배기구 배출 보다 브레이크 마모 미세먼지가 2배 많다

[이데일리 강민구 기자] 자동차 주행 중 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지가 자동차 배기구로 배출되는 미세먼지 보다 2배 이상 많은 것으로 나타났다. 13일 한국기계연구원에 의하면 자동차 주행 중 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지를 측정하는 시뮬레이터를 개발하고, 국내에서 처음으로 측정한 결과 이같이 확인됐다.

브레이크 마모 시뮬레이터로 측정한 브레이크 마모 미세먼지 배출계수.<자료=한국기계연구원>

이석환 기계연 박사 연구팀이 브레이크 마모 시 발생하는 미세먼지를 측정한 결과, 자동차 1대 당 미세먼지 PM10 기준 2.7 ㎎/㎞, PM2.5 기준 2.2 ㎎/㎞ 수준의 미세먼지가 발생하는 것으로 나타났다. 매연저감장치(DPF)를 장착해 유로6 규제를 만족하는 디젤차와 직접분사식 가솔린(GDI) 엔진이 장착된 가솔린차에서 배출되는 미세먼지보다 2배 이상 수치가 높았다.

연구팀은 측정을 위해 운동하는 물체가 운동상태를 유지하려는 속성인 차량의 관성 모멘텀을 일반 승용차에 해당하는 수준으로 구현했다. 이어 자동차 배출가스 측정 시 기준이 되는 주행 사이클인 WLTC모드에서 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지를 측정했다.

자동차축에 브레이크가 달린 것처럼 축에 지름 1.2 m, 무게 280 ㎏의 무게 추를 장착하고, 최고 주행속도 135 ㎞/h를 구현하기 위해 30 ㎾급 AC 모터도 장착했다.

또 브레이크와 패드의 마찰로 생성된 미세먼지를 정확하게 측정하기 위해 브레이크 부분을 밀봉해 감싸는 챔버를 설치하고 측정 장비를 연결했다.

챔버 내부는 공기가 순환되도록 해 마찰열이 실제 주행 시처럼 냉각되도록 만들었다. 이를 통해 실제 차량 운행과 유사한 조건에서 속도와 제동력을 변화시켜 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지 양을 측정했다.

자동차 배기구로 배출되는 미세먼지에 대한 규제는 강화되나 브레이크 제동 시 패드와 디스크 마찰로 발생하는 미세먼지는 측정조차 제대로 이뤄지지 않고 있다. 이에 연구팀은 지난해 타이어 마모 미세먼지 측정 시뮬레이터를 개발하고, 브레이크 패드 마모로 발생하는 미세먼지를 측정했다.

이석환 책임연구원은 “타이어와 브레이크에서 최신 차량의 배출가스에 포함된 미세먼지보다 더 많은 미세먼지가 발생할 수 있다”면서 “친환경 자동차인 하이브리드·전기자동차에서도 상당량의 미세먼지가 발생하기 때문에 관련 연구 수행과 대책마련이 시급하다”고 말했다.

이번 연구는 환경부 친환경자동차사업단의 지원을 받아 수행됐다.