요소수란, 차량 유통기한 충전주기 넣는법등 정리

요소수란, 요소수 등장배경은?

이산화질소는 사람 폐에 들어오면 폐를 심하게 상하게 합니다. 우리 몸에 있는 수분에 녹아 질산이 되기 때문인데요. 이뿐만 아니라 건축물 또는 철근을 부식시키고 대형교량 역시도 이산화질소가 심할 경우 붕괴위험이 있습니다. 이때문에 이는 국내 뿐만 아니라 세계적으로 오염물질 농도를 규제하고 있는데요. 그렇기에 중국에서 넘어오는 황사와 더불어 포함된 이산화질소가 꽤나 큰 문제중 하나라고 할 수 있겠습니다. 참고로 우리나라의 이산화질소 환경기준치는 24시간 평균 0.06ppm 이하입니다. 휘발유엔진에서는 고온고압 상태가 유지되지 않기에 여기서 발생하는 이산화질소는 별 문제가 되지 않습니다. 그러나 디젤엔진에서 생성되는 이산화질소는 문제가 됩니다. 디젤엔진의 고온고압 상태는 많은 이산화질소를 발생시킵니다. 문제는 디젤엔진을 대체할만한 엔진이 개발되지 않고 있기에 어쩔수없이 디젤엔진을 사용해야 하는데, 유럽 또는 국내에서 자동차배출허용기준을 만족해야만 제작 또는 수입이 가능합니다. 바로 여기서 등장하게 되는 것이 요소수입니다. 여기서 말하는 요소수란(영어로, SCR: Selective Catalytic Reduction)) 선택적 환원 촉매장치를 뜻합니다. 참고로 당연한 이야기자만 요소수 마시면 안됩니다. 마신다고 죽지는 않겠지만 말이죠.

요소수란, 요소수 등장배경

아래 요소수 역할과 원료등에 대한 설명외에도 요소수 대란 영향등을 요소수 대란 요약을 하였으니 아래 목차를 확인하시어 내용을 좀더 자세하게 확인하시길 바랍니다.

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요소수 역할 원료 차량

목차

• 요소수란, 요소수 등장배경은
  • 1. 요소수 역할
  • 2. 요소수 원료
  • 3. 요소수 안넣으면 어떻게 되나?
  • 4. 요소수 대신 물을 넣으면?
  • 5. 요소수 만드는 방법
  • 6. 요소수 차량
  • 7. 요소수 충전 주기
  • 8. 요소수 유통기한
  • 9. 요소수 품귀 이유
  • 10. 요소수 대란 대책
  • 11. 요소수 넣는법

1. 요소수 역할

우선 경유차에 쓰이는 디젤 엔진들은 완전 연소시키면서 미세먼지(PM)가 줄어들기는 하지만 질소산화물(NOx)이 늘어납니다. 그렇다고 질소산화물을 줄이면 미세먼지가 늘어나게 되죠. 그래서 질소산화물과 미세먼지 둘다 해결하기 위해 개발된 것이 SCR 입니다. ​SCR이란 이미 발생한 질소산화물을 촉매제를 통해 인체에 무해한 질소와 물로 환원하는 방식을 말합니다. 그런데 요소수 넣는 이유는 언제 나올까요? 여기서 말하는 촉매제가 바로 요소수 입니다.

SCR은 엔진의 연소 온도와 산소 농도를 높이는 방식을 사용하는데요. 온도를 높이고 산소를 많이 공급하여 미세먼지는 줄어들지만 앞서 언급한것과 같이 많은 질소산화물이 생성되게 됩니다. SCR은 이와 같이 생성된 질소산화물을 중화하기 위해 배기가스에 암모니아(NH3) 성분의 수용액(요소수)를 분사를 합니다. 요소수는 생성된 질소산화물(산화질소)과 만나 반응하게되면 이를 인체에 무해한 질소와 물 등으로 환원하게 됩니다.

요소수 역할 / 출처 : 롯데, 요로수

즉 SCR방식은 요소수 액체를 별도 탱크에 보충되어야만 사용할수 있는 방식인겁니다. 간혹 공인되지 않은 요소수를 사용 하기도 하는데요. 공인되지 않은 요소수는 공인된 요소수 기능과는 다르게 배기가스가 여과없이 배출됩니다. 게다가 제품 센서 등의 부품이 망가져 교체 수리비도 만만찮게 든다고하니, 꼭 공인된 요소수를 이용하시길 바랍니다.(연희, 강민주, 김사랑, 최혜진, 박기량등이 광고 요소수 광고 모델로 나온 제품이 있는데 이와 같은 제품들이 공인된 요소수라고 보면 됩니다.)

참고로 디젤 엔진에서 배출되는 질소화합물을 요소수를 통해 분해해 질소와 이산화탄소, 물로 배출하는 화학반응식의 요소수 원리는 다음과 같습니다.

4NO + 2CO(NH2)2 + O2 → 4N2 + 2CO2 + 4H2O
2NO2 + 2CO(NH2)2 + O2 → 3N2 + 2CO2 + 4H2O

2. 요소수 원료

요소수 성분은 67.5%의 정제수, 요소(CO(NH2)2) 32.5%로 구성되어 있습니다. 표준 비율은 국제표준화기구 ISO 22241로 등록되어 AUS 32라는 명칭으로 규격화되어있습니다.

3. 요소수 안넣으면 어떻게 되나?

요소수는 앞서 언급한것과 같이 2016년 이후 제작된 경유 차량에 의무적으로 장착되는 질소산화물 저감장치(SCR)에 들어가는 소모제입니다. 디젤 내연기관의 배기 가스 후처리 장치인 SCR 작동에 필요한 질소산화물(NOx) 환원제로 깨끗한 물과 질소로 바꿔주는 성분인데요.

문제는 이 요소수를 넣지 않으면 시동이 걸리지 않거나 출력이 저하되어 정상적으로 차량 운행이 어렵습니다. 왜냐하면 배출가스 때문에 국내 법규상 요소수가 없으면 시동이 걸리지 않도록 되어있기 때문입니다. 물론 주행 중에 요소수가 떨어진다고 하여 바로 시동이 꺼지진 않습니다. 당장 주행에는 큰 문제가 없으나, 요소수가 없는 상태에서 시동을 끈후에는 재시동이 되지 않습니다. 질소산화물 배출량이 증가하기 때문인데요. 즉 요소수 없으면 디젤차는 올스톱이라고 보시면 될 것 같습니다.

요소수 안넣으면 어떻게 될까

4. 요소수 대신 물을 넣으면?

요소수 대체 물질로 요소수 대신 증류수 또는 물을 넣으면 어떻게 되는지에 대해서 많이들 궁금해 합니다. 요소수가 부족하여 시동이 걸리지 않은 경우 임시방편으로 요소수 주입구에 물을 넣으면 장거리가 아닌 단거리라면 주행이 가능하긴 합니다. 문제는 배출가스 저감 효과가 없기 때문에 배출가스 증감은 물론, 차량에도 알수없는 문제가 발생할수 있어, 만만치 않은 차량 수리비를 떠안게 될수도 있습니다.

요소수 대신 물을 넣으면 어떻게 될까

5. 요소수 만드는 방법

요소수 만드는법을 찾거나 요소수 만들기를 직접 시도하는 사례가 늘고 있습니다. 사실 생각보다 요소수 제조법은 간단합니다. 이론상으로 보자면 농도 32.5%를 맞추면 되니 물 1ℓ에 요소 비료 325g을 넣어 어는 점을 영하 1도에 맞추면 됩니다. 

그러나 문제는 정밀하게 설계된 SCR 장치는 관리가 상당히 중요합니다. 물에 불순물이 있으면 안되기에 반드시 정제수를 사용해야 합니다. 수돗물을 쓰면 수백에서 천만원이 넘는 수리비를 떠안을 수도 있습니다.

게다가 요소수는 엔진에서 나온 질소산화물을 제거하기 위해 뿌리는 액체입니다. 즉 제대로 가공된 요소수를 사용하지 않으면 정화되지 않은 질소산화물 그대로 배출됨은 물론 오염된 요소수 불순물이 배기가스를 통해 그대로 공중에 퍼질 위험이 있습니다. 잘 알다시피 질소산화물은 암을 일으키는 초미세먼지의 원인이 됩니다.

이와 같은 문제 때문에 대기환경보전법은 검사 없이 만든 요소수를 공급할시 5년 이하 징역이나 5천만 원 이하 벌금에 처하고 있으며 이를 알고 이용한 사용자 역시 200만 원 이하 과태료를 부과하고 있습니다. 그러니 직접 별도로 가공해서 사용하거나 공급하는 일은 절대 없어야 하며, 인증된 요소수만 사용해야 합니다.

요소수 만드는법을 따라하다가는 SCR 고장원인과 질소산화물의 주범이 될 수 있다.

6. 요소수 차량

환경 개선을 위해 그리고 EU의 규제 기준인 유로6을 충족하기 위하여 앞으로 더 많은 차량들이 요소수를 필요로 하는 차량으로 거듭날 것으로 보이나,일단 당장 요소수 넣는 요소수 필요차량으로 속하는 차량은 보통 디젤 차량입니다. 디젤 차량 중 대형 차량은 트럭, 봉고, 포터 등이 있으며 쏘렌토, 모하비, 팰리세이드, 싼타페등이 요소수 넣는 차량입니다. 

요소수 필요차량으로 속하는 차량은 보통 디젤 차량

7. 요소수 충전 주기

요소수 부족 경고등은 차종마다 다릅니다. 요소수 넣는 주기는 요소수 경고등으로 알 수 있습니다.요소수 경고등은 대개 일반적으로 요소수의 잔량으로 주행거리가 2,400km 이하면 요소수 교환주기 경고등이 나타나게됩니다. 경고문이 표시 되었다면 최소 2리터 이상의 요소수 보충을 해줘야 합니다.

8. 요소수 유통기한

시스템의 원활한 작동을 위해선 요소수 품질이 중요합니다. 그만큼 요소수 유통기한도 신경을 써야 하는데요. 요소수는 일반적으로 2년 이내 사용을 권장하고 있습니다. 일단 요소수 대표 상품 브랜드인 유록스(Eurox)의 경우 보관 온도에 따라 유효기간이 정해지며 서늘한 보관 환경에는 최대 36개월까지 사용 가능하다고 명시되어 있습니다. 다만 이는 보관 중인 장소 온도의 영향을 받습니다. 만야 온도가 -5℃이하 혹은 35℃이상이라면 상온 보관 대비 유통기한이 짧아질 수 있으니 사용전 이런 부분의 체크가 필요합니다. 만일 2년 이상 되었거나, 상온에 노출된 요소수는 암모니아가 증발하여 농도가 떨어질 수 있습니다. 이 경우 SCR이 제 역할을 하기 어려우니 되도록 이면 사용하지 않는 것을 권장합니다.

9. 요소수 품귀 이유

2021년 11월 요소수 대란 이유는 한국은 중국에 거의 대부분을 요소수 공급을 의존합니다. 한국이 올해 지금까지 수입한 요소수의 원료인 산업용 요소는 97%가 모두 중국산입니다. 

이와 같은 상황에서 요소수 대란 원인이며 요소수 가격 인상 이유인 중국이 호주와의 석탄 분쟁에 따른 자국 내 요소 생산 위축과 공급 차질로 갑작스럽게 수출제한 조치를 하게 되자 이에 대한 직격탄을 한국이 맞게 된겁니다. 이에 요소수 대란으로 사재기가 성행하게 되고 구입할수 있는 요소수가 없자 2021년 11월 2일 자로 온라인에서 10배 가까이 뛴 가격으로 요소수가 거래되기도 했습니다. 

즉 요소수 10ℓ 가격은 통상 소매가 8000원대, 2021년 10월달만 하더라도 도매가 8000원대, 소매가 1만원대 정도였으나 가격이 폭등하여 요소수 10ℓ당 9만원에 달했으며 일부 요소수 매물은 12만원 이상을 호가하기도 했습니다.

게다가 요소수 품귀 현상은 전 세계 주요국 가운데 한국이 유독 심각합니다. 이유는 앞서 언급한것과 같이 원재료 대부분을 중국에 의존함은 물론 다른 나라보다 디젤 차량이 상대적으로 많기 때문입니다. 이에 반면 미국, 일본 등 다른 국가에선 승용차, 화물차도 디젤엔진 비중이 상대적 낮기게 큰 타격이 없으며 유럽은 자체적인 요소 공급 시스템을 갖추고 있어 중국의존도가 낮아 한국과 같은 품귀대란 현상은 보이지 않습니다. 사실 국내 역시 요소를 생산하는 업체들이 있었습니다. 하지만 석탄이나 천연가스가 나는 중국, 러시아 등 산지 국가들과 비교할 때 가격 경쟁력이 매우 떨어지면서 2013년 전후로 모두 사라졌습니다. 롯데정밀화학의 전신인 한국비료 역시 계속되는 적자 끝에 2011년 생산을 중단한 바 있습니다.

요소수 품귀 이유, 요소수 품귀 현상

10. 요소수 대란 대책

2021년 11월 요소수 대란 언제까지이어질까라는 여러말이 나오는 가운데 여러 대응책, 즉 요소수 대란 해결책으로 나온 예시들과 그 한계는 다음과 같습니다.

구분	요소수 대란 해결방안	문제점
당국	중국과 수입제한 완화 협의, 수입처 다변화 철도, 해운 활용 운송량 늘려 물류 부담 완화 산업용 요소제품, 차량용으로 전환사용	수개월시간 필요, 대응 역부족 물류비중 높은 화물차 대체 어려움 전환가능 물량 미정, 안전성 검증 미흡
물류	디젤차 배출가스 한시적 규제완화	환경부 교제완화 불가능 입장
업계	농업용 비료로 요소수 생산, 직접제조	발암물질 배출, 차량 고장 유발

11. 요소수 넣는법

요소수 넣는 방법은 간단합니다. 차량 시동을 끄고 주차 브레이크를 걸어둡니다. 연료주입구를 열어서 살펴보면 요소수 넣는곳인 요소수 탱크 주입구 캡을 확인하실 수 있습니다. 이를 반시계방향으로 돌려서 캡을 엽니다. 넘치지 않도록 주의하여 요소수를 주입합니다. 주입이 완료되면 반대 방향으로 캡을 돌려 잠그면 끝납니다. 

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