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1 최종보고서 CNG 하이브리드버스운행시범사업 효과분석및실증연구 연구수행기관 : 한국천연가스차량협회 환경부

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3 제출문 환경부장관귀하 본보고서를 CNG 하이브리드버스운행시범사업효과분석및실증연구 의 최종보고서로제출합니다 년 10 월 한국천연가스차량협회장 연구책임자 : 배영태 (KANGV 책임연구원 ) 연구참여자 : 이경선 (KANGV 연구원 ) 방재현 (KANGV 연구원 ) 도윤희 (KANGV 연구원 ) 박정호 (KANGV 연구보조원 ) 송빛나 (KANGV 연구보조원 )

4 요약 세계각국은친환경에너지의중요성을인식하고, 친환경녹색성장을위하여에너지개발및보급정책을시행하고있다. 특히온실가스배출량의 20% 를차지하는교통분야에서그필요성은더욱크기때문에미래의자동차시장을선도할친환경자동차의개발에주력하고있는실정이다. 이에국내에서도친환경자동차인하이브리드자동차, 전기자동차에대한기술개발이진행되고있으며특히상용차부문의친환경자동차기술도입의대안으로 CNG 하이브리드버스, 전기버스, 클린디젤버스가고려되고있다. 정부는기술성및환경성을고려할때현재보급운행중인 CNG 버스의다음단계로 CNG 하이브리드버스를최적의대안으로평가하고있다. 그러나언론등에서하이브리드승용차의실제운행에따른연비향상효과에대한문제제기가있어 CNG 하이브리드버스의시범운행모니터링을통하여운행성능및연비개선효과를검증하고정책방향및대안을제시하고자한다. 1. 국내 외정책사례및하이브리드버스보급현황조사 가. 국내친환경자동차보급정책 국내친환경 저공해자동차보급정책은크게 3 가지로배출가스규제기준 강화와친환경자동차보급지원, 운행차관리정책으로구분된다. i

5 < 표 1> 국내친환경자동차보급정책 EURO-6 도입 배출가스규제 기준강화 경유차 ( 대형 ) 천연가스버스 나노입자개수및암모니아의기준이신설 신차 : '14.1월, 기존차 : '15년 1월부터도입 EURO-6 도입 (13% 강화 ) 메탄및암모니아의기준이신설 신차 : '13.1월, 기존차 : '14년 1월부터도입 차량구입보조금및세금감면 친환경자동차보급지원 하이브리드자동차 : 취득세, 개별소비세, 교통세등승 용차대당 310만원세금감면 운행경유차의배출가스저감사업 운행차관리정책 대상발굴, 사후관리체계강화, 신규사업타당성분석 추진예정 나. 국외친환경자동차보급정책 1) 미국 미국은연방정부에서하이브리드차량에대한세제혜택부여를시행하였으며주정부에서는하이브리드차량의보급을위하여다양한인센티브제도를시행하고있다. 또한지방정부에서는각주마다친환경자동차의보급을촉진하기위해서친환경자동차의신규구입및개조, 충전소등의인프라확충을하기위한보조금을지원하고있다. 2) 유럽 유럽은 2020년까지온실가스를절감하기위하여자동차 CO 2 배출량을규제하는법안을발표하여기준치를초과하는차를판매하는경우에는벌금을부과하는등친환경자동차보급을위한정책을가지고있다. 각나라별친환경자동차지원은아래와같다. ii

6 영국독일프랑스이탈리아스웨덴네덜란드 '2008 기후변화법 ' 에따라 2050 년까지 1990 년대배출량의 80% 를 줄이기위한친환경자동차의개발적극추진 2 억 3,000 만파운드규모의플러그인하이브리드자동차구입보조 금제도시행 (Plug-In Car Grant) 전기자동차관련핵심부품개발및실증사업과관련하여 2011년까지 약 6.1 유로지원 2020년까지 100만대전기차보급목표 친환경자동차구입시도로세면제및자동차등록세인하혜택, 연간 소득세에서 1,525 유로를공제 도로세를저공해차구입후 5 년간영세율적용, 보험료 50% 할인혜택 친환경차를회사보유차로구입시, 취득세의 40% 를감면, 시내주 차비 / 통행료감면혜택 차량등록세 6,000유로까지할인, 아일랜드는차량등록세 50% 감 면 ( 통상차량가격의 25% 에해당 ) 3) 아시아 일본 중국 하이브리드자동차와디젤대비차액의 1/2를보조, 취득세 2.7%, 자동차세 30%, 법인세 7% 경감우대조치혜택 친환경차구입시하이브리드승용차 4천 ~5천위안, 순전기승용차최고 6만위안, 연료전지승용차 25만위안까지보조금지급 버스의경우, 5만 ~60만위안의보조금지급 다. 국내 외하이브리드버스현황 1) 국내 2011년현대자동차에서 CNG 하이브리드버스출시, 같은해 10월초저상표준모델로국토해양부의승인을득함에따라초저상버스지원가능차종으로승인되었으며같은해대우버스에서병렬형디젤하이브리드버스를제작하여지자체에서시범운행중에있다. iii

7 < 표 2> CNG 저상버스및하이브리드버스사양 기본차종 CNG 저상시내버스 CNG 하이브리드버스 차체 ( 길이 / 너비 / 높이 ) 10,995/2,490/3,310 엔진 Q-CNG(290마력 ) G-CNG(240마력 ) + 전기모터 (60kW) 배터리 - 리튬폴리머-3.8kwh 탱크용량 924l 770l 1충전주행거리 320km 이상 340km 이상 최고성능 100 km/h 2) 미국 ISE Trans Tep 직렬식하이브리드시스템을여러버스메이커에공급하여하이브리드버스를생산 기존 CNG 버스대비에너지효율이 40% 이상으로기대, 디젤하이브리드보다온난화가스를적게배출 NOx/PM 배출량 : 미국환경청 (EPA) 2010 기준만족성능 CNG를연료로사용하는하이브리드저상버스인 Eco Mark 개발 로스앤젤레스국제공항및덴버시내의 mall에서셔틀버스로운행 3) 스페인 타타히스페노모터스 EMT TMB 2011 년 international Busworld 박람회에서새로운디자인의도시형 CNG 하이브리드버스를선보임 차량의전체수명기간동안운영비용이절감되기때문에전체적으로낮은비용이들어갈것으로평가 유럽최초 CNG 하이브리드버스 7대도입 CNG 버스와비교하여 30% 정도연료소비량저감예상 Gas Natural Fenosa 와함께새로운천연가스하이브리드버스프로토타입개발 기존버스와비교하여에너지소비와배출가스가 20~30% 가저감추정, 2015년부터시행되는 EURO-6 기준부합예정 iv

8 4) 중국 중국의동펑, 이치, 베이치등대형자동차그룹뿐만아니라소규모버스제작업체들도하이브리드버스를생산하여중요도시의노선버스에투입하고있다. 종통버스의경우일반시내버스용 CNG 하이브리드버스를개발하였으며, 총칭형통버스사는중국에서처음으로 2009년에 CNG 하이브리드버스인 urban transport bus를출시하였다. 5) 일본 친환경차량개발에박차를가하고있는일본은 1997년최초로하이브리드자동차를상용화하였으며최근에는자동차뿐만아니라버스를대상으로시스템을개발하고있다. 하지만 CNG 하이브리드버스의기술개발에중점을두고있는국내와는다르게일본은디젤을중심으로하이브리드버스를개발해왔다. 6) 인도 타타모터스 Ashok Leyland CNG 하이브리드저상버스인 starbus를 2010년델리의영연방경기대회 (Commonwealth Games) 에서시범운행 약 25~30% 의연료효율성, 적은운영비와적은소음, 배출가스거의없음 2010 년 1월 Auto Expo 2010 에서대중교통수단의최신 green technology 대표, 인도에서는처음으로 HYBUS 를발표 (CNG 하이브리드버스 ) 기존 CNG 버스와비교하여 20~30% 의연료효율성 7) 오스트리아 오스트리아는전기자동차, 하이브리드자동차등친환경자동차부문이급속 히증가하고있으며, 기업과공공부문이주도하고있는것으로보이며, 전기 자동차의경우 70% 이상이업무용차량으로사용되고있다. v

9 2. CNG 하이브리드버스시범운행사업 가. 시범운행사업개요 본시범운행은 CNG 하이브리드버스인현대자동차 ' 블루시티 ' 6대와동일노선을운행하고있는 21대의 CNG 초저상버스를대상으로시행하였다. 모니터링을위한노선선정및방법은환경부, 서울시, 운수사, 자동차제작사의관련전문가로구성된운영위원회를구성, 자문을통해결정하였다. 시범사업은 2012년 7월 3일 ~2012년 10월 31일까지약 121일간진행되었으며, 일주행거리 / 횟수, 충전량 / 횟수, 운전자현황을시범운행을진행하고있는세개의운수사의협조를받아측정하였다. < 표 3> 시범운행개요 소속차량수노선번호모니터링기간 아진교통 1 대 141 번 ( 도봉산 ~ 염곡동 ) ~ ( 약 121 일 ) 서울승합 서울버스 1대 3411번 ( 강동 ~ 삼성역 ) ~ ( 약 27일 ) 1대 3413번 ( 강동 ~ 수서동 ) ~ ( 약 92일 ) 2대 301번 ( 장지동 ~ 혜화 ) ~ ( 약 31일 ) 1대 401번 ( 장지동 ~ 서울역 ) ~ ( 약 83일 ) 상기와같이 3 개의운수사에서제공한데이터를바탕으로전체모니터링기 간에누적운행거리를누적연료충전량으로나누어노선별연비를산출하였다. < 표 4> 모니터링연비결과비교 ( 단위 : km/m³) 노선 141번 301번 3411번 401번 3413번 평균 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 개선율 38.65% 44.31% 32.94% 27.91% 29.67% 34.50% vi

10 각노선별정체및구간의특성에따라연비개선율이 27~44% 까지차이가있으며, CNG 하이브리드버스의모니터링결과평균연비는 2.3km/m 3 로기존 CNG 버스의평균연비인 1.71km/m 3 대비평균약 34.5% 가향상된것으로확인되었다. 이는제작사가제시한연비개선율 30% 에비해약 4.5% 향상된결과치이다. 또한본모니터링결과를간선 / 지선노선별로분석해볼때 지선 (30.69%) 에비해시내를통과하는 간선 (36.31%) 노선이하이브리드버스보급에따른효과가큰것으로확인되었다. < 표 5> 노선별평균연비비교 ( 단위 : km/m³) 노선 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 개선율 간선 % 지선 % 향후 CNG 하이브리드버스보급시지선버스보다간선버스중심으로보급 된다면정책시행등의효과가클것으로기대된다. 나. 운영평가결과 CNG 하이브리드버스모니터링기간종료후운수사담당자, 정비담당자, 운전자에게설문을실시하였다. 본설문조사는직접면담을통해인터뷰형식으로진행되었으며운수사담당자 3명, 정비담당자 3명, 운전자 12명, 총 19명이설문에응답하였다. CNG 하이브리드버스를사업기간동안운행만족도에대하여설문한결과가장만족하는항목은소음 > 외관스타일 > 승차감, 인테리어 > 연비, 승객편의성순으로나타났다. 또한차량을구입할때의사결정을할수있는사업자의경우, 기존차량에비하여고가인 CNG 하이브리드버스의초기구입비에부 vii

11 담을느끼고있지만차량에대해서는만족한다고조사되었다. 설문조사결과에따르면 CNG 하이브리드버스보급사업은차량가격하락 및정부의인센티브정책이시행이주요한결정인자가될것으로보인다. 3. CNG 하이브리드버스의경제성분석을통한보급타당성검토 CNG 하이브리드버스보급사업의타당성을검토하기위해서시범사업이 모니터링결과를바탕으로경유버스및 CNG 버스와비교하여경제성 수 익성분석이필요하다. 가. 경제성분석 정부가기존버스에서 CNG 하이브리드버스로교체시얻게되는경제성에대한평가로서, 이를위해서는사회적편익및비용에대한산출이필요하다. 사회적편익은환경오염저감에따른화폐가치와연료사용에따른기회비용저감에대한금전적가치를고려하고사회적비용은정부의 CNG 하이브리드버스보급을위해지원하는차량구입비, 보조금과취득세등의세수손실부분을비용으로고려하여 CNG 하이브리드버스보급정책의경제성을평가하였다. 1) 사회적편익 가 ) 환경오염저감에따른화폐가치 CNG 하이브리드버스의환경성을파악하기위하여환경정책평가연구원의 데이터를근거로각오염물질별배출증감량을산출하였다. CNG 하이브리 드버스의경우시험값이없기때문에자동차제작사에서제공한데이터인 viii

12 일반저상대비연비개선율을반영한오염물질배출량시뮬레이션결과를활용하였다. 또한 CO 2 의배출량산정은교통환경연구소의시험치가아닌국가온실가스산정시사용하는연료의발열량과사용량을이용한산출식에의해산정하였다. 구한값에차종별대기오염물질배출량에 EC의사회적한계비용 (2011년, 대도시비용기준 ) 을적용하여구한환경비용은다음과같다. < 표 6> 차종별대기오염물질의환경비용 (9 년 ) ( 단위 : 천원 ) 구분 PM CO HC NOx CO2 CH4 계 경유버스 25,433 7,914 1, ,898 20, ,563 CNG 버스 ,155 36,642 20,540 2,476 64,068 CNG ,412 19,438 15,277 1,442 39,753 하이브리드버스주 1. 할인율 3.27%(2011 년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 2. 여객자동차운수사업법상시내버스법정내구연한 9년적용 내구연한 (9 년 ) 동안경유버스를 CNG 하이브리드버스를대체할경우, 약 118,809 천원의환경편익이생기며, CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로 대체할경우약 24,315 천원의환경편익이발생된다. 나 ) 연료사용에따른기회비용저감 경유버스및 CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스운행에따른연료비용을산출하기위해버스의연비와총주행거리데이터를사용하였으며, 연료단가는 2011년하반기부터 2012년상반기까지최근 1년간경유및 CNG 의세금을제외한평균가격을가지고연료별연간 / 내구연한사용금액을산출하여기존버스대비 CNG 하이브리드버스의연료비증감액을산출하였다. ix

13 < 표 7> 기존버스대비 CNG 하이브리드버스연료비증감액 ( 단위 : 천원 ) 연간사용금액기준 내구연한연료비용기준 감소액 ( 경유버스대비 ) 감소액 (CNG 버스대비 ) 20, ,709 9,251 73,454 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5 년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 9 년을기준으로경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환할경우내구연 한대당 1 억 6,171 만원의연료비가저감되며 CNG 버스를 CNG 하이브리드 버스로저감할경우 73,454 천원의연료비가저감되는것으로확인되었다. 2) 사회적비용 가 ) 차량구입비정부보조금 시내버스의보급은환경개선을위한효율성, 장애인등의교통약자에대한 지원과서민이용편의증진등의사회적형평성을고려하여여러가지지원 사업이시행되고있다. 이에따라차종별구입비보조금은다음과같다. < 표 8> 차량구입비보조금 차종경유버스 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 차량구입보조금 - 18,500 천원 40,000 천원 x

14 나 ) 정부부담세금손실 정부가버스사업자에게지원하는세금감면등의혜택은정부의세수감소등에따르는비용으로볼수있다. 경유버스의경우취득세, 유가보조금을지원해주고있고 CNG 버스의경우취득세, 부가가치세를면제해주고있으며, 그금액은다음과같다. < 표 9> 경유버스의세금지원현황 ( 단위 : 천원 / 대 ) 구분 취득세면제 1) 유가보조금 (9년) 총정부보조금 경유버스 2, , ,100 주 1) 지방세특례제한법 제70조 2) 할인율 3.27%(2011년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) < 표 10> CNG 버스및 CNG 하이브리드버스세금지원현황 ( 단위 : 천원 / 대 ) 구분 취득세면제 부가가치세면제 총정부보조금 CNG 버스 8,360 20,899 29,259 CNG 하이브리드버스 10,960 27,399 38,359 3) 경제성효과분석결과 앞서산출한사회적편익과사회적비용을바탕으로차종별경제적비용을분석하였다. 내구연한 (9년) 동안경유버스를 CNG 하이브리드버스로대체하였을시의경제편익은 347,259천원이며 CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로전환시 67,168천원의경제성이생긴다. 이에정부가본사업을추진하는것이타당하다는결과를도출하였다. xi

15 < 표 11> 경유버스대비 CNG 하이브리드버스의내구연한경제편익 ( 단위 : 천원 ) 구분 환경개선연료비구입비세금손실편익저감액보조금차이 총계 경유 CNG 하이브리드 118, ,709-40, , ,259 CNG CNG 하이브리드 24,314 73,454-21,500-9,100 67,168 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 나. 수익성분석 기존버스에서 CNG 하이브리드버스로교체시, 운수사에서얻게되는수 익성에대한평가가필요하므로사업자편익인연료비절감액과사업자비 용인차량가격상승분, 세금상승분, 유지보수비등에대한분석을하였다. 1) 사업자편익 수익성평가의연료비용은사업자가실제로부담하게되는부가가치세를포함한최종소비자가격을기준으로 2011년하반기에서 2012년상반기까지의평균가를바탕으로산출하였다. CNG 하이브리드버스는경유버스대비내구연한동안 172,159천원, CNG 버스대비 108,169천원의연료비가저감된다. < 표 12> CNG 하이브리드버스대체시의연료절감비 ( 단위 : 천원 ) 구분 연료절감비 경유버스 CNG 하이브리드버스 172,159 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 108,169 자료 : ~ 세금을포함한연료가격의평균가 (CNG-한국가스공사, 경유-opinet) 주 ) 할인율 3.27%(2011년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) xii

16 2) 사업자비용 가 ) 초기투자비용 버스사업자가기존버스대비 CNG 하이브리드버스를구입하였을때추 가되는차량구입비에대한고려가필요한데이는정부의보조금을제외한 가격이다. 구분 < 표 13> CNG 하이브리드구입비차액 하이브리드버스보조금미지급시 ( 단위 : 천원 ) 하이브리드버스보조금지급시 경유중저상버스 CNG 하이브리드버스 158,246 19,046 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 65,000 43,500 주 1) 저상버스구입보조금 : 교통약자의이동편의증진법 제 14 조, 보조금의예산 및관리에관한법률. 국토해양부 ) CNG 버스구입보조금 : < 천연가스자동차보급사업 > 보조금업무처리지침. 환경부 * CNG 버스보조금 : 18,500 천원, CNG 하이브리드버스보조금 : 21,500 천원, 나 ) 세금비용 버스사업자는버스의구입및운행과관련하여크게취득세, 농어촌특별 세의세금을부담한다. < 표 14> 차량구입에따른세금 ( 단위 : 천원 ) 구분 취득세 농특세 총계 CNG 하이브리드버스대비부담액 경유중저상버스 2, , CNG 저상버스 - 1,671 1, CNG 하이브리드버스 - 2,192 2,192 - xiii

17 다 ) 유지보수비 / 검사비 버스운행시발생할수있는비용인유지보수비에대한고려가필요하며, CNG 버스의경우내압용기재검사비용을포함하여야한다. CNG 하이브리드버스의경우배터리교체및 AMT(Automated Manual T/M) 모듈교체비등의추가비용을반영하였다. < 표 15> 차종별운행중차량유지비 ( 단위 : 천원 ) 구분 유지보수비 용기재검사비 소계 CNG 하이브리드버스대비부담액 경유버스 29,348-29,348 31,561 CNG 버스 38,892 7,817 46,709 14,200 CNG 하이브리드버스 53,362 7,547 60,909 - 자료 : 한국운수산업연구원, CNG 버스의경제성비교분석및효율적지원확대방안, ) 수익성효과분석결과 앞서산출한사업자편익및비용과고려한결과 CNG 하이브리드버스는 경유버스와비교하여대당 122,305 천원, CNG 버스와비교하여 49,949 천 원의수익성이있는것으로확인되었다. < 표 16> CNG 하이브리드버스대체시의수익성평가 ( 단위 : 천원 ) 구분연료비차량가격세금유지보수비계 경유 CNG 하이브리드 CNG CNG 하이브리드 172,158-19, , , ,169-43, ,200 49,949 xiv

18 경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환할경우 1 차년도부터수익이발생 하며 CNG 버스를전환할경우 4 차년도부터수익이발생할것으로평가된다. 4. 서울시의 CNG 하이브리드버스보급사업경제성평가 국내에서시내버스준공영제를실시하는서울시의경우는정부의입장과운수사업자의입장을모두갖고있는정책결정주체이기때문에, 준공영제를실시하고있는지방자치단체의입장에서 CNG 하이브리드버스보급의경제성에대하여산정해보고자한다. 서울시가발표한저상버스도입계획을기준으로 '12년 ~'15년까지모든저상버스를 CNG 하이브리드버스로보급한다는가정하여서울시의 CNG 하이브리드버스보급에따른경제성을평가하였다. < 표 17> 연차별저상버스보급계획 ( 서울시 ) ( 단위 : 대 ) 구분 2012년 2013년 2014년 2015년 저상버스교체대수 저상버스누적대수 ,356 1,928 서울시입장에서편익은환경오염저감의화폐가치및연료사용에따른기회비용저감이며비용은차량구입에따른정부보조금및차량가격상승분, 유지보수비가있다. 2015년까지보급한 CNG 하이브리드버스가내구연한 9 년을운행후폐차된다는전제하에 '12년 ~'23년까지의편익이며 '15년까지 CNG 하이브리드버스를 1,928대교체도입시, 약 1,570억 2,000만원의순편익이발생할것으로보인다. 이는서울시가적사노선을보유함에대한시의재정부담을완화해줄효과적인정책이될수있을것으로예측된다. xv

19 < 표 18> CNG 하이브리드버스보급비용및편익 ( 단위 : 백만원 ) 투자비 ( 서울시지출 ) 서울시수입 보조금 차량가격 상승분 정비비 연료비절감 환경편익 순편익 20,726 83,868 27, ,378 53, ,020 주 1) 서울시는준공영제임에환경개선편익과연료비절감액의수혜자이며차량가격상승분및정비비추가비용의부담자임. 2) 교통약자의이동편의증진법제14조의거시내일반버스의 50% 를저상버스로교체토록규정, '15년까지저상버스보급계획수립시행중. '12년 210대, '13년 573대, '14년 573대, '15년 572대로총 1,928대보급예정 본분석결과서울시의 CNG 하이브리드버스보급사업은중장기적으로 볼때경제성이높은사업임이확인되었다. 5. 결론 약 3개월간운행된 6대의 CNG 하이브리드버스시범운행을통하여성능및연비개선효과를확인한결과 CNG 버스의연비 1.71km/m 3, CNG 하이브리드버스연비 2.30km/m 3 로 34.5% 의높은개선율을보였다. 또한보급타당성분석결과환경성 경제성 수익성이모두있는것으로나타났으므로 CNG 하이브리드버스보급정책은충분한타당성을지니고있는정책이며, 사업자입장에서도고려할만한사업임이확인되었다. 그러나차량구입비등초기투자비가높고, 사업자수익이 4차년도이후발생됨에따라정부의보급독려및정책의조속한추진을위해초기 CNG 하이브리드버스보급을위한보조금및세금지원혜택등에대한추가적인인센티브제도의시행을검토해볼필요가있다. 또한시내버스의준공영제가확대되고있는지방자체들의적극적인참여 xvi

20 를위해보급독려가필요하며, 지방자치단체의경우에도운수사업자에게가점제실시등의지원을고려해야할것으로보인다. 마지막으로자동차제작사에서도양산시 CNG 하이브리드버스의가격이안정화될수있도록노력이필요하다. xvii

21 < 목차 > 제 1 장서론 3 1. 과업의배경과목적 3 2. 과업의범위 6 제2장국내 외정책사례및하이브리드버스보급현황조사 국내 외친환경자동차보급정책 11 가. 국내친환경자동차보급정책 12 나. 미국의친환경차보급정책 16 다. 유럽의친환경차보급정책 18 라. 아시아및기타국가 국내의하이브리드버스현황 국외의하이브리드버스현황 25 가. 미국 25 나. 스페인 28 다. 중국 30 라. 일본 32 마. 인도 33 바. 오스트리아 34 제3장 CNG 하이브리드버스시범운행사업 시범운행사업개요 39 가. 대상차량및노선배정 39 나. 시범운행사업개요 모니터링방법및결과 43 가. 데이터수집방법 43 나. 운수사별모니터링결과 45 다. CNG 버스및 CNG 하이브리드버스모니터링결과평균값 48

22 3. 운영평가 ( 설문조사 ) 50 가. 설문조사의구성및설명 50 나. 설문조사결과 51 제4장 CNG 하이브리드버스의경제성분석을통한보급타당성검토 CNG 하이브리드버스보급타당성평가방법 55 가. 평가항목 55 나. 평가방법 CNG 하이브리드버스보급정책의경제성평가 57 가. 사회적편익 57 나. 사회적비용 68 다. CNG 하이브리드버스대체에따른경제성효과분석 CNG 하이브리드버스보급정책의수익성평가 74 가. 사업자편익 74 나. 사업자비용 75 다. CNG 하이브리드버스대체에따른수익성효과분석 80 제5장서울시의 CNG 하이브리드버스보급사업경제성평가 저상버스보급현황및계획 평가항목 분석결과 88 제 6 장결론 93

23 < 표차례 > < 표 1-1> 친환경버스도입가능기술현황 5 < 표 2-1> 자동차배출허용기준국내도입계획 12 < 표 2-2> 대형자동차 EURO-6 배출허용기준 13 < 표 2-3> 그린카중전력기반차의종류 14 < 표 2-4> 운행차저공해화사업실적 15 < 표 2-5> 친환경차의보급을위한미국지방정부의보조금제도 16 < 표 2-6> 그외유럽국가의친환경차구입시지원제도 20 < 표 2-7> 일본정부의친환경자동차보급목표 21 < 표 2-8> CNG 하이브리드버스의작동원리 23 < 표 2-9> CNG 초저상버스및하이브리드버스사양 24 < 표 2-10> 하이브리드도입사례및가격 28 < 표 2-11> 중국하이브리드버스의개발전략및동향 ( 기준 ) 30 < 표 2-12> 오스트리아친환경자동차판매현황 35 < 표 3-1> 서울시내버스의간선 / 지선버스특징 40 < 표 3-2> 시범운행개요 40 < 표 3-3> 아진교통- CNG 하이브리드버스운행현황 41 < 표 3-4> 서울승합- CNG 하이브리드버스운행현황 42 < 표 3-5> 서울버스-CNG 하이브리드버스운행현황 43 < 표 3-6> 아진교통 141번연비데이터 46 < 표 3-7> 서울승합 3411번연비데이터 46 < 표 3-8> 서울승합 3413번연비데이터 47 < 표 3-9> 서울버스 301번연비데이터 47 < 표 3-10> 서울버스 401번연비데이터 48 < 표 3-11> 모니터링연비결과비교 49 < 표 3-12> 노선별평균연비비교 49 < 표 3-13> 운전자운전경력 51 < 표 4-1> 경유버스와 CNG 버스의오염물질별배출값 58 < 표 4-2> CNG CNG 하이브리드버스오염물질배출량시뮬레이션결과 58 < 표 4-3> 지역별시내버스일일주행거리 60 < 표 4-4> 차종별연간주요대기오염물질배출량 60 < 표 4-5> 연료별저상버스연비 61 < 표 4-6> 저상버스연료별연간연료사용량및 CO2 배출량 62 < 표 4-7> CNG 하이브리드버스의대기오염물질저감량 62 < 표 4-8> 오염물질별대기위해지수 (SO2=1, KAIST) 63 < 표 4-9> 사회적한계비용 (2011년기준 ) 64

24 < 표 4-10> 차종별대기오염물질의연간환경비용 65 < 표 4-11> 차종별대기오염물질의환경비용 (9년) 65 < 표 4-12> 버스별기초자료 67 < 표 4-13> 연료별가격및연간연료비금액 67 < 표 4-14> 기존버스대비 CNG 하이브리드버스연료비증감액 68 < 표 4-15> 차종별정부지원보조금 69 < 표 4-16> 차량구입비보조금 70 < 표 4-17> 차량구입시세금감면현황 70 < 표 4-18> 경유버스의세금지원현황 71 < 표 4-19> CNG 버스및 CNG 하이브리드버스세금지원현황 72 < 표 4-20> 차종별경제적비용분석결과 72 < 표 4-21> 경유버스대비 CNG 하이브리드버스의내구연한경제편익 73 < 표 4-22> CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스의내구연한경제편익 73 < 표 4-23> 연료별가격및연간연료비 75 < 표 4-24> 버스가격비교 76 < 표 4-25> CNG 하이브리드구입비차액 76 < 표 4-26> 차량구입에따른세금 77 < 표 4-27> 차종별유지보수비 78 < 표 4-28> CNG 버스내압용기재검사비용 79 < 표 4-29> CNG 버스의용기검사비 80 < 표 4-30> 차종별운행중차량유지비 80 < 표 4-31> 차종별 9년간수익성비교 81 < 표 4-32> CNG 하이브리드버스의수익성효과 ( 경유버스대비 ) 81 < 표 4-33> CNG 하이브리드버스의수익성효과 (CNG 버스대비 ) 82 < 표 5-1> 저상버스보급현황 85 < 표 5-2> 저상버스연차별보급계획 86 < 표 5-3> 연차별저상버스보급계획 ( 서울시 ) 86 < 표 5-4> CNG 하이브리드버스보급비용및편익 88 < 표 5-5> 연도별비용및편익비교 89

25 < 그림차례 > [ 그림 2-1] 세계친환경자동차전망 (2010~2020) 11 [ 그림 2-2] 현대자동차 블루시티 24 [ 그림 2-3] ISE사의 CNG 하이브리드버스 26 [ 그림 2-4] Denver RTD의 Free MallRide 27 [ 그림 2-5] EMT의 CNG 하이브리드버스 29 [ 그림 2-6] 종통버스의 CNG 하이브리드버스 32 [ 그림 2-7] 타타의 starbus 33 [ 그림 2-8] 인도 HYBUS 34 [ 그림 3-1] BMS 시스템 44 [ 그림 3-2] 데이터수집방법 44 [ 그림 3-3] 응답자연령 51 [ 그림 4-1] 경제성및수익성평가항목 56 [ 그림 4-2] CNG 자동차의검사주기 79

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27 제 1 장서론

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29 제 1 장서론 1. 과업의배경과목적 2010년기준으로우리나라의에너지수입의존도는 97% 에달하며, 전체온실가스배출량의 85% 가에너지의연소로부터발생한다. 국가의에너지안보강화및온실가스감축을위해에너지의이용효율을높여야할당위성은어느나라보다도크다고할수있다. 이에우리정부는 ' 저탄소녹색성장 ' 을국가비젼으로선포하였으며, 2020년국가온실가스감축목표를 ' 배출전망 (BAU) 대비 30% 감축 ' 으로설정하고에너지효율개선과온실가스감축을본격화하고있다. 특히대기오염물질배출량중미세먼지는 2008년기준약 11만톤이며이중자동차에서배출되는미세먼지가약 16% 로연간약 1만 7천톤으로제조업다음으로높은비중을차지하고있다. 정부는수송부문의에너지효율개선을위해많은노력을기울이고있다. 수송부문은최종에너지소비의약 20% 를차지하고있으며, 온실가스감축잠재력이상대적으로큰것으로평가되고있기때문이다. 최근들어자동차의배출가스에대한국제적인환경규제강화, 석유자원의고갈가능성증대, 고유가지속등으로세계자동차시장의패러다임은친환경 고효율자동차로급속하게이행하고있다. 세계적으로수송부문의온실가스배출량은전체의 25% 수준에이르고있어, 각국은규제강화등을통해자동차부문의온실가스배출감축을적극적으로추진하고있다. 한편, 유가상승으로인한연료비부담증가로고효율자동차에대한소비자들의관심과선호를지속적으로높이는요인이되고있다. 각국의대표적인자동차부문규제정책은자동차제작업체의평균에너지소비효율 ( 이하평균연비 ) 과평균온실가스배출을제한하는것이다. EU는신규등록승용차를대상으로하는평균 CO 2 배출기준을 2015년 130g/ km으로강화하였다. 미국도 2010년 5월에신규등록승용차의 2016년평균연비기준을 16.1km /l, 평균 CO 2 배출기준은 140g/ km으로개선한바있다

30 우리나라도이러한국제적인흐름에맞춰신규판매승용차의 2015년평균연비기준을 17.0km /l, 평균 CO 2 배출기준은 140g/ km으로강화하는정책을 2011년 6월에확정 고시하였다. 미국의경우자동차제작자들은평균연비기준과평균 CO 2 배출기준둘다를충족시켜야한다. 또한 2015년이후의승용차평균연비및온실가스배출기준을마련하는작업에이미착수하였고, 온실가스를많이배출하는중 대형상용차량에대한연비제도도입도준비하고있다. 이러한대 내외환경변화는하이브리드자동차등 ' 그린카 ' 개발을세계자동차산업의화두가되게하였다. 주요선진국들은녹색성장달성을위한새로운성장동력으로그린카를선택하고, 자국현실에맞는그린카주력차종발굴과기술개발, 보조금및세제지원등을적극적으로시행하고있다. 우리나라도그린카개발이라는국제적인메가트렌드속에서 2010년말범정부차원의그린카발전로드맵인 ' 세계 4강도약을위한그린카산업발전전략및과제 ' 를발표하였다. 이로드맵은 2015년까지그린카 120만대생산을통한 ' 글로벌그린카기술 4대강국달성 ' 이라는비전과함께 2011~2015 년기간동안총 3조 1,000억원규모의투자계획을담고있다. 이러한야심찬정책목표를달성하기위해서는기술개발투자뿐만아니라초기시장창출을위한현실성있고효과적인보급정책이뒷받침되어야한다. 정부는 2009년부터하이브리드승용차구매에대해최대 310만원의세제지원을실시하고있으며, 전기자동차를구입하는공공기관에대해서는최대 2,000만원의보조금을지급하고있다. 또한 2012년부터는전기차를구매하는민간소비자에게도최대 420만원의세제혜택을부여할계획이다. 현재국내 외자동차의대기오염관리정책의주요이슈는 CO 2 저감이며정부는상기에서설명한연비및배출규제강화를대비한친환경 고연비차량개발 보급이필요상황이다. 특히상용차부문의친환경자동차기술도입의대안으로 CNG 하이브리드버스, 전기버스, 클린디젤버스가고려되고있다. 정부는기술성및환경성을고려할때현재보급운행중인 CNG 버스의다음단계의친환경자동차보급은 CNG 하이브리드버스로전기버스의상용화이전최적의대안으로평가하고있다

31 < 표 1-1> 친환경버스도입가능기술현황차종동력원특징 CNG 하이브리드버스 CNG+ 전기 - CNG 버스대비연비 30%, CO 2 발생량 26% 감축 전기버스 클린디젤버스 전기 디젤 - CNG 버스대비 CO 2 발생량 50% 감축 - 배터리충전시간이길고, 1회충전주행거리가짧아단거리노선에적합 - 유로6 클린디젤버스는 CNG 버스와환경성이유사할것으로예상되나, '15년이후에양산예정 현재시판되는유로 5는 CNG 버스에비해환경성이뒤짐 최근언론등에서하이브리드승용차의실제운행에따른연비향상효과가크지않다는문제제기가있어, CNG 하이브리드버스의시범운행을통한환경성및경제성검증시행필요성이대두됨에따라본연구에서는친환경 고효율자동차인 CNG 하이브리드버스보급을위한주요기술적인성능검증및실주행에대한경제성등을평가하고자한다. 평가할주요항목은 CNG 하이브리드버스의상대적인연비개선효과와방문설문을통한운전자와사업자의운행성능만족도조사이다. 또한, 운행성능및연비개선효과를검증하고, CNG 하이브리드버스보급사업의사회적경제성과사업자의수익성을평가하여, 세제지원등의인센티브제도도입에대한효과를극대화할수있는정책방향및대안을제시하고자한다

32 2. 과업의범위 본연구의목적은친환경 고효율자동차인 CNG 하이브리드버스보급을위한주요기술적인성능확인및연비개선효과분석을통한정부및운수사의수익성과경제성을평가하는것이다. 이를위해서울시소재 3개운수사에 6대의 CNG 하이브리드버스를보급, 실제노선을운행하여일별연비및운행거리등의데이터를확보, 실주행연비의산정을통해경유저상버스와 CNG 저상버스대비 CNG 하이브리드버스의연비개선효과를검증하고자한다. CNG 하이브리드버스의연비가개선됨에따라감소되는오염물질배출량의환경편익을산정하고, 이에따른정부의추가적인보조금및세제지원에따른 CNG 하이브리드버스보급사업의경제성분석을통해정부의정책시행의타당성을확인하고자한다. 또한차량가격상승과연료비절감및배터리교체등의정비비상승을고려한사업자수익성분석으로정부의정책적지원방안을검토하고자한다. 버스사업자, 운전자, 정비자의 CNG 하이브리드버스의운전성및정비성, 구매의사등의설문조사를통해수요자가느끼는친환경 고효율차량인 CNG 하이브리드버스의초기보급정책시행의효과를극대화하기위한정책방향및범위등에대해서추정하였다. 본연구의구성은다음과같다. 제2장에서는국내 외하이브리드자동차기술현황을소개하고현재추진중인국내친환경자동차보급정책및해외정부지원정책을분석하여시사점을도출한다. 제3장은본연구의분석방법인비용편익분석에대한방법론을설명하며현재시범사업으로보급되어운행중인 6대의 CNG 하이브리드버스의운행데이터수집방법및연비모니터링결과에따른성능검증결과를제시한다. 제4장에서는본시범운행결과로얻어진연비개선율및배출가스저감량을산정, 오염물질의사회적한계비용을통해 CNG 하이브리드버스의환경개선편익을산정한다. 이를통해차량가격상승및연비개선에따른버스사업자수지분석을통한 CNG 하이브리드버스보급사업의사업자수익성분석으로사업자구매의사결정을위한자료를제시코자한다

33 또한정부의친환경자동차보급지원정책에대한경제성평가를통해정부의정책시행효과를평가하고자한다. 제5장에서는시내버스준공영제를시행하고있는지방자치단체입장의 CNG 하이브리드버스도입에대한경제성을분석하고자한다. 특히서울시의저상버스도입계획에따른 CNG 하이브리드버스보급사업의경제성을분석, 보급활성화를위한방안을제시하고자한다. 마지막으로제6장에서는 CNG 하이브리드버스실주행모니터링결과와이를통한경제성분석결과제시를통한 CNG 하이브리드버스보급사업의효과적인추진방안을제안하고자한다

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35 제 2 장국내 외정책사례및 하이브리드버스보급현황조사

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37 제 2 장국내 외정책사례및하이브리드버스보급현황조사 1. 국내 외친환경자동차보급정책 전세계적으로석유자원의고갈, 지구온난화, 대기오염등이부각되면서기후변화에대비할목적으로각국정부및자동차업계는친환경자동차개발에주력하고있는실정이다. 미국의컨설팅업체인오토팩트 (Autofacts) 의친환경자동차전망에따르면하이브리드와전기자동차의연간생산량이 2020년에는약 9백만대에달하고, 이는세계시장점유율은 9% 에이를것으로전망하고있으며, 이중 3백만대는플러그인자동차와순수전기차가차지할것으로예상하고있다. 따라서각국정부에서는기업의유동성지원, 구매지원뿐만아니라차세대성장동력으로서친환경자동차의개발및생산 보급에적극적인지원을실시하고있다. [ 그림 2-1] 세계친환경자동차전망 (2010~2020) 출처 : Autofacts Analysis(2011)

38 가. 국내친환경자동차보급정책 우리나라의친환경 저공해자동차보급정책은배출가스규제기준강화와친 환경자동차보급지원, 운행차관리정책등크게 3 가지부문으로구분된다. 1) 배출가스규제기준강화 < 표 2-1> 자동차배출허용기준국내도입계획 차종기준 EU 미국국내도입 경유차 ( 대형 ) EURO-6 도입 나노입자개수신설 암모니아신설 EU 신차 : '13.1 기존차 : '14.1 신차 : '14.1 기존차 : '15.1 천연가스 버스 EURO-6 도입 (13% 강화 ) 메탄기준신설 암모니아기준신설 EU 신차 : '13.1 기존차 : '14.1 신차 : '13.1 기존차 : '14.1 먼저, 제작차부문의친환경자동차보급을위한 EURO-5 와 SULEV( 극초저공해자동차, Super Ultra Low Emission Vehicle) 의조기도입을통한자동차배출허용기준강화를통해제작차저공해화정책의시행이다. 환경부는천연가스 (CNG) 버스의제작차배출허용기준으로 '13년부터유럽수준 (EURO-6) 보다강화된기준이적용되며, 메탄및암모니아기준이신설된다. 천연가스버스는유럽의 EURO-6보다약 13% 를강화된기준이도입되고, 메탄및암모니아기준이신설되며, 신차는 '13.1월부터기존차는 '14.1월부터각각적용된다. CNG 자동차도 EURO-6가도입되는 '14년부터는 CNG 하이브리드자동차와 HCNG자동차등의친환경자동차기술의도입이필요한상황이다

39 < 표 2-2> 대형자동차 EURO-6 배출허용기준 시험 CO HC NOx PM 입자개수 NH3 모드 (g/kwh) (g/kwh) (g/kwh) (g/kwh) (#/kwh) WHSC ppm 경유 WHTC ppm 천연 WHTC ppm 가스 주 1. EURO-6 단계에서측정방법이국제표준모드 ( 현행 ESC WHSC, 현행 ETC WHTC) 로변경 2. ESC(European steady state cycle), ETC(European transient cycle) : 유럽의대형차주행조건하에서개발된인증시험방법 3. WHSC(Worldwide steady state cycle), WHTC(Worldwide transient cycle) : 전세계의대형차주행조건을기반으로 WP 29(UN 인증국제표준화기구 ) 에서개발된인증시험방법 2) 친환경자동차보급정책시행 환경부, 지식경제부, 국토해양부를중심으로전기및하이브리드자동차, 천연가스버스등친환경자동차기술의도입을지원하는친환경자동차보급정책이시행중이며, 특히 저탄소녹색성장기본법, 환경친화적인자동차개발및보급촉진에관한법률 을근거로배출가스나이산화탄소배출량이적고에너지효율 ( 이하연비 ) 이높은차량의보급을촉진하기위한차량구입보조금및세금감면등의지원을시행하고있다. 범정부차원에서이러한차량을 ' 그린카 ' 로정의하며, 그린카는크게 ' 전력기반차 ' 와 ' 엔진기반차 ' 로나눌수있다. 전력기반차는화석연료가아닌전기, 연료전지등을사용하여직 간접적으로고출력전기동력을생성하여구동하는자동차로서전기자동차 (EV: Electric Vehicle), 플러그인하이브리드자동차 (HEV: Hybrid Electric Vehicle), 연료전지자동차 (FCEV: Fuel Cell Electric Vehic le) 로구분된다. 엔진기반차는천연가스자동차, 클린디젤자동차, 태양광자동차가해당된다. 특히, 기술개발수준과충전인프라구축등의보급여건을고려할때, 엔진기반의천연가스자동차, 클린디젤자동차와전력기반의하이브리드자동차가가장현실적인보급가능 ' 그린카 ' 로전문가들은평가한다. 정부는하이브리드자동차보급을위해취득세, 개별소비세, 교통세등승용차대당 310만원의세금감면혜택을주고있다

40 종류 전기자동차 (EV) 플러그인 하이브리드차 (PHEV) 하이브리드차 (HEV) 연료전지차 (FCEV) < 표 2-3> 그린카중전력기반차의종류 개념및특징 - 모터와전기로만구동되는자동차로운행중에배출가스가 전혀발생하지않는무공해차 - 충전후 150km 내외만운행이가능하므로충전인프라구 축및배터리성능향상이과제 - 단거리에서는전기로만운행하다가장거리를운행할경우 엔진을구동하는자동차 - 하이브리드차와달리배터리를충전하기때문에충전인프 라가필요 - 엔진과모터를함께사용하는자동차로구동시내연기관 과모터를적절히작동시켜연비를향상 - 전기주행은 5km 내외로가능하며, 배터리를충전하지않 기때문에충전인프라는불필요 - 수소와산소반응으로전기를생산하여모터를구동하는 자동차로그린카중가장고가 - 수소충전을위해충전인프라가필요하며, 향후보급을위 해고가인부품가격인하필요 자료 : 지식경제부 환경부 국토해양부 녹색성장위원회보도자료 ( 범정부차원의첫그린카발전로드맵발표 ), 또한, 친환경자동차로서의천연가스버스보급을위해버스구입보조금, 부가가치세 / 취득세감면등의지원을하고있으며, 이는향후배출가스규제기준강화및친환경자동차보급확대에따라 CNG를기반으로하는하이브리드버스보급시추가적인정부지원정책의시행이검토될수있다. 3) 운행차의저공해화정책 앞서제시된배출가스규제강화및친환경자동차보급정책은제작차중심의친환경자동차보급정책이라면, 운행중인경유차량을 LPG, 천연가스등의저공해자동차로개조하거나매연저감장치를부착하는사업은운행차의저공해화정책이라할수있다

41 정부는 2005년 수도권대기환경개선에관한특별법 을제정, 시행하여약 5조원의사업비를투입하여운행경유차의배출가스저감사업을추진하였다. 현재 1단계 ('05년 ~ '14년) 저공해사업이마무리단계에있으며, '13 년 ~'15년은전환기로 2단계운행차저공해화사업추진을위한대상발굴과사후관리체계강화, 신규사업타당성분석등을추진할예정이다. 2단계사업추진시대형차와장거리운행경유화물차량을중심으로저공해화사업을추진할예정이며관련저공해범위를건설장비로확대추진예정이다. 환경부는운행차관리를위해저감장치 (DPF, DOC) 의부착, 저공해엔진 (LPG) 개조, 노후차량조기폐차등의정책을시행하며국고보조금을국비와지방비의 50% 씩매칭펀드형식으로지원한다. 저감장치부착및저공해엔진개조는장치가액의 90% 를지원하며조기폐차시중고차가액의 80% 를지원한다. 그러나운행차관리대책은제작차와는달리중 장기적인정책이될수는없으며현재운행중인경유자동차의저공해화가완료될경우다른정책개발이필요하리라보인다. < 표 2-4> 운행차저공해화사업실적 구분투자예산 ( 백만원 ) 보급물량 ( 대 ) 계획 2,617, ,845 소계 1,917, , 년 167,698 43, 년 331, , 년 400, , 년 297, , 년 234,038 85, 년 230,834 86, 년 193,925 77, 년 60,702 38,412 자료 : 환경부, 운행경유차배출가스저감대책 발표자료, 경유차배출가스저감을위한정책토론회 ( )

42 나. 미국의친환경차보급정책 미국은 2006년 1월부터연방정부에서하이브리드자동차에대한세제혜택부여를시행하였으며주정부에서는하이브리드자동차의보급을위하여다양한인센티브제도를시행하고있다. 하이브리드자동차를구입하면구입비의 10% 를세액공제 ( 상한 $4,000) 하며, 소비세 8%, 등록세와매상세공제혜택을주고있다. 또한친환경차의개발을위하여약 250억달러를저리융자로지원할계획이며, 하이브리드버스는대당 160천달러를지원할예정이다. 또한뉴욕의모든시내버스를하이브리드화할계획을가지고있다. 미국지방정부에서는주마다차이가있지만친환경자동차의보급을촉진하기위해서친환경차의신규구입및개조, 충전소등의인프라확충을위한자금을지원하고있으며자산사항은아래 < 표 2-5> 와같다. < 표 2-5> 친환경차의보급을위한미국지방정부의보조금제도 주 California 보조금제도 저공해스쿨버스보조금 (Lower-Emission School Bus Grants) -저공해스쿨버스보조금제도에서는노후한스쿨버스의교체및대기오염방지장치의구입을위한자금을교육청에지원함 저공해택시인센티브 (Lower-Emission Taxi Incentives)-San Francisco -샌프란시스코country 교통청은경량하이브리드전기택시및 CNG택시의구입을위한자금 ( 대당 $2,000 이내 ) 을지원함 대체연료자동차및주유소보조금 (Alternative Fuel Vehicle and Fueling Infrastructure Grants) -의회법 2766 자동차등록수수료프로그램에서는온 오프로드자동차의대기오염을줄이기위해대체연료자동차의구입, 대체연료주유소의확충등을위한자금을지원함 저공해차량인센티브및기술훈련 (Low-Emission Vehicle Incentives and Technical Training)-San Joaquin Valley -San Joaquin Valley 대기환경관리지역에서는저공해승용차, 경트럭, 소규모버스, 차량총중량이 14,000 파운드이하인트럭의구입을위한자금을지원함

43 - 대체연료, 전기또는하이브리드전기엔진 모터로작동되는차량에한함 - 지원금은대당 $1,000~$3,000 로배기가스규제기준달성수준및차량의 크기에따라달라짐 North Carolina New York Texas 대체연료자동차및하이브리드전기자동차보조금 (Alternative Fuel Vehicle and Hybrid Electric Vehicle Grants) -North Carolina 교통부, 주정부에너지청및대기환경과는대체연료자동차, 주유소, 공회전감소기술, 중형하이브리드전기자동차, 중형버스및디젤구형장치의교체를위한자금을지원함 대체연료자동차보조금 (Alternative Fuel Vehicle Grants) -North Carolina 환경및천연자원부대기환경과는 OEM 대체연료자동차의구입, 자동차의개조, 공회전감소프로그램의도입, 대체연료주유소의건설또는설치를위한자금을지원함 대체연료및대체연료자동차기금 (Alternative Fuel and Alternative Fuel Vehicle Fund) -North Carolina 에너지청은 Energy Credit의판매에따른수입을대체연료의구입, 주유소의확충, 대체연료자동차의구입등에사용하고있음 -이목적상 대체연료 란바이오디젤 (20% 이상의바이오디젤 ), 에탄올 (85% 이상의에탄올 ), CNG, 프로판, 전기등을말하며, 하이브리드전기자동차를포함함. 대체연료버스및주유소기금 (Alternative Fuel Bus and Infrastructure Funding) -뉴욕에너지연구개발청은주및지방의운수단체, 자치체에대체연료버스의구입및주유소의설치를위한자금 ( 증분원가의 100% 이내 ) 를지원함 -이목적상 대체연료자동차 란 CNG, 프로판, 메탄올, 수소, 바이오디젤또는에탄올, 전기를주요동력원으로사용하는자동차를말함 대체연료및첨단자동차기금 (Alternative Fuel and Advanced Technology Vehicle Funding) -뉴욕에너지연구개발청은뉴욕시교통부와공동으로뉴욕시에서운행중인민간기업및비영리단체에대체연료및첨단자동차의구입을위한자금을지원함 -지원금은신규경량천연가스자동차또는전기자동차의구입을위한증분원가의 50% 까지, 중형및대형천연가스자동차및하이브리드전기자동차의구입을위한증분원가또는개조비용의 80% 까지가능함 CNG 택시기금 (CNG Taxi Funding) -뉴욕시청정연료택시프로그램에서는 CNG택시의구입또는 CNG택시로의개조를위한자금 ($8,500 이내 ) 를지원함 중형천연가스자동차보조금 (Heavy Duty Natural Gas Vehicle Grants)

44 -텍사스토지청은공공부문파트너가디젤청소차, 포크리프트, 버스, 쓰레기청소차등을천연가스자동차로개조하는데필요한자금을지원함 대체연료스쿨버스보조금 (Alternative Fuel School Bus Grants) - 美환경보호국과주정부, 지방정부, 기업후원자가공동으로지방교육청의노후한디젤스쿨버스를청정연료버스로교체하는데필요한자금을지원함 청정자동차및장비보조금 (Clean Vehicle and Equipment Grants) -텍사스배출량감축계획에서는텍사스주내대기환경관리지역의대기품질향상을위해 41개 county 의다양한종류의청정대기사업 ( 예 : 온오프로드자동차및장비의구입, 개조또는엔진교체 ) 에자금을지원함 대체연료자동차보조금 (Alternative Fuel Vehicle Grants)-Houston-Galveston -Houston-Galveston 지역위원회는 Houston-Galveston 지역내 8개대기환경관리지역의대기품질향상을위하여이지역의정부및민간기업에 OEM청정연료자동차의구입, 청정연료자동차로의개조또는대체연료주유소의설치를위한자금 ( 원가의 75%) 을지원함자료 : 미국에너지부산하대체연료및첨단자동차데이터센터홈페이지 (2009년기준 ) 다. 유럽의친환경차보급정책 EU는 2020년까지온실가스를 1990년수준에서 20% 절감하는목표를수립하고이를위하여경제전반에걸친환경규제안을제시하였다. 2007년유럽의회는자동차 CO 2 배출량을규제하는법안을발표하여, 신차배기가스저감목표치를현재 160g/km에서 2012년 130g/km로제시하였으며 2012년까지신차판매의 65%, 2015년에는모든신차가이를준수해야하고기준치를초과하는차를판매하는경우에는 2012년부터벌금을부과한다. 벌금은 2012년 CO 2 배출기준 130g/km를기준으로하여초과배출량 g/km당 20유로에서 2015년 95유로까지인상할방침이며, 중량에따라 CO 2 규정을차등화할계획이다. 2009년 EU의친환경차수요는 48.4만대수준으로 EU 자동차전체수요의 3.6% 를차지하며아직은친환경차점유율이미미한수준이나, 강력한환경규제를토대로친환경차가빠르게보급될것으로보이며 2015년과 2020년에는각각 10.5%, 35.0% 로증가할전망이다

45 1) 영국 영국정부는교토의정서에따라 2008~2012 년까지 1990년대비오염물질배출량을 12% 감소하고, '2008 기후변화법 ' 에따라 2050년까지 1990년대배출량의 80% 를줄이기위해친환경자동차의개발을적극적으로추진하고있다. 또한 2011년부터 2억 3,000만파운드규모의플러그인하이브리드자동차 (PHV) 구입보조금제도 (Plug In Car Grant) 를시행하여, 정부가지정한모델을구매한소비자에게 5,000파운드한도내에서구입비용의 25% 를보조하고있다. 런던은 2010년말현재총 56대하이브리드버스운행중이며운행결과기존차량에비해연료소비기준으로약 30% 의연비가향상되었다고보고되고있다. 런던시는 2011년말까지하이브리드버스를 196대로확대보급할예정이다. 영국정부는옥스퍼드 / 맨체스터등기타도시를포함하여총 650대의하이브리드버스를운행할예정이다. 2) 독일 2007년부터전기자동차와관련하여범부처차원의통합조직을출범하셨으며, 전기자동차관련핵심부품개발및실증사업과관련하여 2011년까지약 6.1억유로를지원한다. 2009년에독일정부는전기자동차시장을선점하기위하여 'electro-mobility' 계획을발표하여순수전기자동차와충전식하이브리드자동차발전을주요기술노선으로선정하였다. 2020년까지 100만대전기차보급을목표로하고시장준비단계, 시장형성단계, 양산단계등 3단계로나누어단계별로배터리및차량기술개발과인프라, 법제도개선, 시장개발방안등을계획하고있다

46 3) 그외유럽국가 < 표 2-6> 그외유럽국가의친환경차구입시지원제도 프랑스이탈리아스웨덴네덜란드 - 친환경자동차구입시도로세면제및자동차등록세인하혜택을 주고있으며연간소득세에서 1,525 유로를공제 - 향후하이브리드버스구매시 18,000 유로를지원할계획 - 도시교통에관한법률내에광역지자체에대한저공해차도입의무 명기 - 도로세를저공해차구입후 5 년간영세율적용, 보험료 50% 할인혜택 - 친환경차를회사보유차로구입시, 취득세의 40% 를감면해주고 시내주차비 / 통행료감면혜택 - 차량등록세를 6,000유로까지할인해주며, 아일랜드는차량등록 세를 50% 감면해주고있다.( 통상차량가격의 25% 에해당 ) 라. 아시아및기타국가 1) 일본 일본정부는 2005년부터배출가스장기규제를실시하고있으며, 2006년부터는자동차연비를 2015년까지 16.8km/l( 승용차기준 ) 로향상시키도록강제의무화하고있다. 일본의친환경차의수준은 2009년에 39만대수준으로일본자동차전체수요의 8.8% 를기록했으며, 2009년부터하이브리드에대한세제혜택이늘어나면서대체차종수요를견인하였다. 일본정부에서는 2006년부터승용차및화물차, 버스에연비기준을설정하였으며, 개발지원금으로 2012년까지 2,600억엔을지원할예정이다. 또한하이브리드자동차와디젤대비차액의 1/2를보조해주고, 취득세 2.7%, 자동차세 30%, 법인세 7% 경감우대조치혜택을주고있다

47 < 표 2-7> 일본정부의친환경자동차보급목표 2020 년 2030 년 가솔린자동차 50~80% 30~50% 친환경자동차 20~50% 50~70% - 하이브리드자동차 (HV) 20~30% 30~40% - 전기자동차 (EV) - 플러그인하이브리드자동차 (PHV) 15~20% 20~30% - 연료전지자동차 (FCV) ~1% ~3% - 클린디젤자동차 (CDV) ~5% 5~10% 2) 중국 중국은세계최대의온실가스배출국중하나로환경오염이심각하며차량에서배출되는이산화탄소는전체이산화탄소배출량의 10% 를차지하고있다. 석유의수입의존도가 2007년 42.9% 에서 2020년 60% 를초과할것으로전망되는등대외의존도가심화되어국제원유수급및가격변동이중국경제에미치는영향이증대되고있다. 따라서환경오염심화및석유자원수급불안에대응하고자동차산업발전의전략적차원에서도친환경자동차의도입이필요한상태이다. 하지만중국의친환경자동차시장은아직도입단계로시장규모자체는미미한수준으로환경규제역시선진국에비해강도가높지않으며, 공식적으로 2015년목표연비는 17.9km/l( 승용차기준 ) 이다. 2009년중국의친환경차수요는 4.1만대이며, 이는중국자동차전체수요의 0.4% 에불과한수준이나, 2015년이후본격적으로시장이성장하여 2015년 7.0%, 2020년 20.0% 를차지할전망이다. 중국정부는친환경차구입시하이브리드승용차는 4천 ~5만위안, 순전기승용차는최고 6만위안까지, 연료전지승용차에는 25만위안까지보조금을지원할계획이다. 또한버스에는 10m이상의경우, 5만 ~60만위안의보조금을지급할계획으로이정책을통해소비자를보조함으로서시장을통해기

48 업의전기자동차연구개발및생산을지원한다는목적을가지고있다. 이정책은노선버스, 택시, 공무용차량, 청소차및우편차량등공공서비스부문에한정된다. 중국에서는생산하는자동차가운데하이브리드자동차의비중은 2012년에 10% 수준까지이를것이라고전망하고있다. 베이징은오는 2015년까지베이징시내버스의 50% 를하이브리드모델로대체할예정이며, 후난성은버스 택시와공공차량 4,000대를하이브리드자동차로보급하고, 장시성은하이브리드형자동차 5,000대의수출을추진할계획이다. 광저우는 2010~15년중규정조건에부합하는신에너지자동차구입시보조금을지원하는정책을잠정적으로결정하였다. 차량당보조금액은에너지효율과배기가스감축량에따라책정되나정확한비율과금액은명시되지않은상태이다. 이외에도정부사업기관및국영기업의신에너지자동차구입에관한격려와동시에자금방면에서도우선적으로안배할것이라고발표하였다. 또한충칭시정부는 2009년에너지고효율자동차및신에너지자동차에관한실시계획안을승인하였는데, 그계획에의하면 2011년까지창안의신에너지자동차를 1,100대를늘리고지방정부최초로신에너지자동차를구입하는개인에게보조금을지급할계획이다, 보급예정인 1,100대중 700대는창안의즈샹 LPI하이브리드차종을택시로보급하고, 300대는안제쉰과즈샹하이브리드차종을공무용으로, 100대는디젤하이브리드차종을자가용으로보급할예정이다. 하이브리드자동차구입시 4,000~36,000위안까지보조금을지급하고매년도로및교량통행세를 3년간총 6,900위안면제할계획이다. 2. 국내의하이브리드버스현황 CNG 하이브리드버스는 CNG와전기에너지조합 ( 배터리 + 모터 ) 으로차량을구동시켜연비개선과대기오염물질배출을저감시키는시스템이다. 감속및경사면운행시배터리를충전하여출발및가속시모터를사용하여운행함에따라연료소비량을줄여연료비및오염물질배출량을저감시킨다

49 < 표 2-8> CNG 하이브리드버스의작동원리 정차시출발가속정속감속 / 경사 엔진정비 (ISG) 모터엔진 + 모터엔진배터리충전 국내의승용차부분의하이브리드차량개발은정부의 R&D 개발비용지원으로활발한기술개발이진행되고있으나상용차부분, 특히대중교통인버스의하이브리드기술연구는상대적으로취약한상태이다. 대형버스의경우대중교통수단으로서높은신뢰성을요구하며일반승용차대비다양한운전환경, 높은부하변동, 장시간의운행시간등차량의특성을고려한한차원높은기술이필요하기때문이다. 국내의대형버스에적용되는하이브리드기술개발은 1994년아시아자동차에서 G7프로젝트로산학협동연구를통하여마을버스용병렬형하이브리드타입의버스를개발하여교내셔틀버스로시범운행하는것을시작으로, 2002년현대자동차에서 G7프로젝트로중형버스에직렬형하이브리드를제작하여한일월드컵기간동안시범운행하였다. 그후 2007년대우버스에서현대중공업과합작으로직렬형디젤하이브리드버스를개발하여 2007 모터쇼에서전시및시범운행을진행하였으며, 2008년자동차제작사와지자체간 차세대친환경버스기술개발및보급협약 체결로회생브레이크및배터리시스템, 그리고스톱-스타트기능의 11hp(8kW) 모터제너레이터가포함된마일드하이브리드버스가개발되어서울시운수사를중심으로시범운행을실시하였다. 마일드하이브리드버스는재생된에너지를쿨링팬을위한전력으로도이용된다. 2011년 1월현대자동차 ( 주 ) 에서 CNG 하이브리드버스를출시하였으며같은해 10월초저상버스표준모델로국토해양부의승인을득하였다. 이로써 교통약자이용편의증진법 에의거초저상버스지원가능차종으로승인되었다. 또한같은해대우버스에서병렬형디젤하이브리드버스를제작하여지자체에서현재시범운행중에있다

50 [ 그림 2-2] 현대자동차 블루시티 현재운행되고있는 CNG 하이브리드버스는 240마력 Q-CNG 엔진에 60kw 의전기모터를장착하여 1회충전으로약 340km운행이가능한모델이다. 기존 CNG 버스에비해엔진마력이작다는단점이있으나전기모터가이를보완하여연비개선에는효율적으로예상된다. < 표 2-9> CNG 초저상버스및하이브리드버스사양 기본차종 CNG 초저상버스 CNG 하이브리드버스 차체 ( 길이 / 너비 / 높이 ) 10,995/2,490/3,310 엔진 Q-CNG(290 마력 ) G-CNG(240 마력 ) + 전기모터 (60kW) 배터리 - 리튬폴리머 -3.8kwh 탱크용량 924l 770l 1충전주행거리 320km 이상 340km 이상 최고성능 100 km/h 자료 : 현대자동차 ( 주 ) 제공

51 3. 국외의하이브리드버스현황 하이브리드버스의세계동향은아래와같다. 북미에서는 1990년대후반부터지속적인도입으로현재하이브리드버스를 6,000대이상운영중에있으며, 유럽은 1990년대후반에시험운행착수후중단되었으나, 최근광범위한국가에서시험운행이재개되고있다. 아시아는일본, 중국, 인도를중심으로시험운행을착수하였으며, 중국이보급에가장적극적이다. 대형버스의연료를주로디젤유를사용하므로디젤 HEV 버스가많이개발되었으나, CNG 연료의인프라가구축된일본, 중국, 인도에서는 CNG HEV 버스와디젤 HEV 버스를병행하여개발하고있다. 가. 미국 미국은에너지부 (DOE; Department of Energy) 와신재생에너지연구소 (NREL; National Renewable Energy Lab.) 등에서민간기업과공동으로상용차량의에너지효율향상과에너지안보측면을향상시키기위해서 Freedom Car Project와 AHHPS(Advanced Heavy Hybrid Propulsion System) 프로그램등을이용하여하이브리드버스의개발을추진하고있다. 1) ISE 미국캘리포니아주의중장비용하이브리드부품전문업체인 ISE(Innovative Solution for Energy) 는직렬식하이브리드시스템을여러버스메이커에공급하여하이브리드버스를생산하고있다. ISE의버스는기존 CNG 버스에시리즈하이브리드시스템을추가한것으로운행거리가많은일반노선에우선적으로투입될예정이다. CNG 하이브리드시스템은이미 300대이상의버스에탑재되어성능을입증받은상태이며차량내전기모터 (85kw) 급과발전기 (165km급), 인버터는독일지멘스사의제품을사용하였고, 온보드시스템은 ISE가자체적으로개발하였다

52 [ 그림 2-3] ISE 사의 CNG 하이브리드버스 이차량은배터리는리튬-이온방식을사용하며최대 240마력, 9.6wh의에너지를엔진에공급할수있다. 엔진은포드의 V10 유닛을사용하는데이는기존디젤보다자체중량이 450kg 이상가볍기도하지만별도의배기가스후처리장치가필요없다는것이장점이다. 기존의 CNG 버스대비에너지효율이 40% 이상이라고기대되며, 디젤하이브리드보다온난화가스를적게배출한다. 또한 NOx와 PM의배출량도미국환경청 (EPA) 2010 기준을만족할만한성능을가지고있다. ISE사에서개발한 CNG 하이브리드버스는캘리포니아주샌디에고의버스업체인 MTS 社 (Metropolitan Transit System) 에납품되어상용버스로운행하고있다. 2) Trans Teq 미국의중대형하이브리드차량을개발하고설계하는업체인 Trans Teq (Transportation Techniques) 는 CNG를연료로사용하는하이브리드저상버스인 Eco Mark를개발하였다. 이버스는자동차, 우주산업, 의료군사용등에사용하는대체에너지시스템에맞는모터, 발전기, 컨트롤러등의제품을개발하는업체인 UQM의하이브리드시스템이적용되었는데, 각각 100kW인

53 두개의추진시스템과 100kW 발전기를사용하고있고 2,200rpm 으로전력 을구동하며, Ford 사의 2.5 리터산업용엔진이적용되었다. 이버스는짧은 거리를운행하는셔틀버스용으로사용되고있다. 로스엔젤레스국제공항셔틀버스 2005년에로스엔젤레스국제공항 (LAX; Los Angeles International Airport) 에서공항을이용하는승객이무료로이용할수있는셔틀버스로이용되고있다. LAX는 2011년현재공항내셔틀버스를모두 CNG와 LNG를연료로하는버스를이요하고있으며, 원활한운행을위해서공항근처내 CNG와수소연료충전소를보유하고있다. 덴버시내의 mall 셔틀버스미국의덴버 (Denver) 시내를운행하는교통수단인 RTD(Regional Trans portation District) 는 UQM으로부터 CNG 하이브리드버스를주문하여 2000 년부터 Denver시의 16th street의 mall 내에서 MallRide라는무료셔틀버스로운행하고있다. 이버스는매일약 1.3마일을걸쳐서 63,500명의승객을태운다. [ 그림 2-4] Denver RTD 의 Free MallRide

54 Denver RTD 는 mall 내의모든셔틀버스를천연가스를연료로하는하이 브리드버스로이용하고있으며, 이는매우배출가스가적고, 연료효율성이 높아대기환경을더욱깨끗하게만드는데도움을준다고알리고있다. 3) 뉴욕시 < 표 2-10> 하이브리드도입사례및가격 구분 기간 댓수 비고 시범운행 Proto 1998~ Orion VI 버스 BAE Hybrid System 탑재. 디젤대비, 연비 10% 유리, 유 Gen I (1차도입분 125 대의일부 ) 모니터링 Gen II (2차도입분 200 대의일부 ) 지보수비 ~150% 중가 '04.10~' Orion VII '05.10~'06.9 (125) ($385K / 디젤 = $290K) <Gen I 대비 > 10. 연비 6.8% 불리 (EGR) '06.2~'07.1 (200). 유지보수비 39% 절감단위거리당운행단가 : 24% 절감초기도입분포함 정규도입 ~2009 총1,700 대. 디젤버스대비 $150K. CNG 버스대비 $100K a 환율 1,500원기준 1억5천만원상승 나. 스페인 1) 타타히스페노모터스 (Tata Hispano Motors) 스페인의타타히스페노모터스는 2011년 international Busworld 박람회에서타타모터스에서개발한새로운디자인의도시형 CNG 하이브리드버스를선보였다. 이버스는 2010년 11월에개최된 FIAA 마드리드전시회에서선보인디젤-전기버스의고급버전이라고밝혔으며, 두버스의섀시는모두 Siemens사와협력하여개발하였다. CNG 하이브리드버스는초기비용

55 은다소높으나, 차량의전체수명기간동안운영비용이절감되기때문에 기존버스와비교하여운행하는데있어서전체적으로낮은비용이들어갈 것으로평가된다. [ 그림 2-5] EMT 의 CNG 하이브리드버스 2) EMT(Empresa Municipal de Transporte) 마드리드자치정부교통사업부인 EMT(Empresa Municipal de Transporte) 는유럽에서는처음으로 CNG 하이브리드버스 7대를도입하였다. 이버스는마드리드시의 Low Emission Zone(LEZ) 에서운행될예정으로 CNG 버스와비교하여 30% 정도연료소비량이저감되고배출가스도적게나올것으로보인다. EMT는대기질개선을위하여 2012~2014년까지 235대의버스를 CNG로교체할예정이며특히 2012년에 100여대를교체할계획을가지고있다. 3) TMB(Transports Metropolitans de Barcelona) 스페인바르셀로나대중교통운송협회인 TMB(Transports Metropolitans de Barcelona) 는바르셀로나시의배출가스를줄이고대기를향상시키기위하 여에너지사업을하고있는 Gas Natural Fenosa 와함께새로운천연가스하

56 이브리드버스프로토타입을개발하였다. Gas Natural Fenosa는이차량에적용되는하이브리드기술은기존버스와비교하여에너지소비와배출가스가 20~30% 가저감될것으로추정하고있으며 2015년부터시행되는 EURO-6 기준에부합할것으로보인다. 다. 중국 중국도다른나라와마찬가지로기업및정부모두친환경자동차의개발및생산, 보급을위해노력하고있다. 특히중국은기존내연기관자동차에서세계적인주도권을잡기힘들다는판단을가지고선진국에서도아직초보단계에있는신에너지자동차를육성하여자동차산업을선도해갈의도를가지고있다. 그중에서도가장현실적인친환경자동차로하이브리드자동차를들고있으며, 특히승용차업체들에비해버스제작업체들은연료비절감의필요성이크기때문에개발및생산에더적극적인상황이다. 중국의동펑, 이치, 베이치등대형자동차그룹의버스제작부문뿐만아니라소규모버스제작업체들도하이브리드버스를생산하여중요도시의노선버스에투입하고있다. < 표 2-11> 중국하이브리드버스의개발전략및동향 ( 기준 ) 업체명둥펑 ( 東風 ) 자동차이치 ( 一汽 ) 베이치푸티엔 기술도입및개발구조, 실용화및판매예 산학연제휴를통해개발, 산하저공해차거점을정비, 우한 ( 武漢 ) 시의지원하에조기실용화추진 2005년 11월우한시의노선버스에 12대납입, 2007년 100대추가투입, 2008년올림픽에 15대납품 노선버스에확대판매를목표로하여독자적인 HEV시스템을개발, 산하의다리앤 ( 大連 ) 과우시 ( 無錫 ) 공장에도도입 2005 년시작차 2대를장춘에투입, 시험운행, 2008 년올림픽에 12대납품 기존푸티엔 ( 福田 ) 유로5 버스에미국이튼의하이브리드시스템을도입

57 ( 北汽福田 ) 진롱 ( 金龍 ) 여행차위통 ( 宇通 ) 자동차션워 ( 申沃 ) 버스안카이 ( 安凱 ) 자동차종통 ( 中通 ) 자동차징화 ( 京華 ) 자동차우조우롱 ( 五洲龍 ) 자동차안위안 ( 安原 ) 버스 노선버스로서 2008년 1월에광저우 ( 廣州 ) 시에 30대, 7월에베이징시에 2대납품 주요대도시노선버스에확대판매를목표로제품가격을 70만위안대로설정 2007년 10월에베이징, 상하이, 티앤진 ( 天津 ) 의노선버스운영회사에서약 100대를수주 자사의노선버스에베이징셔다이화통 ( 北京時代華通 ) 의하이브리드시스템을도입 2008년올림픽에 2대를납품 모기업인상치와상하이교통대의기술개발성과를자사노선버스에도입 자사의노선버스에베이징셔다이화통의하이브리드시스템을도입 2006 년 10월상하이시에시작차 1대를투입, 노선버스에시험운행 자사의노선버스에베이징셔다이화통의하이브리드시스템을도입 2008년 7월에노선버스로서천친시에 20대를납품 이치에서전장 12m의하이브리드버스섀시를조달, 베이징시에납품 2006 년베이징에유압식하이브리드버스 50대를납품, 주요노선에운행 산학연제휴를통해 HEV버스를개발, 산시 ( 陜西 ) 자동차그룹에서전장 12m의하이브리드버스섀시를조달 2005년 11월션전에서시작차 7대시험운행을실시, 2006년에 18대를추가투입, 같은해 2대를마카오에투입 상하이전기차공장에서섀시를조달, 2008년 3억위안을투입하여지앙시 ( 江西 ) 에 5,000대생산체제를구축할계획 지지앙 항티엔 ( 航天 ) 그룹과제휴, 동펑항조우 ( 東風杭州 ) 에서섀시를조달, 2007 ( 吉江 ) 자동차년연산 5,000 대체제구축계획, 2008년에완성목표자료 : FOURIN, ハイブッド自動車, 量産體制の整備に向け進む原價削減と專門部品調達, 中國自動車調査月報, ) 종통버스 중국의종통 ( 中通, ZHONG TONG) 버스社는일반시내버스용 CNG 하이브 리드버스를선보였다. 이버스는 Tsinghua 대학과 South Electric Motor Research Institute 에의해공동개발되었으며모델명은 LCK6110GHEV-C 이다

58 [ 그림 2-6] 종통버스의 CNG 하이브리드버스 이버스는무게는약 16,200kg, 전장 11,250mm, 최대출력은 180HP 이 며배출가스기준은유럽환경기준은 EURO-3 배기가스기준을가지고있 다. 100km 당에너지절약율은기존버스에비하여약 25% 정도이다. 2) 형통버스 중국의총칭형통 (Chongqing Hengtong) 버스社는지난 2009년중국에서는처음으로 CNG 하이브리드버스인 urban transport bus를출시하였다. 이버스는형통버스와옥시그룹에서공동으로개발하였으며미국의 Eaton사에서소개된병렬형하이브리드시스템을활용하여사용하였다. 충칭시내의운수사인 Yiqi Bus에서충칭과광저우라인을운행하고있다. 이버스는무게는약 17,500kg, 전장 11,370mm로최대속도는 71-90km/h 이다. 또한기존천연가스차량과비교하여 27% 의연료를절약할수있으며연간 500킬로그램의배출가스를줄일수있다. 연 10,000m 3 의천연가스절감효과를예상한다. 라. 일본 친환경차량개발에박차를가하고있는일본은자동차시장의선두주자답게 하이브리드자동차에대하여앞선시스템기술력을보유하고있다 년최

59 초로하이브리드자동차를상용화하였으며최근에는자동차뿐만아니라버스를대상으로시스템을개발하고있다. 하지만 CNG 하이브리드버스의기술개발에중점을두고있는국내와는다르게일본은디젤을중심으로하이브리드버스를개발해왔다. 하이브리드버스로는 Aero Star 하이브리드저상버스가시내버스모델로많이보급되어졌으며, 관광버스시장에선 Hino Selega 하이브리드모델이시장을선점하고있다. 마. 인도 1) 타타모터스 (TATA Motors) 인도의타타모터스 (TATA Motors) 는 CNG 하이브리드저상버스인 starbus 를 2010년델리의영연방경기대회 (Commonwealth Games) 에서시범운행하였다. 이버스는초저상으로향후인도내시내버스로운행될예정이며병렬형하이브리드엔진으로구동되고 6단 AMT 변속기와하이브리드시스템은 EATON 社의제품을적용하였다. 또한약 25~30% 의연료효율성을가지고있으며적은운영비와적은소음, 배출가스가거의없는장점을가지고있다. [ 그림 2-7] 타타의 starbus

60 2) Ashok Leyland 社 버스나트럭, 응급용및군용차량과같은상용차를개발하는인도의대표적인상용차메이커중의하나인 Ashok Leyland 社는 2002년부터하이브리드차량을개발해왔다. CNG 하이브리드버스와관련해서 2010년 1월에개최된 Auto Expo 2010에서대중교통수단의최신 green technology를대표하여인도에서는처음으로 HYBUS를발표하였다. [ 그림 2-8] 인도 HYBUS 이버스는기존일반 CNG 버스와비교하여 20~30% 의연료효율성을보 이며, 이버스는지능적으로최적의작동모드를선택하여성능과편의성의 감소없이최대의연료효율성을보장한다. 바. 오스트리아 2011년오스트리아통계청의발표에따르면오스트리아의승용차시장의성장세와관련하여전기자동차, 하이브리드자동차등친환경자동차부문이급속히증가한것으로나타났다. 2011년한해동안오스트리아에서는총2,397 대의친환경차량이판매되었으며, 이는전년 (1,693대) 대비 41.6% 크게증가한실적이다

61 < 표 2-12> 오스트리아친환경자동차판매현황 구분 2011년 2012년 증감률 (%) 전기자동차 천연가스자동차 하이브리드자동차 , 기타 계 , 자료 : 오스트리아, 성장세가주목되는오스트리아산업, KOTRA 오스트리아천연가스자동차및하이브리드, 전기자동차의성장세는기업과공공부문이주도하는것으로보이며, 특히전기자동차의경우 70% 이상이공공기관과기업의업무용차량으로보고된다. 단, 하이브리드자동차등친환경자동차가격이높음에따라수요가개인까지확대되기위해서는좀더시간이소요될것으로보인다

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63 제 3 장 CNG 하이브리드버스 시범운행사업

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65 제 3 장 CNG 하이브리드버스시범운행사업 1. 시범운행사업개요 가. 대상차량및노선배정 본사업의모니터링대상차량은 CNG 하이브리드버스와동일노선의최 근출고된 CNG 초저상버스를대상으로시행하였다. - CNG 초저상하이브리드버스 : 현대자동차 블루시티 6 대 - CNG 초저상버스 : CNG 하이브리드버스동일노선운행버스 21 대 본보고서에서대상이되고있는모든버스는초저상모델을기준으로하며, 앞으로분석시초저상이라는용어를제외하고 CNG 버스, CNG 하이브리드버스, 경유버스라는용어를사용토록한다. 모니터링을위한노선의선정및방법등은환경부, 서울시, 운수사, 자동차제작사의버스관련전문가로구성된운영위원회를구성, 자문을통해결정하였다. 노선선정방법은아래 3가지사항의우선순위를고려하여선정하되운수사의버스노선배정에대한의견도고려하여최종결정하였다. 첫째, 하이브리드의기술적특성을고려, 정체구간이많은주요도심을운행하는노선우선배정한다. 둘째, 동일노선에최근연식의 CNG 버스가운행중인노선을우선배정한다. 셋째, 도심과비도심노선별특성을고려하기위해지선과간선을고루배정한다

66 < 표 3-1> 서울시내버스의간선 / 지선버스특징 구분 간선버스 지선버스 특징 - 지역간중 장거리통행수요를처리하는버스노선 - 종로 강남 영등포 동대문등서울의주요교통축인 도심및부도심사이를연결하는노선 - 간선버스 지하철노선과연계, 지역내통행의편의를 꾀할목적으로운행하는버스 나. 시범운행사업개요 본시범사업의사업개요는아래와같다. - 시범사업기간 : ~ ( 약 121일간 ) - 모니터링항목 : 일주행거리 / 횟수, 충전량 / 횟수, 운전자현황 - 서울지역 3개운수사의 CNG 하이브리드버스 6대, 동일노선 CNG 버스 21대의실노선주행 본 CNG 하이브리드버스의시범사업은서울지역 3개운수사에 6대의 CN G 하이브리드버스를보급, 실주행노선을운행함으로써발생되는성능차이및연비개선효과를검증하였다. 단, 운수사별로버스입고일정이다름에따라모니터링기간이상이하며, 본보고서의연비개선효과는운수사의동일노선을운행하는 CNG 버스와비교하여노선별상대적인수치로제시되었다. < 표 3-2> 시범운행개요 소속차량수노선번호모니터링기간 아진교통 1 대 141 번 ( 도봉산 ~ 염곡동 ) ~ ( 약 121 일 ) 서울승합 서울버스 1대 3411번 ( 강동 ~ 삼성역 ) ~ ( 약 27일 ) 1대 3413번 ( 강동 ~ 수서동 ) ~ ( 약 92일 ) 2대 301번 ( 장지동 ~ 혜화 ) ~ ( 약 31일 ) 1대 401번 ( 장지동 ~ 서울역 ) ~ ( 약 83일 )

67 본시범사업의참여운수사는서울지역의아진교통 ( 주 ), 서울승합 ( 주 ), 서울버스 ( 주 ) 로각 1대, 2대, 3대의차량이운행되었으며, 운행노선은 < 표 3-2> 와같다. 모니터링기간은차량출고후차량정비및시험운행등의일정을모두종료하고, 정식으로승객을태우고운행하는시점부터실시하였다. 단, 운행 1일차는출고시충전된잔여분의연료로인한연비왜곡이발생할수있음에모니터링결과분석시에는제외하였다. 다음은본시범사업에참여한운수사별운행노선및비교차량의운행현황이다. 1) 아진교통 ( 주 ) 아진교통 ( 주 ) 은서울시도봉구도봉동에위치하여있으며, 일반 CNG 버스 72 대, CNG 저상버스 31대, CNG 하이브리드버스 1대를포함하여총 104대의차량을보유하고있다. CNG 하이브리드버스가투입된노선은도봉산에서염곡동 (54.128km) 을운행하는간선버스노선으로동일노선에 2012년 5월출고된 CNG 저상버스 3대가운행중에있다. 본노선은운행구간이다른노선에비해긴편으로대당동일노선을 1일에 4~5회운행하고있다. < 표 3-3> 아진교통 - CNG 하이브리드버스운행현황 노선번호 141 번노선 ( 도봉산 ~ 염곡동 ) 1 대 운행시작일 모니터링기간 ~ ( 약 121 일간 ) 주요정거장 도봉산, 방학사거리, 수유역, 미아삼거리역, 고려대역, 성동구 청, 도산공원, 영동전화국, 강남세브란스, 능인선원 비교차량현황 CNG 저상버스 3 대 (2012 년 5 월출고 ) 1 회운행거리 km(1 일 1 대당평균 4~5 회운행 )

68 2) 서울승합 ( 주 ) 서울시강동구강일동에위치한서울승합 ( 주 ) 은일반 CNG 버스 110 대, CNG 저상버스 49 대와 CNG 하이브리드버스 2 대등총 161 대의차량을보 유한운수사이다. < 표 3-4> 서울승합 - CNG 하이브리드버스운행현황 노선번호 3411 번노선 ( 강동 ~ 삼성역 ) 3413 번노선 ( 강동 ~ 수서동 ) 운행시작일 모니터링기간 ~ ( 약 27일간 ) 강일리버파크, 상일동역, 명일 주요정거장 비교차량현황 역, 천호역, 잠실역, 종합운동 장, 포스코 4 거리, 삼성역 CNG 저상버스 6대 (2010 년 10 월출고 ) 1 회운행거리 34.6km (1 일 1 대당평균 7 회운행 ) ~ ( 약 92일간 ) 강일리버파크, 상일동역, 명일 역, 길동역, 둔촌동역, 잠실역, 가락시장역, 수서역, 일원역 CNG 저상버스 5 대 (2011 년 9 월출고 ) 39.5km (1 일 1 대당평균 5~7 회운행 ) CNG 하이브리드버스가투입된노선은강동 ~ 삼성동까지의 34.6km 노선과강동 ~ 수서동을운행하는 39.5km의지선구간으로비교적정류소간간격이짧고정차지점이많은구간이다비교적배터리충전시간이짧아연비개선효과가낮게나타날수있어서 CNG 하이브리드버스운행조건으로는불리한노선이라할수있다. 3) 서울버스 ( 주 ) 서울시송파구장지동에위치한서울버스 ( 주 ) 의총보유차량은 180대로일반 CNG 버스 73대, CNG 저상버스 34대, CNG 하이브리드버스 3대, 공항버스 70대를보유하고있다. CNG 하이브리드버스출고가지연되어계획서상 4대의 CNG 하이브리드버스를운행예정이었으나출고지연등의사유로현재 3대의 CNG 하이브리드버스가운행중에있다

69 < 표 3-5> 서울버스 -CNG 하이브리드버스운행현황 노선번호 301 번 ( 장지동 ~ 혜화 ) 401 번 ( 장지동 ~ 서울역 ) 운행시작일 2 대 대 모니터링기간 ~ ( 약 31 일간 ) ~ ( 약 83 일간 ) 주요정류장 경찰병원역, 잠실역, 삼성역, 청담역, 강남구청역, 압구정역, 동대입구역, 혜화 경찰병원역, 수서역, 청담역, 고속터미널역, 남산 3 호터널, 을지로입구역, 종각역, 서울역 비교차량현황 4 대 (2007 년이후출고 ) 3 대 (2008 년이후출고 ) 1 회운행거리 km (1 일 1 대당평균 3~5 회운행 ) km (1 일 1 대당평균 3~5 회운행 ) 현재 CNG 하이브리드버스가운행중인노선은장지동 ~ 혜화동을운행하는 301번간선노선에 2대, 장지동 ~ 서울역을운행하는 401번에 1대의버스가운행중이다. 동일노선에비교차량인 2007년, 2008년이후출고된 CNG 저상버스 4 대와 3대가각각운행중에있다. 2. 모니터링방법및결과 가. 데이터수집방법 현재서울시를운행하는대부분의시내버스는버스카드를사용하는승객이승하차시에이용하는스마트카드단말기와실시간으로버스운행을관리하는 BMS 단말기가장착되어있다. BMS(Bus Management System; 버스운행정보시스템 ) 란위성을이용하여취득된위치정보 (GPS) 와무선통신을기반으로실시간버스운행정보를파악하여버스의배차간격및위치등을안내하는시스템이다. 따라서본단말기를통하여운수사에서측정되는일일운행횟수및운행거리데이터를활용하였으며, 충전량의경우에는버스충전시충전소에입

70 력되는충전량데이터를활용하여연비를측정하였다. 운행거리및충전량데이터는공영제를실시하는서울시의시내버스관리를위해 E-busnet 1) 에입력되는데이터와동일한자료로시범사업참여운수사의협조를통해수집하였다. [ 그림 3-1] BMS 시스템 모든데이터는운수사에서 15 일단위로아래제시된것과같이엑셀자료로 일별, 차량 ( 노선 ) 별, 충전량, 운행거리, 운행횟수, 운전자의형태로제공된다. [ 그림 3-2] 데이터수집방법 1) E-Bus net: 서울시시내버스준공영제시행에의한공동기금관리를위한운수사운영관리시스템

71 CNG 하이브리드버스의모니터링데이터수집범위는아래와같다. - 대상차량 : CNG 하이브리드버스 CNG 하이브리드버스와동일노선에운행중인 CNG 버스 - 제공자료 : 일별운전자, 주행거리, 충전량, 운행횟수 - 기간 : CNG 하이브리드버스운행개시일 ~ 2012년 10월 31일까지 - 자료근거 : 서울시시내버스관리프로그램인 E-busnet 입력동일 - 제공기관 : 아진교통 ( 주 ), 서울승합 ( 주 ), 서울버스 ( 주 ) 상기와같이제공된운수사의운행데이터는모니터링기간내노선별누 적연료충전량과누적운행거리를바탕으로연비를산정하였다. 버스별연비 (km/ m3 ) = 버스별누적운행거리 (km) / 누적충전량 ( m3 ) 나. 운수사별모니터링결과 CNG 하이브리드버스시범운행의효과를분석하기위하여동일노선을운행하고있는 CNG 버스와 CNG 하이브리드버스의충전량및운행거리를바탕으로연비를측정하여개선율을비교하였다. 노선및월별로각각의연비결과를나열하고마지막으로총 6대의하이브리드버스와동일노선의 CNG 버스의평균값을산출하여비교한다. 1) 아진교통 아진교통의 141번노선의경우도봉산에서염곡동을운행하는간선버스로월별로큰변동없으며, CNG 버스 3대의평균연비와비교하여 CNG 하이브리드버스의연비는약 38.42% 의개선효과가나타났다. 이는제작사제시연비 30% 보다 8.42% 나개선된결과이며예측컨대상대적으로 141번기존 CNG 버스의연비가낮고, 간선구간으로정체구간을운행함에따라하이브리드버스의연비가상대적으로높았던것으로판단된다

72 < 표 3-6> 아진교통 141 번연비데이터 ( 단위 : km/m 3 ) 141번 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 7월 (07.03~07.31) % 8월 (08.01~08.31) % 9월 (09.01~09.30) % 10월 (10.01~10.31) % 평균 (07.03~10.31) % 2) 서울승합 서울승합의 3411번버스는본모니터링노선중에가장짧은기간인 27일을운행하였다. 3411번의 CNG 하이브리드버스는 CNG 버스와비교하여약 32.74% 의연비가개선되었다. 서울승합에배정된두노선은정체구간이적은지역내를운행하는지선버스로하이브리드특성을고려할때연비개선효과가낮게나타난것으로예측된다. < 표 3-7> 서울승합 3411번연비데이터 ( 단위 : km/m 3 ) CNG 버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 10월 (10.05~10.31) % 서울승합의차고지인강동에서수서동까지운행하는 3413번은 8월 1일부터운행을개시하여 10월 31일까지약 3개월간운행을모니터링하였으며, 초기운행이개시된시점에는한여름으로에어컨가동과운전자의하이브리드특성적응시점으로연비개선율이약 26.67% 수준이였으나, 10월모니

73 터링을종료할시점에는약 29.92% 로개선율이상승, 모니터링기간 3 개월 간평균개선율은 29.59% 로나타났다. < 표 3-8> 서울승합 3413번연비데이터 ( 단위 : km/m 3 ) 3413번 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 8월 (08.01~08.31) % 9월 (09.01~09.30) % 10월 (10.01~10.31) % 평균 (08.01~10.31) % 서울승합 ( 주 ) 의모니터링결과는버스제작사가제시한연비개선율 30% 와유사한 29.59% 임은본노선이앞서설명한것과같이지선구간을운행함으로써정체구간이적고정류장간격이비교적짧아하이브리드특성을활용하기적합지않은조건이라판단된다. 3) 서울버스 서울송파구의장지동에서혜화동까지운행하는 301 번노선의 CNG 하이 브리드버스는모니터링기간동안 2 대가운행되었으며, 2012 년 10 월 1 일부 터약한달간운행한데이터를근거로분석하였다. < 표 3-9> 서울버스 301번연비데이터 ( 단위 : km/m 3 ) CNG 버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 10월 (10.01~10.31) %

74 비교된동일노선에 CNG 버스는 4대이며, 모니터링결과약 44% 의높은 연비개선율을나타내었다. 이는다른운수사의연비개선율이운전자의운전습관적응에따라점차 개선되었던사례를고려할때앞으로도추가적인연비개선이있을수있을 것으로예상한다. < 표 3-10> 서울버스 401번연비데이터 ( 단위 : km/m 3 ) CNG 버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 8월 (08.10~08.31) % 9월 (09.01~09.30) % 10월 (10.01~10.31) % 평균 (08.13~10.31) % 장지동에서서울역까지운행하는 401번노선의경우월별로큰차이없이평균 27.94% 의연비개선율을보이고있다. 이는운행기간중에어컨고장등의사유로운휴기간이발생함에따라연비개선율이낮게측정된것으로보인다. 다. CNG 버스및 CNG 하이브리드버스모니터링결과평균값 각노선별모니터링된연비데이터를바탕으로시범운행을하고있는모든 CNG 하이브리드버스및비교대상 CNG 버스의전체평균연비를산출하였다. 노선별연비는전체모니터링기간에누적운행거리를누적연료충전량으로나누어산출한결과이다. 각노선별정체및구간특징에따라연비개선율이 27%~44% 까지차이가있는것으로확인되었다. 그러나개선율 27.91% 의 401번노선은운행기간중에어컨고장으로운휴가발생하는등의문제로모니터링결과치에정확도가부족할수있을것으로보인다

75 < 표 3-11> 모니터링연비결과비교 ( 단위 : km/m³) 노선 141번 301번 3411 번 401번 3413 번 평균 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 개선율 38.65% 44.31% 32.94% 27.91% 29.67% 34.50% 주 ) 401번노선은에어컨고장등운휴로인한연비개선율이낮은것으로예상 CNG 하이브리드버스의모니터링결과평균연비는 2.30km/m 3 로기존 CNG 버스 (1.71km/m 3 ) 대비평균약 34.5% 향상된것으로확인되었다. 본모니터링을통한연비개선율결과치는제작사가제시한연비개선율 30% 에비해약 4.5% 향상된결과치이다. 특히, 301번( 장지 혜화 ) 노선의경우연비가 2.41km/m 3 로측정, 기존 CNG 버스대비 44.31% 의높은개선율을확인하였다. 이는 301번 이상습정체구간인잠실, 강남등시내중심구간을운행, 하이브리드특성에따른개선효과가극대화된것으로판단된다. 본모니터링결과를노선별로분석해볼때 지선 (30.69%) 에비해시내를통과하는 간선 (36.31%) 노선이약6% 높은연비개선효과가있는것으로확인, 간선구간에 CNG 하이브리드버스를보급함이효과가큰것으로보인다. 향후, CNG 하이브리드버스보급시 간선 버스중심으로보급된다면정책시행등의효과가클것으로기대된다. < 표 3-12> 노선별평균연비비교 ( 단위 : km/m³) 노선 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 연비개선율 간선 % 지선 %

76 3. 운영평가 ( 설문조사 ) CNG 하이브리드버스시범운행모니터링기간종료후운수사담당자, 정비담당자, 운전자에게설문을실시하였다. 설문은공통적으로기존 CNG 버스와비교하여차량성능, 안정성등에대한만족도를물었으며응답자의담당업무에따라정비사항및연비운전교육여부등에대해질문을하였다. 본설문조사는직접면담을통해인터뷰형식으로시행하였다. 응답자는모니터링에참여한 3개운수사의 19명을대상으로시행하였으며운수사담당자 3명, 정비담당자 4명, 운전자 12명이설문에응답하였다. 가. 설문조사의구성및설명 조사항목은일반사항과공통사항으로구분하였다. 일반사항은담당업무에따라업무 ( 정비 / 운전 ) 경력및정비주기, 운행빈도, 나이등에대한항목으로구성되어있으며공통사항은 CNG 하이브리드버스에대한각항목별만족도및불만족항목, 개선점에대한항목으로구성되어있다. CNG 하이브리드버스에대한만족도항목은다음과같다. - 엔진성능 ( 등판성능 / 가속성능 ), 변속기성능, 제동성능, 소음, 연비, 주행 안정성, 승차감, 운전자편의성, 승객편의성, 내구성 / 잔고장, 정비성, 외관 스타일, 인테리어 설문응답자는각항목의만족도에따라 CNG 하이브리드버스가그항목을매우만족시켰다고판단되면 매우만족, 반면에전혀만족스럽지않았을때는 매우불만족 으로하여 5점척도를사용하였다. 그외에가장만족하는항목과가장불만족하는항목, 그리고개선점에대하여주관식으로작성토록요청하였다

77 나. 설문조사결과 1) 응답자기본사항 CNG 하이브리드버스관련응답자는대부분운전자로연령은 40대 21.1%, 50대 68.4%, 60대이상이 10.5% 로본조사에서는 50대가가장많은것으로나타났다. [ 그림 3-3] 응답자연령 운전자 12명의경우, 운전경력은다음과같다. 본운전경력은버스를운행한경력으로대부분 10년이상의운전경력을가지고있는것으로나타났다. 이들은모두경유버스, 일반 CNG 버스, CNG 버스를운행해본경험이있다고응답하였다. 또한연비운전교육에대한질문에서는 3개운수사가모두 2~3개월에한번씩자체교육을실시하여운전자모두정기적으로연비교육을받고있음을알수있다. < 표 3-13> 운전자운전경력 ( 단위 : 명 ) 5년이하 6~10년 11~15년 16~20년 20~25년 26년이상 계 명의정비담당자는가장짧은경력이 24 년, 가장긴경력이 35 년으로평균

78 30 년의정비경력을가지고있으며, 일상점검은매일, 정기정검은주 1 회시 행한다고응답하였다. 2) CNG 하이브리드버스의만족도 CNG 하이브리드버스를사업기간동안운행만족도에대하여설문한결과가장만족하는항목은소음 > 외관스타일 > 승차감, 인테리어 > 연비, 승객편의성순으로나타났다. 개선해야할내용으로는출발시출력부족, CNG 버스대비엔진 / 변속기성능이부족하다고응답하였다. 이에대하여제작사에문의한결과차량초기보급시에는운전자의조작미숙으로성능대비부족하다고느끼는경우가있으며, 불만족항목에대해서지속적으로협의하고성능평가를진행하여개선할예정이라고답하였다. 3) 사업자의견 운수사에서시내버스차량을구입할때의사결정을할수있는사업자의경우에일반 / 저상CNG 버스에비하여고가인 CNG 하이브리드버스초기구입비에부담을느끼고있지만차량에대해서는만족한다고조사되었다. 기존차량대비차액만큼보조금이지급될시, 긍정적으로 CNG 하이브리드버스로교체하겠다고응답하였다. 설문조사결과에따르면 CNG 하이브리드버스보급사업은차량가격하락 및정부의인센티브정책시행이주요한보급결정인자가될것으로보인다

79 제 4 장 CNG 하이브리드버스의 경제성분석을통한보급타당성검토

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81 제 4 장 CNG 하이브리드버스의경제성분석을 통한보급타당성검토 1. CNG 하이브리드버스보급타당성평가방법 가. 평가항목 CNG 하이브리드버스보급사업의타당성을검토하기위하여앞서시범사업의모니터링결과를바탕으로경유버스및 CNG 버스와비교하여 CNG 하이브리드버스의환경성 경제성평가가필요하다. 본연구에서는경제성평가를크게두가지로구분할수있는데사회적유익여부를판가름할수있는사회전체적인관점에서의경제성평가와기업관점에서유익여부를판단할수있는경제성평가로나눌수있다. 기업관점에서판단하는경제성평가의경우본연구에서는버스를구입하여운영하는운수사의입장의경제성으로일반적으로는수익성분석이라고한다. CNG 하이브리드버스보급정책의경제성평가시사회적편익은 CNG 하이브리드버스를보급함으로써내구연한 (9년) 동안오염물질배출량저감및연료사용에따른기회비용저감에대한금전적가치를고려하였으며사회적비용은정부의 CNG 하이브리드버스보급을위해지원하는차량구입비보조금과취득세, 환경개선부담금등의세수손실부분을비용으로고려하여 CNG 하이브리드버스보급정책의경제성을평가하였다. 또한사업자의수익성분석시에는최종소비자가격을기준으로한연료비절감액을사업자편익으로보고추가적인차량가격상승분, 차량구입에따른세금, 정비비 / 검사비등의유지보수비를사업자비용으로고려하여 CNG 하이브리드버스운행에따른사업자의수익성여부를분석하고자한다

82 [ 그림 4-1] 경제성및수익성평가항목 나. 평가방법 각각의분석을위하여본연구에서는순현재가치 (Net Present Value: NPV) 법을활용하였다. 순현재가치법은사업평가에많이사용되는방법중하나로써, 사업의내구연수동안발생하는모든편익과비용을할인율을통하여현재가치화한후, 편익의현재가치에서비용의현재가치를차감하여내구연수전체에대한사업의순현재가치를구하는방법이다. 이에대한식은다음과같다. NPV: 순현재가치, I 0 : 초기시설투자비, Bt: t차년도에발생하는편익, Ct: t차년도에발생하는비용, T: 내구년수, r: 할인율 상첨자 1은비교대상버스 ( 경유버스및 CNG 버스 ) 를운행한경우, 상첨자 2는 CNG 하이브리드버스를운행한경우 NPV 1 > NPV 2 이면비교대상버스 ( 경유버스및 CNG 버스 ) 가더효율적 NPV 1 < NPV 2 이면 CNG 하이브리드버스가더효율적

83 수식에서볼수있듯이고려해야하는비용편익항목중, 각대안간동 일한항목은서로각각차감하여소거되어해당항목에대해서는데이터를 추정하거나수집하지않아도된다. 2. CNG 하이브리드버스보급정책의경제성평가 가. 사회적편익 1) 환경오염저감에따른화폐가치 환경성평가환경성평가는경유버스및 CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로대체함에따라발생되는대기오염물질저감량을금전적가치로환산하여계산한것이다. 여기서각대상차종별오염물질배출량과오염물질별사회적한계비용이필요하다. 우선적으로 CNG 하이브리드버스에대한환경성평가를위해경유버스, CNG 버스, CNG 하이브리드버스의오염물질별배출값이필요하다. 이값을근거로오염물질별배출량을산정하고 CNG 하이브리드버스대비경유버스및 CNG 버스의배출량을비교하여분석을진행한다. 환경비용 ( 원 ) = 차종별오염물질배출량 (g/km) 오염물질별사회적한계비용 ( 원 /g) 본보고서에서는국립환경과학원교통환경연구소에서시험하여 경유버스및 CNG 버스환경 경제성분석을통한 CNG 버스보급정책타당성조사연구 (KEI, 2012) 에서활용한데이터를근거로산출하였다. 교통환경연구소의시험차량은 2011년출시된 CNG 버스 4대 ( 제작사별 2대 ) 와경유버스 4대 ( 제작사별 2대 ) 이며시험모드는서울시 2010년버스평균주행속도와가장유사한 NIER06 모드로교통환경연구소의대형차대동력계를이용한평균시험결과치이다

84 < 표 4-1> 경유버스와 CNG 버스의오염물질별배출값 ( 단위 : g/km) 구분 PM CO NMHC NOx CH 4 CNG(1) 경유 (2) (1)-(2) 자료 : 경유버스및 CNG 버스환경 경제성분석을통한 CNG 버스보급정책타당성 조사연구, KEI, 주 : CNG 차량별평균 ( 현대차 2대, 대우차 2대 ), 경유차량별평균 ( 현대차 2대, 대우차 2대 ) 교통환경연구소의시험결과치는 VOC, 입자상개수를포함규제대상물질인 PM, CO, NMHC, NOx, CH 4, CO 2 를제시하였으나본연구에서는연비개선에따른연료소모량감소가주요정책결정인자임에연료사용량에가장민감하게반응할수있는 CO 2 는국가온실가스감축량추정산출식에따라재산출하였다. < 표 4-2> CNG CNG 하이브리드버스오염물질배출량시뮬레이션결과 구분 CO (kg/ 년 ) THC NMHC (kg/ 년 ) CH 4 (kg/ 년 ) NOx (kg/ 년 ) 비고 ( 동력계사양 ) 일반저상 Q-CNG 엔진 하이브리드저상 ( 연비 30% 개선시 ) 하이브리드저상 ( 연비 35% 개선시 ) 하이브리드저상 ( 연비 40% 개선시 ) 자료 : 현대자동차 ( 주 ) 상용선행개발팀 % 15.6% 41.7% 46.9% % 20.6% 45.5% 51.1% % 22.4% 49.2% 55.5% G-CNG 엔진 + 구동모터 (60kw) 본연구의모니터링대상이초저상버스임을고려할때교통환경연구소의 일반시내버스시험치를그대로활용할수는없기에상기의배출가스시험

85 데이터를 CNG 저상버스혹은 CNG 하이브리드저상버스일경우로가정하여 현대자동차에서시물레이션결과치를제공받아활용하였다. 본시물레이션결과치는아래와같은방법에의해산출되었다. 첫째, 현대자동차가서울시주행모드를고려하여자체시험용으로제작한서울모드를기준으로주행모드에서각시간마다필요한운전점 ( 엔진 rpm/ 가속도로부터는엔진토크 ) 추출하였다. 다음은추출된엔진 rpm과토크를이용해최상의연비가나올수있도록엔진과모터동력비율을결정 ( 하이브리드차량만해당 ) 하여엔진사용량에대해서 emission map에대입하여각시간마다의 emission량을추출한다. 마지막으로 Emission량을총합하여서울모드운행시오염물질배출량을계산하였다. 단, 시뮬레이션은정적인상태에서단순엔진 rpm과토크에따라 Emission 량을결정하는방법으로, 실제로는엔진온도, 엔진부대장치작동여부, 급가속등여러상황에의해실제차량데이터와차이를보일수있다. 그러나현재 CNG 하이브리드버스의실측치가없는상태에서는본시뮬레이션결과치가가장현실성있는데이터라판단되어오염물질배출량산정시본결과치를활용하고자한다. 앞서제시된 CNG 하이브리드버스의연비개선율이 34.5% 임을고려할때본시물레이션결과치가실주행시차이를보일수있다는가능성을고려, 연비개선율이 30% 인경우를적용하여 CNG 하이브리드버스의환경개선편익이과대평가되는것을방지하고자한다. 위와같은방법으로산출된오염물질별배출계수를토대로오염물질배출량산출식에적용하여각각의차종에대한오염물질별배출량을구할수있다. 버스대당오염물질배출량산정은오염물질배출계수 (g/km) 에일일주행거리 (km/ 일 대 ) 를적용하여산정한다. 배출량 (kg/ 대 년 ) = 오염물질별배출계수 (g/km) 일일주행거리 (km/ 일 대 ) 365 일 / 년 0.001(kg/g)

86 일일주행거리는교통안전공단의 '2009 년도자동차주행거리실태조사 ( )' 에 제시된시내버스일일주행거리의전국평균치를적용하였다. < 표 4-3> 지역별시내버스일일주행거리 ( 단위 : km) 서울 부산 대구 인천 광주 대전 울산 경기 강원 충북 충남 전북 전남 경북 경남 제주 전국평균 : km 자료 : 교통안전공단, 2009년도자동차주행거리실태조사 ( ) 전국평균시내버스일일주행거리값인 266.1km 를배출량공식에적용 하여차종별연간주요대기오염물질배출량을산정한결과는아래와같다. < 표 4-4> 차종별연간주요대기오염물질배출량 ( 단위 : kg/ 대 년 ) 구분 PM CO HC NOx CH 4 경유버스 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 단, 본보고서에서산출된경유버스및 CNG 버스의오염물질배출계수는초저상버스기준이아닌 EURO-5 기준의일반시내버스의시험치를기준으로산정한양이며, CNG 하이브리드버스의오염물질배출량은현재자동차의시물레이션결과치를근거로산출한것임에실제초저상버스의연료별배출가스데이터와차이를보일수있다

87 그러나초저상버스에도동일엔진사양이장착된다고볼때, 배출가스의시험치는충분히객관성을가진데이터라판단함에본분석에활용하고자하며일반시내버스와초저상버스의오염물질배출량에영향을줄수있는 연비 의변동성은연료사용량과비례할수있는 CO 2 배출량산정시반영하여산출하는것으로보완하고자한다. CO 2 배출량산정은교통환경연구소의시험치가아닌국가온실가스산정시사용하는연료의발열량과사용량을이용한아래산출식에의해산정하였다. CO 2 = 56,100/ 연료에너지 (kg/tj) 천연가스발열량 = 49.3 TJ/ 연료사용량 (gigagram) 상기산출식의연료사용량은앞서제시한교통안전공단의연간평균주행거리와모니터링시측정된실주행연비를기준으로산정한다. 단, 현재모니터링대상에동일노선을운행하는경유버스가없는관계로경유버스의연비는일반경유버스인증연비를이용하여경유저상버스인경우로추정하였다. 저상버스로의연비추정방법은일반CNG 버스연비를본시범사업시모니터링한 CNG 저상버스연비와비교한결과, 연비저하정도를확인하여동일한비율의연비저하가발생할것으로가정하여경유저상버스연비를추정한다. 이와같이산출한결과경유저상버스는일반시내버스연비의 85.54% 수준의연비를보일것으로추정하여, 경유저상버스의연비는 2.05km/l를적용하였다. CNG 저상버스연비는 1.71km/m 3, CNG 하이브리드버스의연비는 2.3km/m 3 로본시범사업시모니터링한결과치를적용하여 CO 2 배출량을산정하였다. < 표 4-5> 연료별저상버스연비 구분 연비 산출방법 경유저상버스 2.05 인증연비 (2.4km/l) 의 85.54% 적용 CNG저상버스 1.71 모니터링연비활용 CNG하이브리드저상버스 2.30 모니터링연비활용

88 위에서산출된연료별저상버스연비는 CNG 하이브리드버스보급정책의경제성및사업자수익성분석시에도동일한기준으로적용하고자한다. 이와같이연료별저상버스의연비를적용, 연간연료사용량과 CO 2 배출량을산출한결과 CNG 하이브리드버스는경유버스대비약 29톤, CNG 버스대비약32톤의 CO 2 를저감하는것으로산출된다. < 표 4-6> 저상버스연료별연간연료사용량및 CO 2 배출량 구분 연간주행거리 (km/ 년 대 ) 연간연료사용량 (l/ 년 대, m 3 / 년 대 ) CO2 배출량 (kg/ 년 ) 연간배출량 저감량 3-2, 3-1 경유버스 1 47, , ,107.6 CNG 버스 2 97, , , ,089.9 CNG 하이브리드버스 3 42,225 93, 이렇게구한차종별오염물질배출량을활용하여산출한경유버스및 CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스의오염물질배출저감량은경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환시 CO 2 를비롯하여 PM 3.92kg, NOx 811kg이저감되었다. CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로전환시에는메탄 300kg과 NOx 165kg 저감효과가있는것으로확인되었다. < 표 4-7> CNG 하이브리드버스의대기오염물질저감량 ( 단위 : kg/ 대 년 ) 구분 PM CO HC NOx CO2 CH4 CNG 하이브리드 - 경유 CNG 하이브리드 -CNG , ,

89 환경개선편익산정환경개선편익은 CNG 하이브리드버스보급사업을통하여 CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로대체운행함으로얻을수있는환경적측면에대한유익을비용으로환산하여계산한것이다. 환경개선편익을분석하기위해서는환경적측면의유익을비용으로전환할수있는일정한기준이필요하다. 따라서이를산정하기위해서오염물질별대기오염의사회적한계비용이필요하며사회적한계비용은대기오염으로인한대기오염물질별배출구조, 인구밀도, 소득수준등에크게영향을받기때문에요소별특징은국가별로상이하다. 국내에는아직신뢰성있는추정결과가없으며, 보편적으로사용하는자료는 EC와 UNEP의자료이다. 사회적한계비용의추정에있어서 UNEP과 EC의값은서로다른연구를통해산출된한계비용추정치로 UNEP은저개발국을포함한전세계의평균적인한계비용을추정한데반해 EC의경우는도시의인구수를기준으로 30만, 50만, 100만, 수백만에따라구분하여가격이산정되었으며, PM에대하여도시인구별로한계비용을제시하였다. 국내서울시등의도시인구분포상황을고려한다면 UNEP의자료보다 EC의자료가 CNG 하이브리드버스의환경비용분석에더적절할것으로판단된다. 단, EC의연구결과에는 CO에대한추정치가고려대상에서누락되어있기때문에국내 KAIST 에서조사한전문가설문조사를통하여 SO 2 를기준으로 5대오염물질에대한상대적위해도지수를분석하여발표한결과를활용하였다. 즉, KAIST의오염물질별대기위해지수를통하여 EC자료의 HC에대한 CO의상대적위해지수를활용하여 CO의사회적한계비용을추정하고, 이러한추정치를 CO 사회적한계비용으로적용하였다. < 표 4-8> 오염물질별대기위해지수 (SO 2 =1, KAIST) SO 2 NOx PM CO HC 자료 : 청정연료사용지역내에서지역난방사용연료의합목적선정에관한연구, KAIST( )

90 EC의사회적한계비용은 2001년을기준으로추정된값이므로국내물가상승률을고려하여현재시점의사회적비용으로환산해야한다. 따라서통계청의물가상승률자료를적용하여 2011년도기준으로오염물질별사회적한계비용을재산정하였다. 본 CNG 하이브리드버스의모니터링은서울시를운행하는버스를중심으로운행되었으며서울시인구가 1천만명을넘는상황임에대도시기준을적용함이타당할것으로보인다. 또한 CNG 하이브리드버스보급사업은향후에도서울시등의대도시를중심으로보급될것으로예상됨에따라 EC의수백만기준의사회적한계비용을적용하여환경비용을산출하였다. < 표 4-9> 사회적한계비용 (2011 년기준 ) ( 단위 : 원 /kg) 구분 PM CO HC NOx CO 2 CH 4 중도시 (100 만 ) 대도시 ( 수백만 ) 408,137 2,820 3,276 6, ,274 5,640 6,552 13, 자료 : Mike Holland, Paul Watkiss, 2002, "BeTa Version El.02a Benefits Table database : Estimates of the marginal external costs of air pollution in Europe", netcen, KAIST(1998) 주 ) $1= 1,291원, = 1,155(2001년 ), 2002~2011년물가상승률 ( 통계청 ) CO 2 는 EC에서발표된사회적한계비용이없기때문에탄소배출권거래가격을통하여추정하였다. EU지역의 2011년탄소배출권톤당평균가격은약 20,655원 /ton(2011년탄소배출권톤당평균가격 13.4유로, 2011년평균유로환율 1,541.42원 ) 으로 kg당평균가격 원을적용하였으며, CH 4 는 CO 2 의지구온난화지수 (GWP, CO 2 의 21배 ) 고려하여산정하였다

91 < 표 4-10> 차종별대기오염물질의연간환경비용 ( 단위 : 원 ) 구분 주요대기오염물질 온실가스 PM CO HC NOx CO 2 CH 4 경유버스 3, ,085 2,525 - CNG 버스 ,615 2, CNG 하이브리드버스 ,448 1, 위의오염물질별사회적한계비용을바탕으로내구연한 (9년) 동안경유버스및 CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스의환경개선편익을산출하면아래와같다. 내구연한 (9년) 동안경유버스를 CNG 하이브리드버스로대체할경우, 약 118,809천원의환경편익의생기며, CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로대체할경우약 24,315천원의환경편익이발생된다. < 표 4-11> 차종별대기오염물질의환경비용 (9년) ( 단위 : 천원 ) 구분 PM CO HC NOx CO 2 CH 4 계 경유버스 25,433 7,914 1, ,898 20, ,563 CNG 버스 ,155 36,642 20,540 2,476 64,068 CNG ,412 19,438 15,277 1,442 39,753 하이브리드버스주 1. 할인율 3.27%(2011년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 2. 여객자동차운수사업법상시내버스법정내구연한 9년적용

92 2) 연료사용에따른기회비용저감 연료비용분석은경제성평가를위한분석항목의하나로서하나의기초데이터를찾는것으로매우중요한요소이다. 경유버스및 CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스운행에따른연료비용을산출하기위해버스의연비와총주행거리데이터가필요하다. 본연구의모니터링목적이연비개선효과의검증임을고려할때연료비용은본연구에서매우중요한정책결정인자이다. 분석을위한기초데이터중연비는본사업을통해모티터링한실주행연비를반영하였으며, 연간주행거리와연료가격은공인기관의자료를근거로산출하였다. 단, 본연구의모니터링대상버스가초저상버스임을감안하여경유버스는앞서제시한일반시내버스 (2.40km/l) 의 85.54% 인 2.05km/l를적용산출하였다. 연료비산출시또다른중요인자중하나가단위당연료가격이며, 이는어느시점의연료단가를적용하는지도매우중요한문제로연료가격의일시적인폭등혹은폭락으로인한왜곡을피하기위해일정기간의연료가격평균가를적용하는것이합리적이라판단된다. 본연구에서는 2011년하반기부터 2012 년상반기까지최근 1년간경유및 CNG의세금을제외한평균가격을산출하여연료비산출의기본데이터로활용하였다. 세금의제외는 CNG 하이브리드버스보급정책시행의경제성을산출함에있어세금등으로인한왜곡을피하고자함이다. 차후사업자의경제성을산정할경우최종소비자가격을기준으로연료비를산정할예정이다. 연간버스별연료비 ( 원 ) = 연간주행거리 (km) / 연비 (km/l,km/ m3 ) 연료가격 ( 원 /l, 원 / m3 )

93 < 표 4-12> 버스별기초자료 ( 단위 : km/l, m3, km,l, m3, 원 ) 구분 연비 연간주행거리 연간사용량 연료가격 경유버스 , CNG 버스 , , CNG 하이브리드버스 , 자료 : ~ 세금을제외한연료가격의평균가 (CNG- 한국가스공사, 경유-opinet) 주 ) 경유연비 : 압축천연가스 (CNG) 하이브리드버스보급타당성조사연구, 고려대학교, 제시연비의초저상연비 85.54% 적용 아래의표는버스별연료비용기초자료를토대로경유버스및 CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스의 1일, 1년, 내구연한 (9년) 동안소요되는연료비를산출한결과치이다. 내구연한은 9년으로연료비를국고채금리 ('11년, 5년만기평균 ) 3.27% 의할인율을적용, 현재가치화하여나타낸것이다. < 표 4-13> 연료별가격및연간연료비금액 구분 1 일사용금액연간사용금액 ( 단위 : 원 ) 내구연한사용금액 경유버스 129,361 47,216, ,921,167 CNG 버스 98,910 36,102, ,665,694 CNG 하이브리드버스 73,566 26,851, ,211,760 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환할경우연간연료비가약 2천 36만 5 천원절감되는것으로산출되었으며, 이는내구연한 9년을기준으로할때 1억 6,171만원의매우큰연료비절감액을발생시키는것으로확인되었다. 이는차후사업자의수익성분석시다시고려되어야할부분이지만 CNG 하이브리드버스의차량가격상승분등을상쇄하기에충분한편익이될것으로보인다

94 < 표 4-14> 기존버스대비 CNG 하이브리드버스연료비증감액 ( 단위 : 천원 ) 구분연간사용금액기준내구연한연료비용기준 감소액 ( 경유버스대비 ) 감소액 (CNG 버스대비 ) 20, ,709 9,251 73,454 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5 년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 나. 사회적비용 CNG 하이브리드버스보급정책에있어서정부에서지출되는정부보조금과세금감면등으로발생되는세수감소분이 CNG 하이브리드버스보급정책의사회적비용에해당한다. 단, 이는경유버스를혹은 CNG 버스를보급함에있어공통적으로지원되는부분에대해서는분석시비용으로고려치아니한다. 1) 차량구입비정부보조금 시내버스의보급은환경개선을위한효율성, 장애인등의교통약자에대한지원과서민이용편의증진등의사회적형평성을고려하여여러가지지원사업이시행되고있다. 특히대기오염개선에대한저공해자동차보급지원과교통약자이용편의증진에따른정부지원으로크게구분될수있다. 환경부는 대기환경보존법제58조 ( 저공해자동차의운행등 ) 에의거경유자동차를저공해자동차로전환하고자하는자에대하여구입보조금을지원할수있으며, CNG 버스의경우환경개선편익발생분수준의 18,500 천원을초기차량구입보조금으로환경부와지방자치단체가 50:50의매칭펀드형식으로지원하고있다. 또한국토해양부에서 교통약자의이동편의증진법 에따라초저상버스를

95 구입하고자하는운수사업자는대당 9,920 만원의보조금을지방자치단체와 50:50 의매칭펀드형태로지원하고있다. 버스의연료별, 사양별차량구입비보조금은아래제시된표와같다. < 표 4-15> 차종별정부지원보조금 ( 단위 : 천원 ) 구분 보조금 계국토해양부 1) 환경부 2) 경유버스 CNG 버스 18,500-18,500 CNG 저상버스 117,700 99,200 18,500 CNG 하이브리드버스 139,200 99,200 40,000 주 1) 저상버스구입보조금 : 교통약자의이동편의증진법 제14조, 보조금의예산 및관리에관한법률. 국토해양부 ) CNG버스구입보조금 : < 천연가스자동차보급사업 > 보조금업무처리지침. 환경부 * CNG버스보조금 : 18,500천원, CNG하이브리드버스추가보조금 : 21,500천원 3) 보조금은지방자치단체와 50:50의매칭펀드형식으로지원되는것이기본이며, 저 상버스구입보조금의경우서울시 : 구토해양부는 60:40의비율로지원 본연구에서는 CNG 하이브리드버스보급차종이초저상임을감안하여모든연료의버스가초저상일경우를가정하여분석하고자한다. 이에국토해양부에서지급되는초저상버스구입지원금 99,200 천원은모든버스에동일하게지원된다는가정하에 CNG 하이브리드버스보급사업의경제성분석시에는국토해양부의저상버스구입보조금은제외하고분석하였다. 즉, 정부의차량구입비지원보조금은환경부가저공해자동차구입보조금인 CNG 버스는대당 18,500천원, CNG 하이브리드버스는대당 40,000천원의보조금만을고려하여사회적비용을산정하였다

96 < 표 4-16> 차량구입비보조금 구분경유버스 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 차량구입보조금 - 18,500 천원 40,000 천원 2) 정부부담세금손실 정부가 CNG 하이브리드버스사업자에게지원하는세금감면등의혜택은정부의세수감소등에따르는비용으로볼수있다. 따라서경유버스대비 CNG 버스혹은 CNG 하이브리드버스보급시감면되는세금항목과금액을비용으로산정하고자한다. 사업자가차량구입시, 경유버스의경우취득세, 환경개선부담금을면제하고있으며유가보조금의지급을통해운행시연료비를지원한다고볼수있다. CNG 버스의경우에는취득세, 부가가치세, 환경개선부담금을면제해주고있으며, 면제해주는세금은정부입장에서는비용이므로사회적비용에포함하여경제성평가를실시하도록한다. < 표 4-17> 차량구입시세금감면현황 구분취득세농특세부가가치세 부과액 시내버스 감면액 - 지방세법 - 차량가격의 1천분의 40 - 지방세특례제한법 - 취득세납부액의 50%(~2012년 ) - 취득세액의 2% - 취득가액의 10% - - CNG 버스 감면액 - 지방세특례제한법 - 취득세면제 - - 조세특례제한법 - 면세 (~2012 년 )

97 먼저, 취득세는영업용버스의경우차량취득가액의 4% 을납부해야하며, 이중 여객자동차운수사업법 에따라시내버스및마을버스운송사업용으로버스를취득할경우에는취득세의 100분의 50을감면토록하고있다. 또한동법제70조 ( 운송사업지원을위한감면 ) 3항에의거여객자동차운송사업면허를받은자가천연가스버스를취득하는경우에는취득세를면제하고있다. 경유버스는환경오염의원인자로하여금환경개선에필요한비용을부담케하는 환경개선비용부담법 에의거경유를연료로사용하는자동차의소유자로부터환경개선부담금 ( 이하 " 개선부담금 " 이라한다 ) 을부과토록한다. 단, 경유버스는 환경개선비용부담법시행령 에따라 2009년이후등록차량중 EURO-4 기준을만족하는차량의경우 4년간환경개선부담금을면제하며, EURO-5 기준을만족하는차량의경우환경개선부담금을면제함에따라 2010년이후출고된모든경유시내버스는 CNG 버스와동일하게환경개선부담금이면제됨으로본분석시환경개선부담금은고려치않는다. 또한차량취득가액의 10% 를부담토록하는부가가치세는 조세특례제한법 제106조 ( 부가가치세의면제등 ) 1항의 9. 여객자동차운수사업법 에따른시내버스및마을버스운송사업용으로공급하는버스로서천연가스를연료로사용하는시내버스의부가가치세를면제한다. < 표 4-18> 경유버스의세금지원현황 ( 단위 : 천원 / 대 ) 구분 취득세면제 1) 유가보조금 (9년) 총정부보조금 경유 2, , ,100 주 1) 지방세특례제한법 제70조 2) 할인율 3.27%(2011 년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 상기에서제시된시내버스의세금중 CNG 혹은 CNG 하이브리드버스에 주어지는세금감면액을산정한결과 CNG 버스는대당 29,259 천원, CNG 하이브리드버스는 38,359 천원의세금감면혜택을갖는것으로확인되었다

98 < 표 4-19> CNG 버스및 CNG 하이브리드버스세금지원현황 ( 단위 : 천원 / 대 ) 구분취득세면제부가가치세면제총정부보조금 CNG 버스 8,360 20,899 29,259 CNG 하이브리드버스 10,960 27,399 38,359 다. CNG 하이브리드버스대체에따른경제성효과분석 앞에서산출한연료별, 차종별버스의대기오염물질저감에따른환경편익및연료비절감액을사회적편익항목으로고려, 차량구입비보조금및정부의세수손실을사회적비용으로고려하여경제성분석을실시한결과는표와같다. 정부가경유버스를보급함에소요되는총비용은대당 678,584천원이며, CNG 버스는 398,493천원, CNG 하이브리드버스는 331,324천원의정책실행비용이소요되는것으로확인되었다단, 경유버스의경우유가보조금지불로인한세금손실을비용으로산정한결과치이며, 유가보조금지원액 145,100천원을제외할경우 533,484천원의비용이소요되는것으로확인되었다. < 표 4-20> 차종별경제적비용분석결과 ( 단위 : 천원 ) 구분환경비용연료비치량구입비보조금세금손실총계 경유버스 158, , , ,584 CNG 버스 64, ,666 18,500 29, ,493 CNG 하이브리드 39, ,212 40,000 38, ,324 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5 년만기국고채금리평균, 한국은행 )

99 차종별경제적비용의분석결과에따라 CNG 하이브리드버스로대체시, 효과를산출한결과경유를 CNG 하이브리드버스로전환시대당 347,259 천원의경제성이확인되었으며, 이는대당환경개선편익이 118,809천원으로정부가 CNG 하이브리드버스에지원하는차량구입비보조와각종세금감면액을상쇄하고도남는높은수준의사회적편익이다. < 표 4-21> 경유버스대비 CNG 하이브리드버스의내구연한경제편익 환경개선편익연료비절감액차량구입비 보조금 세금손실분 ( 단위 : 천원 ) 총계 118, ,709-40, , ,259 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5 년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 단, 현재전국버스운송사업조합의 2012년 9월기준전국의시내버스가 32,934대이며, 이중 CNG 버스가 25,650대로약 77% 이상임을감안할때경유버스의 CNG 버스대체효과는정부정책시행에큰의미를둘수는없을것으로보이며, CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로전환시의정책실행의경제성이중요한의미가있을것으로예상된다. CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로전환시대당 67,168천원의경제성이확인되었으며, 이는연비개선율 34.5% 에따른연료비절감과연료사용량감소에따른환경비용저감으로인한편익발생분이약 97,768천원으로정부의차량구입보조금및차량가격상승에따른추가적인세금 ( 농특세 ) 부담액보다높기때문인것으로확인되었다. < 표 4-22> CNG 버스대비 CNG 하이브리드버스의내구연한경제편익 환경개선편익연료비절감액차량구입비보조금 세금손실분 ( 단위 : 천원 ) 총계 24,314 73,454-21,500-9,100 67,168 주 ) 할인율 3.27%(2011 년 5 년만기국고채금리평균, 한국은행 )

100 CNG 하이브리드버스보급사업의경제성분석결과, CNG 하이브리드버스는경유버스대비 347,259천원, CNG 버스대비 67,168천원만큼경제성의우위를나타내는것으로확인됨에따라, 정부가본사업을추진하는것이타당하다는결과를도출하였다. 3. CNG 하이브리드버스보급정책의수익성평가 버스를구입해서운행하는사업자 ( 운수사 ) 의입장에서기존버스에서 CNG 하이브리드버스로교체하여운행하였을시, 운수사에서얻게되는수익성에대하여평가하고자한다. 사업자의수익성분석시고려대상은크게사업자가누리게되는연료비절감에따른편익과차량가격상승에따른부담액및추가세금, 유지보수비등의비용항목을고려하여수익성평가를진행하였다. 1 연료비절감액 사업자편익 사업자비용 1 차량가격상승분 2 차량구입에따른세금상승분 3 정비비 / 검사비등유지보수비 가. 사업자편익 1) 연료비절감액 수익성평가의연료비용은연료사용량에연료비단가를적용하여산출한다는방식은동일하나, 정부의정책시행의경제성평가와는달리사업자가실제부담하게되는부가가치세를포함하는최종소비자가격을기준으로연료비를산출하게된다

101 < 표 4-23> 연료별가격및연간연료비 ( 단위 : 원 ) 구분 연료가격 연간연료비 내구연한연료비 경유버스 1, ,222, ,135,671 CNG 버스 ,164, ,145,538 CNG 하이브리드버스 ,541, ,976,856 경유버스 CNG 하이브리드버스 172,158,814 CNG 버스 CNG 하이브리드버스 108,168,682 자료 : ~ 세금을포함한연료가격의평균가 (CNG-한국가스공사, 경유-opinet) 주 ) 할인율 3.27%(2011년 5년만기국고채금리평균, 한국은행 ) 수익성평가의연료비용산정도버스가운행하는기간인내구연한 (9년) 을고려하여기존버스 ( 경유버스, CNG 버스 ) 대비 CNG 하이브리드버스의연료비용을현재가치화하여수익성평가에적용해야한다. 연료가격은경제성평가시와동일하게모니터링시확인된연비를적용, 2011년하반기에서 2012년상반기까지의연료별평균가격으로산정하였다. 이렇게산출된연료비는 CNG 하이브리드버스가경유버스대비내구연한동안 172,159천원, CNG 버스대비 108,169천원의연료비절감효과가있는것으로확인되었다. 나. 사업자비용 1) CNG 하이브리드버스보급의초기투자비용 ( 차량구입비 ) CNG 하이브리드버스는기존경유버스및 CNG 버스대비배터리장착등으로차량가격이상승함에따라사업자는초기투자비가추가소요된다. 차량판매가격은차량제작사및버스사양에따라서차이가있을수있으나, 본연구에서는 CNG 저상버스및 CNG 하이브리드버스의차량가격은현

102 대자동차 ( 주 ) 에서제공받은단가를적용하였으며, 현대자동차 ( 주 ) 에경유초저상버스가없는관계로경유버스는대우버스 ( 주 ) 준저상버스공식가격을적용하였다. 이는경유버스사양이초저상이아님에따라판매가격이다소낮게책정되었을수있음에사업자의수익성평가시경유버스가다소유리할수있으나, 현재경유초저상버스가국내보급된사례가없음에이에준하는비슷한사양의준저상버스의가격을적용함이가장현실적이라판단된다. 구분 경유중저상버스 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 < 표 4-24> 버스가격비교 ( 단위 : 천원 ) 차량구입보조금구입자가격 1) 계국토해양부 2) 환경부 3) 부담 115, , , ,700 99,200 18,500 91, , ,200 99,200 40, ,796 주 1) 차량구입가격 : 제작사홈페이지, CNG 부가가치세제외 2) 저상버스구입보조금 : 교통약자의이동편의증진법 제 14 조, 보조금의예산 및관리에관한법률. 국토해양부 ) CNG 버스구입보조금 : < 천연가스자동차보급사업 > 보조금업무처리지침. 환경부 * CNG 버스보조금 : 18,500 천원, CNG 하이브리드버스보조금 : 21,500 천원, < 표 4-25> CNG 하이브리드구입비차액 구분 하이브리드버스보조금미지급시 ( 단위 : 천원 ) 하이브리드버스보조금지급시 경유중저상버스 CNG 하이브리드버스 158,246 19,046 CNG 저상버스 CNG 하이브리드버스 65,000 43,500 환경부의 CNG 버스 (1,850 만원 ) 및 CNG 하이브리드버스 (2,150 만원 ) 보조금과국토해양부의초저상버스보조금 (9,920 만원 ) 을고려하여, 버스 사업자가부담하게되는버스구입비는경유버스가 115,750 천원, CNG

103 버스가 91,296천원, CNG 하이브리드버스가 134,796 천원이다. 이는경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환할경우버스사업자는약 19,046천원의차량구입추가부담금을지불하게되며, CNG 버스를 CNG 하이브리드버스로전환시 43,500천원을부담하게된다. 경유버스를 CNG 하이브리드버스로전환시부담금이낮은이유는국토해양부가 교통약자이용편의증진법 에서지원하고있는초저상버스사양이 CNG이며경유는이에해당되지않기때문에국토해양부보조금 99,200천원이 CNG 버스에추가반영되었기때문이다. 2) 세금비용 버스사업자는버스의구입및운행과관련하여크게취득세, 농어촌특별세, 환경개선부담금등의세금을부담한다. 취득세는버스를취득할때사업자에게부과되는세금으로경유버스의경우취득가액의 2% 이며, CNG 버스의경우앞서경제성분석시제시한것처럼 지방세제한법 에따라면제되지만차종에관계없이농어촌특별세를납부하며, 세율은취득세의 0.8% 이다. 환경개선부담금의경우본연구시에는모든버스가 EURO-5 기준이라는전제하에경유버스도면제된다고가정하여분석시제외하였다. CNG 하이브리드버스는경유버스대비약 75만원의세금부담감면효과가있으나, CNG 버스대비해서는차량가격상승분에따른농어촌특별세부담으로약 52만원정도의추가부담금이발생된다. < 표 4-26> 차량구입에따른세금 ( 단위 : 천원 ) 구분 취득세 농특세 총계 CNG 하이브리드버스대비부담액 경유중저상버스 2, , CNG저상버스 - 1,671 1, CNG 하이브리드버스 - 2,192 2,

104 3) 유지보수비 / 검사비 버스운행시발생할수있는비용은유지보수비와내압용기재검사비가있으며, 이는 CNG 버스일경우차체무게의상승및추가적인부품장착으로인한교체비가경유버스에비해추가발생될수있다. 또한 CNG 하이브리드버스의경우배터리교체및 AMT(Automated Manual T/M: 자동화수동변속기 ) 모듈교체비등이추가될수있음에이를반영하여차종별유지보수비를산정하였다. CNG 하이브리드버스의본시범사업을통한유지보수비를확인하기에는기간이너무짧았기때문에자동차제작사의전문가자문을통해추가적인부품교체등에대한비용을추정하였다. 자동차제작사는현재 CNG 하이브리드버스가약 40만km(5 년 ) 운행경과시, 배터리교체가있을수있다고예상하며, 이는현재까지 5년이경과된차량이없는관계로이론상의접근이며, 배터리교체비또한현재개발단계의가격을적용하였다. 향후정규양산시배터리등의가격변동가능성이있을수있으나현재는자동차제작사제시가격인 6,670천원을기준으로산출하였다. 또한내구연한 (9년) 동안 AMT(Automated Manual T/M: 자동화수동변속기 ) 모듈을운행이 4~5년경과시교체한다는전제하여유지보수비를산출하였다. < 표 4-27> 차종별유지보수비 ( 단위 : 천원 ) 구분 정비비 배터리교체비 AMT모듈비 총비용 경유버스 29, ,348 CNG 버스 38, ,892 CNG 하이브리드버스 38,892 6,670 7,800 53,362 자료 : 한국운수산업연구원, CNG 버스의경제성비교분석및효율적지원확대방안,

105 CNG 하이브리드버스운행시추가적인비용을고려한다면, 지난 2011년부터시행중인내압용기재검사제도의시행에따른용기재검사비용의검토가필요하다. 현재정부에서는 CNG 버스의안전성을제고하기위하여내압용기재검사제도를도입하고관련한법제도를정비하였다. 자동차관리법 제35조의 8( 내압용기의재검사 ) 및 자동차관리법시행규칙 제57조의 14에따라 CNG 버스는 3년주기로상세외관검사, 6년주기로탈거정밀검사를받도록의무화하고있다. [ 그림 4-2] CNG 자동차의검사주기 자료 : 교통안전공단홈페이지 ( 검사는교통안전공단에서진행하고있으며검사수수료는 CNG 용기의수에 따라차등으로적용한금액으로 < 표 4-28> 과같다. < 표 4-28> CNG 버스내압용기재검사비용 용기수 수수료 ( 원 ) 용기수 수수료 ( 원 ) 1개 87,000 6개 539,000 2개 188,000 7개 628,000 3개 274,000 8개 717,000 4개 360,000 9개 806,000 5개 449,000 불합격시 용기 1개당 22,000원 재검사비용 기타 22,000원 자료 : 교통안전공단홈페이지 (