자동차 배기계에서 배출되는 오염물질은 규제 및 친환경차 보급에 따라 점차 감소하는 반면, 비배기계인 브레이크 시스템과 타이어에서 배출되는 오염물질은 증가하고 있는 상황이다. 이에 따라 Euro7 규제에 비배기계 마모입자 배출 규제가 포함되었으며, 국내 자동차 산업은 국가의 주요 수출 산업으로, 글로벌 환경 규제 대응이 필수적이다. 본 고에서는 Euro7의 비배기계 마모입자 배출 규제에 대해 살펴보고, 국내 대응 방안을 함께 논의하고자 한다.
Euro7 개요
Euro는 유럽 배출가스 기준으로, 자동차의 배기가스 배출을 줄이기 위해 유럽연합에서 시행하는 규제 기준을 의미한다. EU Green Deal과 수송 부문 온실가스 기준 강화의 일환으로, EU는 ‘Fit for 55’ 패키지를 발표하고 이를 바탕으로 Euro 개정을 추진하였다. 기존의 Euro6(승용 및 경상용차)와 EuroVI(중대형 상용차) 배출기준은 배출 기준의 복잡성, 유해물질 배출 기준의 낙후성, 실도로 배출에 대한 부족한 제어 등 여러 한계가 있었다.
이에 따라, 2022년 11월 10일 EU 집행위원회(EC)는 2025년부터 적용될 Euro7 배출가스 제도안을 발표하였다. 2023년에는 EU 이사회와 EU 의회가 각자 수정안을 작성하고, 2023년 11월 두 입법기관은 최종적으로 회의를 통해 Euro7 규제안을 입법 전 최종 형태로 도출하였다. 이후 2024년 5월, EU 집행위원회는 Euro7 입법을 승인하고 공포하였으며, 규제 입법 이후 30개월 후 경승용차(LDV), 48개월 후 중대형상용차(HDV)에 대해 Euro7이 시행된다. Euro7 시행 이후 12개월이 지나면 모든 대상차량에 적용될 예정이다.
Euro7의 영향평가에 따르면, 자동차 전동화에 따라 배기관 오염물질 배출이 감소하고, 2050년에는 비배기계 배출이 도로운송 부문에서 배출되는 모든 입자상 물질의 90%를 차지할 것으로 예상되었다. 이처럼 비배기계 배출 입자 억제의 중요성이 커짐에 따라, Euro7에서는 모든 자동차에 대해 배기계 배출뿐만 아니라 브레이크와 타이어로부터 배출되는 오염물질도 규제 대상으로 포함되었다. 배출 규제를 위해서는 객관적이고 신뢰할 수 있는 시험방법이 필요하며, 이를 통해 배출 한계 기준이 제시되어야 합한다.
이에 따라 UN 유럽경제위원회는 비배기계 마모입자 배출 규제를 평가를 위해 자동차 국제 기준 제정기구 회의(WP.29) 내 오염 및 에너지분과(GRPE) 세부 워킹그룹인 입자측정 프로그램(PMP, Particle Measurement Programme)에서 연구를 시작하였으며, 2021년에는 타이어 마모 관련 연구에 대해 기존 소음 및 타이어분과(GRBP)에 새로이 TF TA(Task Force on Tyre Abrasion)를 구성하여 연구를 진행하고 있다. Euro7에서는 브레이크 및 타이어 마모 시험 방법으로 UN에서 개발된 시험방법을 적용하는 것으로 명시하고 있다.
브레이크 시스템 마모입자 평가법 및 배출한계 연구 현황
PMP 그룹은 저비용 고정밀 미세먼지 배출 측정 방법론 개발을 목표로 2001년에 처음 결성되었다. 2013년, WP.29는 비배기 미세입자 배출에 관한 조사를 PMP 그룹에 위임하였으며, PMP의 주요 목표는 미세입자 측정 절차를 브레이크, 타이어, 도로 등의 마모와 같은 대상으로 확장할 필요가 있는지 여부를 조사하는 것이었다. PMP 그룹은 도로 운송에서 배출되는 미세입자와 가장 관련성이 높은 원인으로 브레이크 및 타이어 마모를 식별하고, 이를 주요 연구 주제로 선택하였다.
PMP 그룹은 2016년 10월, 시험 사이클 개발을 가속화하기 위한 TF1을 시작으로, 브레이크 마모입자의 샘플링 및 측정을 위한 적절한 방법론과 장비에 관한 TF2, 브레이크 입자 배출 샘플링 및 측정에 대한 반복성 및 재현성 검증을 위한 TF3(Inter-Laboratory Study 구성 및 실행)을 순차적으로 운영하였다. 또한, 친환경 자동차의 비마찰 브레이킹 시스템에 관한 연구를 위해 TF4를 운영하였다.
PMP 그룹은 승용 자동차 브레이크 마모 입자의 샘플링 및 특성화에 대한 다양한 표준화 방법을 논의한 후, 결국 완전 밀폐형 브레이크 동력계 활용 방식을 선택하였다. 이 방법을 사용하면 다른 요인의 간섭 없이 브레이크 마모에서 입자를 샘플링할 수 있으며, 전체 샘플링 및 측정 과정에서 입자 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 브레이크 동력계는 다양한 주행 조건과 차량 부하에서 테스트할 수 있는 유연한 플랫폼을 제공하였다.
이를 기반으로 승용 자동차 브레이크 배출 측정 방법에 관한 UN GTR(Global Technical Regulation)을 2022년 6월 GRPE 제86차 회의에서 초안을 제시하였다. 초안에 대한 검토를 거쳐 2022년 10월 수정본(New UN GTR)이 제출되었고, 2024년 1월에 채택되었다. 그러나 TF3에서 평가법 상호 신뢰성 확보를 위한 ILS가 추가로 진행 중이다.
진행되는 ILS는 GTR No.24 절차를 적용하여 PM 및 PN 배출 측정의 반복성과 재현성을 검토하며, 참여 실험실의 설정을 미세조정하고 프로세스 개선을 통해 GTR No.24 개선 사항을 PMP 그룹에 제공하는 역할을 한다. PMP 그룹은 TF3 등의 의견을 반영하여 2025년 6월 GTR No.24 개정을 완료할 예정이다.
승용 자동차 브레이크 배출 측정 방법 외에 중대형 상용차에 대한 브레이크 시스템 평가법을 위해 2023년 6월에 TF5 논의를 시작하였으며, 전 세계 약 30여 개 기관이 참여하고 있다. 기본적으로 GTR No.24를 기초로 개발할 예정이었으며, 2025년 GTR 초안을 발표할 계획이었으나, 승용차와는 달리 복잡한 브레이크 시스템으로 인해 논의가 지연되고 있어 2026년 3월 발표될 예정이다.
Euro7에서 발표된 브레이크 시스템 마모 입자 배출 규제 기준을 보면, 차종별(승용차, 중대형 화물차, 중대형 버스)로 PN과 PM10에 대한 배출 규제 기준이 각각 설정될 것으로 보인다. 경량 자동차의 경우 Euro7 시행 일정과 동일하게 2026년 하반기부터 시행될 것으로 예상되며, 중대형 상용차의 경우 2030년 시행이 예상된다. 또한, PN의 경우 2030년부터 적용될 것으로 예상되며, 2027년 PMP에서 발표하는 분석 보고서를 기초로 배출 규제 기준이 제시될 것으로 예상된다.
타이어 마모 평가법 및 마모한계 연구 현황
타이어 마모(Tyre abrasion, 주행한 km당 방출된 타이어 재료의 양)는 타이어로부터 발생하는 미세입자 배출을 정의하는 중요한 지표로, 환경 영향을 기준으로 타이어의 분류 및 형식 승인에 활용된다. WP.29 제185차 회의에서는 타이어의 미세플라스틱 배출에 대한 작업 프로그램의 필요성을 강조하고, GRPB 및 GRPE에서 타이어 마모입자를 제어 및 완화하기 위한 타이어 마모 시험 방법 개발의 필요성을 확인하였다. 이에 따라, 타이어 마모를 측정하고 제한하기 위한 표준화된 방법론을 개발하기 위해 TF TA가 구성되었다.
TF TA는 UN 규정을 마련하여 환경에서 타이어-도로 마모입자 배출량을 정량화할 수 있는 표준화된 측정 방법을 제시하고, 타이어 마모 성능에 대응할 수 있는 방법을 논의하고 있다. 또한, TF TA는 마모율과 내구성 간의 상관관계를 조사하고, 제안된 UN 규정에 마모율과 내구성을 모두 포함하는 방안을 고려할 것이다.
TF TA는 구체적으로 다음과 같은 작업을 수행하고 있다.
– 타이어 마모 측정 절차 개발: 시험 조건 및 방법 설정
– 시중에서 구할 수 있는 다양한 타이어의 마모 성능 평가
– 마모 입자의 환경 배출을 제한하기 위한 타이어 마모 한계 정의
– 타이어의 마모 성능과 내구성 사이의 잠재적 상관관계 평가
– 마모와 관련된 타이어 형식 승인을 위한 UN 규정(또는 UN 규정 No.117에 추가) 개발
TF TA에서는 타이어 배출 측정 방법으로 실내 드럼 방법, 실도로 주행 방법, 주행 시험로 가속 방법 등을 연구하고 있다. 실내 드럼 방법은 일본의 JASIC(Japan Automobile Standards Internationalization Center)이 주도하고 있으며, 시험 조건 제어가 용이하고 시험 자체의 환경적 영향이 적다는 장점이 있다. 하지만, 드럼 표면이 실제 도로를 잘 대표하는지에 대한 의문이 있다.
실도로 주행 방법은 ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation)가 주도하고 있으며, 과도한 투자가 불필요하고 최소한의 도로 인프라로 측정이 가능하다는 장점이 있지만, 환경 조건에 의한 측정 불확실성과 재현성에 문제가 있을 수 있다. 주행 시험로 가속 방법은 IDIADA(Institut d’Investigació Aplicada de l’Automòbil, Institute for Applied Automotive Research)가 제안하였으며, 타이어와 도로의 상호작용을 대표적으로 측정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 일반 도로와 가속 주행 시험장의 비교 불확실성과 특정 시험장 사용으로 인한 재현성 부족이 단점으로 지적되고 있다.
TF TA는 2023년 9월 GRBP에서 C1 타이어 기준으로 비공식 문서를 제시하였고, UN Regulation No.117 개정을 고려하여 실도로 주행 방법과 실내 드럼 방법을 포함한 방안을 제시하였다. 이후 2024년 2월 공식 문서를 제시하였으며, 마모 한계 기준을 2025년 9월에 제시할 목표로 연구를 진행하고 있다. 최근 2025년 2월에 열린 제81차 GRPE 회의에서는 실도로 평가와 실내 드럼 평가 간의 상호 연결성에 여전히 불확실성이 있어 추가 검토가 필요하다는 의견이 제기되었다.
발표된 UN Regulation No.117에 따르면, 기준 타이어(SRTT17, Standard Reference Test Tyre size 17) 기준으로 실도로 평가법에서는 2575mg/km/ton, 실내 드럼 평가법에서는 50190mg/km/ton을 마모 수준 범위로 설정하고 있다. 이 범위보다 낮은 수치가 마모 한계 기준이 될 가능성이 높으며, 향후 진행 상황을 지켜볼 필요가 있다.
비배기계 배출 규제 국내 제도화 현황
유럽의 Euro7 비배기계 배출 평가법 및 규제 동향 분석을 위해 한국자동차연구원과 국립환경과학원은 UNECE WP.29 세부 워킹그룹에 참석하여 대응하고 있다. GRPE 내 PMP 그룹의 TF3 및 TF5에 참여하여 브레이크 시스템 배출 마모 입자에 대한 측정 및 연구 결과를 발표하였으며, GRBP 내 TF TA에서 타이어 마모에 대한 연구 결과도 발표하였다. 또한, 비배기계 마모 입자 배출 저감 기술 동향 및 평가법 연구 동향과 관련된 국제 세미나는 2023년부터 개최되어 진행되고 있다.
이러한 국내 연구 결과를 바탕으로, 유럽 환경 규제인 Euro7에 대응할 수 있도록 협업 및 지원을 진행하고 있으며, 국내 제도화에 필요한 연구도 추진 중에 있다. 현재 국내에서는 브레이크 시스템 및 타이어 마모 관련 법적 근거는 없지만, 브레이크 시스템 및 타이어 제품 안전관리 등을 위한 규정은 존재한다. 브레이크 시스템은 자동차 및 자동차 부품의 성능과 기준 시행 세칙에 따라 관리되고 있다. 자동차 부품을 제작, 조립 또는 수입하려는 자는 해당 부품이 부품 안전 기준에 적합함을 스스로 인증(부품 자기 인증)해야 한다. 타이어의 경우, 자동차 부품 관리, 제품 안전 및 에너지 효율 관리, 소음 관리 등 다양한 목적을 위해 타이어 제품을 관리하고 있다.
Euro7의 입법 공포와 국내 비배기계 배출 오염물질에 대한 관심이 높아짐에 따라, 비배기계 배출 규제의 국내 제도화에 대한 논의가 진행되고 있다. 자동차 배출가스는 대기환경보전법에 따라 관리되고 있으며, 해당 시행 규칙에 EuroVI에 관한 내용을 반영하고 있다. 따라서, Euro7 내 비배기계 배출 규제 내용을 반영하여 대기환경보전법 시행 규칙을 개정하는 방안을 검토 중에 있다.
시사점
전 세계 최초로 브레이크 및 타이어 배출 오염원에 대한 규제가 시행될 예정이며, 이러한 환경 규제는 종종 새로운 무역 장벽으로 작용할 수 있다. 이에 따라, WP.29 내 GRPE 및 GRBP에 참여하는 해외 자동차 제조사와 부품사, 연구기관들은 자국 산업 보호를 위해 규제 동향을 면밀히 모니터링하고, 자국에 유리한 방향으로 규제를 진행하고자 노력하고 있다. 또한, 장비 관련 업체들은 자사의 평가 장비가 규제에 포함될 수 있도록 대응하고 있다.
국내 자동차 산업은 수출 지향적인 산업으로, Euro7과 같은 환경 규제에 민감하게 반응할 수밖에 없다. 국내 산업 보호를 위해 선도적인 대응이 필요하며, WP.29 등 국제 표준화 대응, 시험 인증 체계 구축, 민관 협업 체계를 통해 비배기계 산업 생태계의 안정화를 위해 노력해야 할 것이다. 또한, 국내 제도화에 있어서는 국내 산업 수준을 충분히 반영한 논의가 필요할 것이다.
글 / 정선경 (한국자동차연구원)
출처 / 오토저널 2025년 4월호
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