 가능해지면서 소비자들의 많은 선택을 받은 것으로 풀이된다.

광주광역시 CNG 저상버스 인도

2020년 8월 24일, 만트럭버스코리아㈜(MAN Truck & Bus Korea)는 광주광역시에 맨 라이온스 시티 CNG 저상버스 6대를 인도했다. 이 버스들은 2020년 9월 1일부터 운영을 개시했다. 맨 라이온스 시티 CNG 저상 버스는 완전한 저상 구조에 3개의 출입문을 갖추고 있어 기존 버스보다 최대 1.5m 긴 12m 전장에 최대 90명까지 수용할 수 있다. 더불어 교통 약자를 위한 편의성도 강화되어 계단 없이 탑승자 쪽으로 최대 80mm까지 기울이는 닐링 시스템과 자동 경사판을 탑재하였고 휠체어를 탄 노약자나 장애인도 편리하게 승하차할 수 있다. 실내는 인체공학적 설계로 넓고 편안한 공간의 좌석을 갖췄으며 2개의 휠체어도 수용할 수 있고, 안전바와 손잡이도 배치했다. 전자제어 제동 시스템과 비상 망치, 세이프티 도어 등 안전 장비 또한 장착했다. 막스 버거 만트럭버스코리아㈜ 사장은 "맨 라이온스 시티 CNG 저상 버스 인도로 대기 질 개선과 교통 혼잡을 줄일 수 있을 것으로 기대하며 앞으로도 친환경 고효율 프리미엄 버스 공급을 통해 시민 편의를 높이는 데 힘쓰겠다"고 말했다.

오산시 CNG 충전소 건립

2020년 12월 4일, 오산시는 친환경 연료 충전 인프라 구축에도 나섰다. 오산시 두곡동 버스공영차고지 내에 전기버스 충전시설 16기 설치를 완료하고 CNG 충전시설 2기를 설치하였다. 그동안 CNG 충전시설이 없어 타시군의 충전시설을 이용하는 등 CNG 버스의 안정적인 연료 공급이 어려웠으나, 충전 인프라 구축으로 친환경연료를 사용하는 CNG 버스와 전기버스를 확충할 수 있는 기반을 마련했다. 곽상욱 오산시장은 “2021년에 전기저상버스 10대를 추가 도입할 예정이며 점진적으로 대수를 늘려 정부의 그린뉴딜사업과 신재생에너지 사용, 대기오염 저감 등 친환경정책을 적극 추진하겠다”고 밝혔다.

참고자료

• 〈CNG〉, 《네이버 지식백과》
• 〈압축천연가스〉, 《네이버 지식백과》
• 〈CNG〉, 《네이버 지식백과》
• 삼천리 공식 홈페이지 - http://www.samchully.co.kr/main.do
• 한국도시가스협회 - http://www.citygas.or.kr/index.jsp
• 〈CNG선〉, 《네이버 지식백과》
• 〈압축천연가스선〉, 《네이버 지식백과》
• 〈CNG 버스〉, 《네이버 지식백과》
• 〈천연가스버스〉, 《네이버 지식백과》
• 조대인 기자, 〈LPG·CNG차 줄고 휘발유·경유·수소·전기차 늘어〉, 《투데이에너지》, 2021-04-13
• 정치연 기자, 〈만트럭버스코리아㈜, 광주광역시에 '90인승 CNG 저상버스'인도〉, 《전자신문》, 2020-08-24
• 심재용 기자, 〈오산시, 전기저상버스 운행 및 CNG 충전소 건립〉, 《데일리한국》, 2020-12-04

같이 보기

• 자동차
• 휘발유
• 경유
• LPG
• 도시가스

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