최근 중국 엔진 분야에서 세계적인 뉴스가 전해졌습니다. 웨이차이 파워(Weichai Power)가 열효율 50%를 넘는 디젤 발전기를 개발하여 세계 최초로 상용화에 성공한 것입니다.
엔진 본체의 열효율이 50%를 넘을 뿐만 아니라, 국가 배출가스 기준 VI/유로 VI를 손쉽게 충족하고 대규모 양산이 가능합니다. 메르세데스 벤츠, 볼보, 커민스 등 해외 유수의 기업들이 동일한 효율 수준의 디젤 엔진을 개발하고 있지만, 폐열 회수 장치까지 갖춘 채 아직 연구 개발 단계에 머물러 있습니다. 웨이차이는 이 엔진을 개발하기 위해 5년간 42억 위안을 투자하고 수천 명의 연구 개발 인력을 투입했습니다. 1876년 이후 150년 동안 세계 주요 디젤 엔진의 열효율은 26%에서 46%로 향상되었지만, 우리 집 앞마당에 있는 많은 가솔린 차량의 열효율은 아직 40%를 넘지 못하고 있습니다.
열효율이 40%라는 것은 엔진 연료 에너지의 40%가 크랭크축의 출력으로 변환된다는 의미입니다. 다시 말해, 가속 페달을 밟을 때마다 연료 에너지의 약 60%가 낭비된다는 뜻입니다. 이 60%는 모두 불가피한 손실입니다.
따라서 열효율이 높을수록 연료 소비량이 줄어들고 에너지 절약 및 배출량 감소 효과가 더욱 두드러집니다.
디젤 엔진의 열효율은 40%를 쉽게 넘어서 46%까지 끌어올릴 수 있지만, 거의 한계에 다다릅니다. 그 이상으로 높이려면 0.1%의 최적화조차도 엄청난 노력이 필요합니다.
열효율 50.26%의 엔진을 만들기 위해 웨이차이 연구개발팀은 엔진을 구성하는 수천 개의 부품 중 60%를 재설계했습니다.
때때로 연구팀은 며칠 밤낮으로 잠도 자지 않고 열효율을 0.01%밖에 향상시키지 못합니다. 어떤 연구원들은 너무 절망해서 심리 상담을 받아야 할 정도입니다. 이런 식으로 연구팀은 열효율 0.1% 증가를 하나의 단위로 삼아 조금씩 축적하고, 더욱 집중적으로 연구했습니다. 어떤 사람들은 발전을 위해서는 이처럼 높은 대가를 치러야 한다고 말합니다. 이 0.01%의 차이가 과연 의미가 있을까요? 네, 의미가 있습니다. 2019년 중국의 석유 의존도는 70.8%에 달했으니까요.
그중 내연기관(디젤 엔진 + 가솔린 엔진)은 중국 전체 석유 소비량의 60%를 차지합니다. 현재 업계 평균인 46%의 열효율을 50%까지 높이면 디젤 소비량을 8% 줄일 수 있습니다. 현재 중국의 대형 디젤 엔진 생산량을 연간 1,042만 톤으로 늘릴 수 있으며, 이를 통해 1,042만 톤의 이산화탄소 배출량을 절감할 수 있습니다. 이는 2019년 중국 전체 디젤 생산량(1억 6,638만 톤)의 5분의 1에 해당하는 수치입니다.
게시 시간: 2020년 11월 27일
