최근 중국 엔진 분야에서 세계적인 뉴스가 있었습니다. 웨이차이 전력(Weichai Power)이 열효율 50%가 넘는 최초의 디젤 발전기를 개발하여 세계 시장에 상용화했습니다.
엔진 본체의 열효율이 50%를 넘을 뿐만 아니라, 국가 배출가스 규제(VI/Euro VI)를 쉽게 충족하고 대량 생산이 가능합니다. 메르세데스 벤츠, 볼보, 커민스 등 해외 대기업들은 동급 효율의 디젤 엔진을 개발 중이며, 폐열 회수 장치를 탑재하고 있습니다. 웨이차이는 이 엔진을 개발하기 위해 5년간 42억 원과 수천 명의 R&D 인력을 투자했습니다. 1876년 이후 150년 만에 세계 주요 디젤 엔진의 열효율이 26%에서 46%로 향상되었습니다. 우리 가족의 가솔린 차량 중 상당수는 지금까지 40%를 넘지 못했습니다.
열효율 40%는 엔진 연료 에너지의 40%가 크랭크축의 출력 일로 전환된다는 것을 의미합니다. 다시 말해, 가속 페달을 밟을 때마다 연료 에너지의 약 60%가 낭비됩니다. 이 60%는 모두 불가피한 손실입니다.
따라서 열효율이 높을수록 연료소모가 적어 에너지 절감 및 배출저감 효과가 더욱 크다.
디젤 엔진의 열효율은 40%를 쉽게 넘을 수 있으며, 46%에 도달하기 위해 노력하지만, 거의 한계에 도달했습니다. 그 이상으로는 0.1% 최적화에도 많은 노력을 기울여야 합니다.
열효율 50.26%의 이 엔진을 만들기 위해 Weichai R & D 팀은 엔진의 수천 개 부품 중 60%를 재설계했습니다.
때로는 팀이 며칠 동안 잠을 자지 않고도 열 효율을 0.01%밖에 향상시키지 못하는 경우도 있습니다. 어떤 연구자들은 너무 절박해서 심리학자의 도움이 필요할 정도입니다. 이처럼 팀은 열 효율이 0.1 증가할 때마다 조금씩 쌓아가며 열심히 노력했습니다. 어떤 사람들은 발전을 위해 이렇게 큰 대가를 치러야 한다고 말합니다. 이 0.01%라는 숫자가 과연 의미가 있을까요? 네, 맞습니다. 2019년 중국의 석유 대외 의존도는 70.8%였습니다.
그중 내연기관(디젤 엔진+가솔린 엔진)은 중국 전체 석유 소비량의 60%를 차지합니다. 현재 산업 수준인 46%를 기준으로 하면 열효율을 50%까지 높이고 디젤 소비량을 8% 절감할 수 있습니다. 현재 중국의 대형 디젤 엔진은 연간 1,042만 톤으로 업그레이드할 수 있으며, 이를 통해 1,042만 톤의 이산화탄소를 절감할 수 있습니다. 이는 2019년 중국 전체 디젤 생산량(1억 6,638만 톤)의 5분의 1에 해당합니다.
게시 시간: 2020년 11월 27일
