승용 디젤자동차 Euro-6 대응 차세대 EGR 복합시스템 개발 (차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발에 관한 연구기획) (최종보고서) 2007. 5. 31 산 업 자 원 부
연구기획사업 최종보고서 제출서
연구기획사업 최종보고서 제출서 2007년 산업기술개발사업에 의하여 완료한 차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발 의 산업분석을 위한 연구기획사업 최종보고서를 별첨과 같이 제출합니다. 첨부 : 1. 연구기획사업 최종보고서 15부 2. 사업비 통장 사본 1부 2007. 5. 31. 총괄책임자 : 이 춘 범 (인) 주관기관 : 자동차부품연구원 (대표자) 유 영 상 (인) 산업자원부장관 귀하
연구기획사업 최종보고서 다음 순서에 따라 작성하여 별책으로 제출함 표지는 백색바탕, 흑색활자로 작성 B5 크기로 작성 (뒷면) (앞면) 가로 18.2cm 윗여백 윗여백 5cm 5cm 차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발에 관한 연구기획 이 보고서는 산업자원부 에서 시행한 산업기술개 발사업의 연구기획사업 최종 보고서입니다. (뒷면중앙에 표시) 기 술 개 발 산 업 자 원 부 (최종보고서) 2007. 5. 31 산 업 자 원 부 세로 25.7cm 아래 여백 3cm 아래 여백 5 cm (좌 철) (양면인쇄)
제 출 문 산 업 자 원 부 장 관 귀 하 본 보고서를 차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발 의 산업분 석을 위한 연구기획사업 최종보고서로 제출합니다. 2007. 5. 31. 주관기관 ː 자동차부품연구원 대표자 유 영 상 (인) 기술기획위원회명ː 차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발 위원장 ː 임 명 택 (전남대학교) 총괄책임자 ː 이 춘 범 (인) 위 원 ː 김성근(현대자동차) 김창일(현대자동차) 심재성(캄텍) 임창식(캄텍) 조한승(서한워너터보시스템스)
한현식(희성엥겔하드) 정순배(스마텍) 전광민(연세대학교) 이교승(경기공업대) 강건용(한국기계연구원) 류정호(국립환경과학원) 정상용(산업자원부) 최인용(특허청)
요 약 문 Ⅰ. 목적 디젤자동차의 수요는 점점 증가하여, 서유럽은 이미 전체 승용차 부분 에서 50%를 넘었으며, 동유럽 및 일본, 한국, 중국 등에서도 점진적으 로 증가하는 추세에 있음 강력한 배기규제 및 연료의 세제정책 등으로 디젤차에 대해 부정적이 던 미국도 사회적 인식변화에 의해 문호를 개방하는 추세이며, 향후 10년간 디젤승용차 시장 점유율이 급격히 증가 할 것으로 예측됨 특히 자국의 업체보호를 위해 수입관세25%를 부과하던 미국이 한미 FTA 협정에 의해 관세를 철폐함으로써, 년간 320만대(약85조원대)의 디젤 픽업트럭시장이 개방되며, 수출주도형의 한국 경제 구조에서는 결코 놓칠 수 없는 거대 시장임 우리나라 자동차산업은 생산대수 기준 2006년말 현재 세계 5위의 생산 국이며, 세계시장점유율은 5.5%를 차지하고 있음. 국내 경제 측면에서 는, 자동차 제조부분에서만 25만명 이상을 직접고용하며, 직간접 고용 인원까지 포함하면 약 160만명의 고용창출 효과를 갖는 초대형 산업 무엇보다 국내 자동차기술은 선진국을 제외한 개발도상국 중에서는 한국이 유일하게 독자기술과 독자 브랜드를 보유한 국가라고 할 수 있음 디젤자동차는 연료경제성이 매우 우수함에도 불구하고 오염물질 배출 의 주원인으로 인식되고 있으며, 세계적으로 배출가스 규제는 사회/환 경적 요구에 부응하여 급격히 강화되고 있어 친환경 자동차의 개발이 무엇보다 크게 요구됨 이와 같은 환경적 요인에 의해 세계 각국은 하이브리드자동차나 연료 전지자동차와 같은 친환경자동차 개발에 천문학적 개발비를 투자하고 - I -
있으나, 디젤자동차는 상대적으로 적은 개발비로 유해배출가스만 개 선시키면 연료경제성과 더불어 확실한 미래 친환경 자동차로 자리 매김할 수 있음 제반 여건을 고려할 때 미래 자동차산업에서는 새로운 거대시장이 형 성될 것이며, 이러한 관점에서 부가가치가 높은 디젤승용차 배출가스 대응 기술 개발은 시기적으로 매우 중요하며, 정부지원 또한 절실히 필요하다고 판단되어, 중기거점 과제로 지원될 차세대 환경규제 대응 Dual Loop EGR 시스템 개발 의 기술개발을 위한 연구기획을 수행하 였음 - II -
Ⅱ. 내용 및 범위 본 연구기획보고서에서는 승용 디젤자동차의 EURO-6 대응 기술개발 에 필요한 산업환경 및 기술동향을 분석하였음 관련 분야의 산업환경 분석을 통하여 세계 및 국내시장 규모를 파악하 고, 향후 시장을 전망함으로써 승용디젤자동차의 경제적 효과를 분석 하였고, 기술분석을 통하여 국내 외 기술개발 동향 및 세부 기술내용 에 대해 서술하였음 산업환경과 기술분석 결과를 바탕으로 기술개발 목표를 설정하였으며, 목표달성을 위한 추진체계 및 전략을 수립하였음 세부 기술내용으로는 1 승용 디젤자동차의 EURO-6 규제 대응을 위 한 핵심기술, 2 핵심기술을 달성하기 위한 요소부품과 시스템, 3 그리고 이러한 기술들에 대한 특성 평가 기술에 관하여 기술분석을 수행하였음 기술분석결과에 따라 수립된 최적의 기술개발체계는 다음과 같음 승용 승용디젤자동차 Euro-6 Euro-6 대응기술 개발 개발 차세대 차세대EGR/후처리 EGR/후처리복합시스템 엔진 엔진및 실차 실차 적용기술 적용기술개발 개발 복합시스템 엔진/차량 적용 기술 개발 최적 후처리 시스템 선정 및 설계 최적화 차세대 EGR/후처리 복합시스템 제어기술개발 엔진/차량 기반 시스템 신뢰/내구성 검증 승용 승용디젤자동차용 디젤자동차용차세대 차세대 EGR EGR시스템 시스템실용 실용기술 기술개발 복합 시스템용 차세대 EGR 시스템 개발 차세대 EGR 시스템 구성부품 개발 차세대 EGR 시스템 핵심부품 모듈화 핵심 단위부품 및 시스템 신뢰/내구 평가 Euro-6 Euro-6 대응 대응차세대 차세대EGR/후처리 복합시스템 복합시스템특성 특성및 적합성 적합성평가 복합시스템 엔진 적용을 위한 특성 및 적합성 평가 복합시스템 통합 평가시스템 개발 통합 평가 시스템을 통한 복합시스템 특성 평가 미규제물질/나노입자 등 배출 특성 평가 - III -
Ⅲ. 결론 가솔린대비 연료경제성이 우수한 승용 디젤자동차는 최근 지구온난화 에 따른 이산화탄소 배출 규제 및 유가 상승에 의한 소비자의 고연비 차량 선호에 따라 유럽을 중심으로 급증하고 있음 그러나 디젤자동차는 가솔린에 비해 입자상물질과 질소산화물이 상대 적으로 과다하게 배출되고, 배출가스 규제(2009년 EURO-5, 2014년 EURO-6)는 강화되면서, 이에 대한 대응 기술개발이 시급함에도 불구 하고, 적용기술이 복잡해지고, 기술개발 기간이나 비용이 상승하고 있 음 이러한 어려움에도 불구하고 수출에 의존하는 국내 자동차 산업의 구 조상, 기술개발만이 생존경쟁에서 살아남을 수 있으며 해외 자동차 수 출이 가능해 짐 이번 산업분석 결과에 따라 중기거점 기술개발과제로 추진될 경우, 승 용 디젤자동차의 EURO-6 대응기술 및 관련 핵심부품의 개발기술을 확보할 수 있어, 국내 산업보호 및 무역수지 개선에도 크게 기여할 것 으로 예측됨 총개발 목표 개발 목표 2007 ~ 2008 1 단계 2 단계 2008 ~ 2009 2009 ~ 2010 2010 ~ 2011 2011 ~ 2012 차세대 EGR/후처리 복합시스템에 의한 승용 디젤자동차의 Euro-6 배기규제 대응 기 술 개발 - 적용차량 : 승용 디젤자동차 - 배출가스 목표 : Euro-6 규제만족 (NOx:0.08g/km, PM:0.005g/km) 차세대 EGR/후처리 복합시스템 설계 최 적화 및 핵심부품 개발 차세대 EGR/후처리 복합시스템 제어기술 최적화 및 실용화 기술 개발 주요 내용 - 차세대 EGR 시스템 핵심부품 개발 - 차세대 EGR/후처리 복합시스템 엔진/ 차량 적용 기술 개발 - 차세대 EGR/후처리 복합시스템 최적 후처리장치 선정 및 제어알고리즘 개 발 - 차세대 EGR/후처리 복합시스템 설계 최적화 - 차세대 EGR 시스템용 요소부품 모듈화 및 실용기술 개발 - 차세대 EGR/후처리 적용 차량 Euro-6 규 제만족 최적 매핑 - 차세대 EGR/후처리 복합시스템 신뢰/내 구성 검증 - 차세대 EGR/후처리 복합시스템 배기특성 평가 - IV -
목 차 요약문 I. 목적 II. 내용 및 범위 III. 결론 1. 서론 1 1.1 해당 산업의 특성 1 1.2 산업의 기술 경제적 위치 10 1.3 기획의 범위 및 세부내용 13 1.4 추진체계 15 1.5 방법론 17 1.6 추진일정 20 2. 산업환경 분석 21 2.1 산업구조 분석 21 2.1.1 국내 자동차 산업현황 21 2.1.2 국내 완성차 업계 동향 24 2.1.3 해외 자동차업체 동향 28 2.1.4 국내 부품업체 30 2.1.5 해외 부품업체 현황 33 2.2 시장환경 분석 36 2.2.1 세계시장 규모 43 2.2.2 국내 수요, 공급 규모 47 2.2.3 향후시장 전망 52 2.3 연구개발 인프라 분석 59 2.3.1 국내 제조업체 현황 및 연구기반 현황 59 2.3.2 정부지원 정책 현황 63 2.4 향후 산업동향과 정책방향 83-1 -
3. 기술분석 89 3.1 엔진기술 및 동향 93 3.2 EGR 기술 및 동향 114 3.2.1 기술 개요 114 3.2.2 국내 기술 동향 119 3.2.3 국외 기술 동향 121 3.3 후처리 장치 기술 및 동향 132 3.3.1. PM 여과장치 132 3.3.2. NOx 저감 후처리 장치 132 3.3.3. 국내 기술개발 동향 153 3.3.4. 국외 기술개발 동향 166 3.3.5. 후처리 시스템 제어기술 181 3.4 복합 EGR 시스템 성능평가 183 3.5 기술 로드맵 185 3.6 세부기술 내용 186 3.7 세부기술 선정기준 187 4. 추진계획 188 4.1 추진 전략 188 4.2 단계별 추진대상과제 191 4.3 예산소요계획 191 4.3.1 총 소요자금 191 4.3.2 대상과제별 소요자금 192 4.4 인력투입계획 193 4.5 상업화 추진 전략 및 계획 194 5. 기술개발 효과 196 5.1 기술적 효과 196 5.2 경제적 효과 198 5.3 전략적 효과 210-2 -
6. 결론 214 6.1 과제선정 논리 214 6.2 공고내용 작성 216 6.2.1 총괄과제의 목표 및 내용 216 6.2.2 세부과제의 목표 및 내용 217 6.2.3 도출 세부과제의 개발일정 계획 220 7. 기술기획위원회 연구기획 참여자 명단 221 8. 참고문헌 222 부록 226 국내외 특허현황 226 첨부 273 1. Dual Loop EGR 특허 현황 273 2. 특허 키워드 311-3 -
1. 서론 1.1. 해당 산업의 특성 가. 개 요 기획대상 기술 분야 : 승용 디젤자동차의 배기규제 대응 기술 개발 해당기술의 활용분야 : 실용화 기술 해당기술의 시장 특성 : 국내외 신규시장 진출 해당기술의 혁신성 : 현재 실용화되지 않았으나 상업화 가능성이 매 우 높은 차세대 핵심기술 1 해당 기술의 개요 자동차의 배출가스에 의한 대기오염과 인체에 미치는 영향 등이 부각 되면서 배기규제는 전 세계적으로 강화되고 있으며, 이에 대한 자동차 관련 회사의 최우선 과제는 연비 및 배출가스 규제 대응기술 임 배출가스 관련 규제정책은 각 자동차 제작사의 대응기술 개발에 막대 한 연구개발비가 필요하고, 또한 정확한 예측에 의한 기술개발만이 미 래 시장의 진출이 가능하기 때문에 자동차 제작사의 중요한 생존 전략 의 한 부분을 차지함 <각국의 배출가스 규제> - 1 -
각국은 점점 더 강력한 배기규제를 점진적으로 시행하고 있으며, Euro-5 규제는 대략 2009년부터 시장에서 적용될 예정이며, Euro-6는 현재 규제시기와 내용이 최종 결정되지는 않았으나 대략 2014년부터 적용이 시작될 예정임 자동차의 배기규제 대응기술은 통상적으로 차량이 처음 개발되는 단계 부터 주요 목표 대상으로 선정되어 진행되며, 승용 디젤자동차의 Euro-6 대응은 중장기적인 개발 기간이 필요하기 때문에, 늦어도 2013 년경 개발차량의 양산준비를 위해서는 2007년 후반기부터는 기술개 발이 시작되어야 함 구 분 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 개발 일정 1단계 (기초 기술 및 설계 최적화) 2단계 (신뢰성 검증 및 실용화) Euro-6 양산준비 EURO-6 양산 규제 일정 Euro-5 Euro-6 <승용 디젤자동차의 배기규제 일정 및 개발 전략> 해당 기획대상 기술은 승용 디젤자동차의 배기규제 대응기술로써, 다 양한 배기규제 대응기술을 조사분석하여 가장 효과적인 기술을 선정하 여 기술개발에 필요한 전략을 제시하기 위함 현재 자동차의 주요 배기규제 항목은 크게 유해가스와 지구온난화방지 규제와 관련한 연비로 정리되는데, 이중 배기규제는 안전이나 연비등 의 다른 자동차의 규제 분야와는 달리 기준에 미달할 경우 해당지역의 시장진입 자체가 원천적으로 불가능함 현재 자동차 배출가스 규제에서 제시된 유해가스는 CO(일산화탄소), HC(미연탄화수소), NOx(질소산화물), PM(입자상물질)이 해당되며, 각 차종 및 적용시기에 따라 주행거리별 배출량으로 규제됨 규제물질 중 가솔린 자동차에 비해 디젤 자동차는 특히 NOx와 PM의 대응 기술이 주요 기술개발 대상이며, HC나 CO에 비해 상대적으로 어려운 기술임 - 2 -
자동차의 배기규제 대응 기술은 크게 엔진연소과정에서 원천적으로 적 게 배출되게 하는 전처리 기술과, 연소과정에서 이미 배출된 유해성분 을 촉매장치나 필터를 이용하여 제거하는 후처리 기술로 분류 Fuel Injection Equipment EGR System Intake/Exhaust System (전처리기술) Engine Technology (후처리기술) Aftertreatment System <배출가스 저감 기술 - 전처리기술과 후처리기술의 개념> 디젤승용차의 경우 PM제거 기술은 Euro-4 수준까지는 엔진연소기술만 으로 충분히 만족시킬 수 있었으나, Euro-5 기술 이후부터는 DPF가 필 수 기술로 인식됨 NOx 대응 기술로는 Euro-4 수준까지는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)기술이 주요 기술로 사용되었으나, Euro-5 이후부터는 연 비 등이 우수한 SCR, LNT 등의 후처리 기술이 사용될 것으로 예측됨 - 3 -
<배출가스 규제 및 대표적인 대응기술 > Regulation Year NOx (g/km) PM (g/km) Technologies Euro-3 2000/2001 0.5 0.05 Common Rail, EGR Euro-4 2005/2006 0.25 0.025 DPF, EGR Euro-5 2008/2009 0.18 0.005 DPF, EGR, DeNOx 후처리장치(LNT, SCR 등) Euro-6 2014/2015 0.08 0.005 차세대 EGR/후처리 복합시스템 현재 대표적인 디젤승용차의 대응 기술로써, 미국의 Tier2 Bin5 규제를 만족시키는 차량이 독일 메르세데스 벤츠사에 의해 후처리장치인 SCR 시스템을 이용 개발되어 현지 인증을 획득하였으며(차량모델명:E320, 배출가스정화장치명:Blutec), EGR과 후처리시스템을 동시에 사용하여 SULEV에 해당하는 Bin2를 만족시키는 디젤엔진의 개발에 대한 발표 도 있음(Ricardo & Bosch) 한편 2014년경 부터 적용될 Euro-6 대응 기술로는 Euro-5기술에 비해 PM은 변화가 없으나, NOx의 경우 58%의 저감을 목표로 해야 하기 때문에 연비특성이 우수한 후처리기술과 저온 저감 특성이 우수한 EGR 기술이 동시에 적용될 것으로 예측됨 본 기획대상 기술의 개요는 2014년부터 시작될 디젤승용자동차의 배 출가스 규제 대응 기술로 크게 다음의 세부분으로 정리됨 최적 후처리시스템 선정 및 설계 최적화 기술개발 차세대 EGR 시스템 및 핵심부품 개발 EGR/후처리 복합시스템 엔진 및 차량 적용 기술 개발 (* 후처리시스템 개발은 다른 국가지원 사업으로 활발히 진행되기 때문 에 본 기획대상 기술개발에는 포함되지 않으며, 개발된 시스템의 엔진 적용기술만 포함됨) - 4 -
<디젤자동차의 배출가스 저감을 위한 EGR/후처리 복합시스템> - 5 -
2 해당기술의 특징 본 연구기획대상인 자동차 배출가스 대응기술은 각 국가별로 규제 수 준과 항목만 일부 다를 뿐 자동차 양산전 반드시 통과해야하는 인증항 목 임 국내 자동차산업은 국가 기간산업이면서 국내 경상수지 흑자의 주요 산업분야이기 때문에 지속적인 성장이 필요하며, 그러기 위해서는 배 기규제 대응기술 개발이 지속적으로 진행되어야 하나, 막대한 개발비 용과 중장기적인 개발기간 등이 필요하기 때문에 장기적인 정부지원이 절실히 필요한 분야임 특히 양산을 목표로 개발되는 기술이기 때문에 실용화기술 특성이 매 우 강하지만, 각 자동차 제작사별 다양한 모델의 차량이 존재하며, 개 발된 기술은 동급의 비슷한 차종으로 응용 적용이 가능하고, 특히 차 체 프레임 및 엔진을 공유하면서 부분 개조되는 동급의 차종에 그대로 적용이 가능하여 기반기술성격 또한 매우 강함 디젤SUV 동일엔진 소형Truck 디젤승용 개발기술 응용적용 모델 1 모델 2 모델 3 개발기술 직접적용 <개발기술의 적용 방법 및 분야> 본 기획대상 기술에 의해 개발되는 핵심부품 및 최적화 설계 기술 등 은 자동차 전반에 걸쳐 향후에도 지속적으로 적용되는 부품과 분야이 기 때문에 실용화 기술이면서 동시에 기반기술 성격이 공존함 특히, 본 기획대상 기술중의 하나인 EGR 시스템의 경우 현재에도 대 부분의 자동차에 적용되고 있으나, 전자식 EGR의 경우 국내 생산되는 - 6 -
부품은 모두 외국기술에 의존하는 방식이며, 기술개발 후 수입대체 및 외국으로의 수출이 가능함 본 기획대상 기술 중의 하나인 차세대 EGR시스템은 현재 연구되고 있 는 HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition), LTC(Low Temperature Combustion) 등의 Advanced Diesel 엔진에 적용이 매우 확실하기 때문에 기술적 파생효과 또한 매우 큼 3 해당 기술의 시장 특성 디젤승용은 유럽을 중심으로 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 2009년을 기점으로 북미에서도 수요가 증가할 것으로 예측됨 이산화탄소의 배출량에서 우위에 있는 디젤엔진은 고속도로의 주행이 많은 유럽에서는 이미 승용시장의 50%이상을 점유하고 있는 상태이며, 국내의 경우도 디젤자동차의 판매가 점진적으로 증가하여 2005년 말 기준 다목적차량과 일반세단형 승용차를 포함한 전체 승용차중 디젤차 량의 판매 비중이 30%를 넘음 국내에서 생산되어 국외로 수출되는 디젤승용차도 전체 승용차 수출 물량의 35%를 넘어 매년 점진적으로 증가하는 경향을 보임 - 7 -
대수 (단위 : 만대) 300 250 200 150 100 50 0 국내 년간 승용차 수출대수 2001 2002 2003 2004 2005 40 35 30 25 20 15 10 5 0 다목적차량 비율 (%) 국내 승용차 수출 국내 다목적차량 수출 수출 승용차중 다목적차량 비율 <국내 자동차제작사의 년간 승용차 수출 현황> (출처 : KAMA) 세계적인 디젤승용차의 증가 추세는 그동안 가솔린 위주의 차량이 판 매되던 미국의 경우도 점진적으로 변화하는 경향을 나타내고 있으며, 영국의 Ricardo사는 미국시장에서의 디젤자동차는 장단기적으로 꾸준 한 증가가 예상됨 <미국시장의 디젤자동차 수요전망> (출처 : 영국 Ricardo 社 ) 전 세계적으로 자동차의 배기규제는 국가 인증항목으로 다른 분야의 - 8 -
규제나 규정과는 달리 목표달성이 안될 경우 차량자체의 판매가 불가 능하기 때문에, 선진국의 경우 강력한 배기규제를 통하여 자국으로 수 입되는 자동차의 배출가스 수준을 제한함으로써 무역장벽으로 이용하 는 경우도 있음 따라서, 차기의 배출가스 규제에 대응한 기술개발을 통해 선진국 시장 진출을 위한 사전 준비가 절실히 요구됨 4 해당 기술의 혁신성 본 기획대상 기술인 차세대EGR과 후처리시스템 동시적용 복합시스템 기술은 해외 선진 자동차 제작사에서도 적용한 사례가 없으며, 한두 업체만이 제한적으로 시행하고 있는 기술로써, 기술개발 완료 후 기술 주도성이 매우 강함 특히 AVL, Ricardo, SwRI 같은 대부분의 세계적인 자동차 전문연구개 발/컨설팅 전문업체들과 자동차 제작사들은 EURO-6배기규제 대응 기 술로써 EGR과 후처리 시스템이 동시에 적용되는 복합시스템을 가장 유력한 대응 기술로 인식하고 있음. 이와 같이 확실한 미래 대응 기술이면서, 현재 적용사례가 없기 때문 에 기술개발이 성공 할 경우 응용 및 적용 분야가 넓어 관련 업체의 기술을 주도 할 수 있음 특히 본 기술은 전세계 자동차 제작사가 가장 치열하게 경쟁하는 환경 분야로써, 반드시 극복해야 할 기술 분야로써, 오로지 독자기술에 의한 신뢰성 있고 우수하며 가격 경쟁력이 있을 경우만이 살아남을 수 있는 유일한 방법이기 때문에 매우 중요한 기술분야 중의 하나임 - 9 -
1.2. 산업의 기술 경제적 위치 가. 우리나라 자동차 산업 현황 자동차 산업자체는 자본, 노동이 대규모로 투입되고 다양한 기술분야 가 결집된 기계산업의 꽃으로서 국내경제에 대한 직접적인 전후방 효 과(160여만명 고용)가 가장 큰 산업으로 알려져 있음 현재 우리나라의 자동차생산 및 자동차부품 업체 수는 IMF등을 겪으 면서 구조조정으로 인한 감소추세를 겪었으나, 현재까지도 04년 기준 통계량으로 3,639여개 업체가 있고, 생산액은 88조원에 달하며 05년도 (11월기준)에 약 188억달러의 무역수지 흑자를 이룩한 주력산업임 이러한 자동차산업 중에서 디젤자동차는 초기에는 버스, 트럭등 상용 차가 주된 영역이었지만 우수한 연료경제성과 기술발달에 따른 수요 욕구의 증가로 인하여 중형 VAN 및 SUV에의 장착이 점차 확대되어 내수/수출 모두 증가추세에 있으며, 지속적인 성장이 기대되고 있는 분야임 <자동차산업의 국가 경제적 비중> 수출 생산 고용 구 분 02 03 04 비 고 기계산업 61,235 83,588 99,932 단위: 총수출 18,941 26,408 29,303 백만불 비중 30.93% 31.59% 29.32% 기계산업 1,975,430 2,143,193 2,535,112 단위: 총생산 704,150 749,041 880,640 억원 비중 35.65% 34.95% 34.74% 기계산업 994,241 1,035,166 1,092,606 총생산 212,051 220,059 246,949 단위: 명 비중 21.33% 21.26% 22.60-10 -
<국내 자동차산업에서의 디젤자동차 현황> (단위 : 천대) 구 분 디젤승용차 /SUV 2002 2003 2004 2005 2006 생산 내수 수출 생산 내수 수출 생산 내수 수출 생산 내수 수출 생산 내수 수출 562 557 56 511 449 36 453 397 58 356 291 81 392 305 60 주) 출처 : 한국자동차공업협회 나. 우리나라 자동차 산업의 대외 경쟁력 국내 자동차기술은 초기단계에서는 전적으로 외국기술을 도입하여 기 술을 습득 개발하여 왔으나, 현재는 차종 대부분을 고유모델로 생산 할 정도로 성장하였고, 엔진, 변속기 등 핵심부품의 국산화도 이루어지 는 등 상당한 기술수준에 도달하였음 그러나 아직은 생산기술, 조립기술 등에 의한 생산능력에만 경쟁력을 가지고 있고, 고 부가가치 창출이 가능한 첨단 제품기술이나 친환경기 술등의 개발능력 등은 선진국에 비해 수년 이상 낙후되어 있는 실정 우리나라 자동차 부품의 기술력 수준은 조립과 품질관리와 같은 최종 단계에 있어서는 선진국 수준과 어깨를 나란히 할 만큼 성장하였으나, 기초 원천기술에 있어서는 선진국 수준과는 많이 뒤떨어진 단계에 머 물고 있고, 규모의 영세성으로 생산기술, 연구개발에 지속적으로 투자 를 못 함으로써 독자적인 기술개발 능력 확보에 어려움을 많이 겪고 있는 실정임 - 11 -
<선진 업체 대비 국내 해당분야의 기술수준 > 분야 자동차 기술항목 생산기술 제품기술 생산설비기술 첨단기술 친환경기술 선진 업체 대비 기술수준 부족 다소부족 동등 우월 보다우월 - 12 -
1.3. 기획의 범위 및 세부내용 가. 기획의 범위 및 내용 최종목표 디젤 승용자동차의 Euro-6 배기규제 대응을 위한 요소부품 및 시스템 설계/ 제어관련 개발계획을 세우기 위한 - 산업환경분석 - 기술분석 - 추진계획 - 기술개발효과를 분석하는 것을 주요 내용으로 함 세부목표 1. 디젤승용자동차의 산업 분석 - 해당산업의 특성 분석 - 산업구조분석 - 시장환경분석 - 연구개발 인프라 분석 - 향후 산업동향과 정책방향 분석 2. 핵심기술 분석 - 승용디젤 자동차의 Euro-6 대응기술 전략 및 엔진/후처리 기술 - EGR/후처리 복합시스템 엔진/차량 적용 및 제어 기술 - 차세대 EGR 시스템 핵심 부품 및 모듈화 기술 - EGR/후처리 복합시스템 평가 및 신뢰/내구성 평가 기술 3. 추진전략 및 개발방안 수립 - 연구개발 추진전략 분석 - 연구개발 추진 체계 분석 4. 기술개발 효과 분석 - 기술적 효과 - 경제적 효과 - 전략적 효과 - 13 -
<세부 내용 및 기술개발 내용> 세부목표 산업환경분석 기획내용 및 범위 - 해당산업의 특성 분석 - 산업구조분석 - 시장환경분석 - 연구개발 인프라 분석 - 향후 산업동향과 정책방향 분석 차세대 EGR/ 후처리 복합시 스템 엔진/실차 적용기술 -Euro-6 배기규제 엔진/후처리 대응기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템 엔진 및 차량 적용 기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템용 DeNOx 후처리 기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템 분배 제어기술 -엔진/실차 기반 신뢰/내구성 평가 기술 기 술 분 석 차세대 EGR 시스템 실용화 기술 -차세대 EGR 시스템용 핵심 부품 -적층형 밸브일체 EGR 쿨러 기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템용 최적 EGR 시스템 기술 -차세대 EGR 시스템 핵심 부품 모듈화 기술 -핵심부품 신뢰/내구성 평가 기술 차세대 EGR/ 후처리 복합시 스템 선행연구 및 특성 평가 -차세대 EGR 시스템 성능평가 및 설계 최적화 기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템 통합 평가시스템 -차세대 EGR/후처리 복합시스템 선행 기술 -차세대 EGR/후처리 복합시스템 엔진 적용 상호 영향성 -차세대 EGR/후처리 복합시스템의 미규제 배출가스 특성 추진계획 - 연구개발 추진전략 분석 - 연구개발 추진 체계 분석 기술개발효과 - 기술적 효과 - 경제적 효과 - 전략적 효과 - 14 -
1.4 추진체계 차세대 환경규제 대응 Dual-Loop EGR 시스템 개발 연구기획위원회 위원장 : 임명택 (전남대) 간 사 : 이천환 (KATECH) 산업계(OEM) 산업계(부품) 연구계/정부 학계 임창식 이춘범 김성근 김창일 심재성 조한승 한현식 강건용 류정호 산자부 담당관 전광민 임명택 이교승 정순배 특허청 담당관 산업환경분석 특허기술분석 부품기술동향 특허기술분석 산업기술동향 산업정책동향 신기술동향 및 기술전망 <추진조직> - 15 -
<추진조직 구성원 현황 및 연구경력> 성명 소속 /직위 최종학력 세부전공 연구경력 김성근 현대자동차 석사 기계 엔진개발 21년 김창일 현대자동차 석사 기계 엔진개발 20년 임창식 캄텍 학사 기계 엔진부품개발 18년 심재성 캄텍 학사 경영학 - 기획 관리경력 엔진개발 기획 15년 엔진개발 기획 15년 개발관리 8 년 환경분야 기획 20년 조한승 서한워너터보 시스템스 박사 시스템공학 엔진설계 및 평가 분야 14년 - 한현식 희성엥겔하드 박사 화학 정순배 스마텍 박사 기계 후처리용 촉매개발 분중기거점 야 14년 등 10년 차량시스템 제어 분야 등 20년 HEV 기획 등 15년 전광민 연세대 박사 기계 엔진개발 분야 20년 임명택 전남대 박사 기계 엔진개발 분야 22년 엔진개발기 획 18년 G7 사업 등 20년 이교승 경기공업대 박사 기계 엔진개발분야 13년 이춘범 KATECH 박사 기계 엔진 및 후처리분야 20 년 엔진개발 분야 6년 G7, 미래형 자동차 등 12년 강건용 KIMM 박사 기계 엔진개발 분야 등 20년 엔진분야 등 10년 류정호 교통환경연구소 박사 기계 정상용 산자부 - - 엔진배출규제분야 12년 등 배출가스분 야 4년 최인용 특허청 박사 기계 엔진연구개발 분야 11 엔진특허심 년 사 3년 - 16 -
1.5 방법론 가. 추진 방법론 본 연구기획 사업은 전세계적으로 연비특성이 우수하여 시장규모가 점 점 증가하고 있는 디젤승용 자동차의 2014년 시작될 Euro-6 배기규제 대응기술 개발을 목표로 기술개발에 필요한 산업분석 및 기술개발 동 향과 개발된 기술이 시장에 보급될 경우의 향후 산업구조 및 시장규모 전망, 관련 핵심기술 개발 등에 대하여 조사를 수행하였음 자국과 수출시장에서의 배기규제 강화정책에 대응하기 위하여 유럽과 미국을 중심으로 진행되는 디젤자동차의 배출가스 저감기술과제의 기 술기획을 효율적으로 추진하기 위하여 자동차제작사, 엔진관련 핵심부 품업체, 배기후처리 업체, 학계 및 연구계의 전문가들로 기술기획위원 회를 구성하였음 1차 기획위원회에서 먼저 참여기획위원들과 배기가스 규제 대응 디젤 엔진 기술개발과제를 기획하기 위한 구체적인 추진방법에 대한 의견을 취합하였으며 그 결과, 선정된 실무추진위원들을 중심으로 배출가스 규제대응 전략 및 그에 따른 엔진, 엔진 부품, 배기후처리 부 품 및 시스템 적용 기술 등에 대해 핵심기술조사 및 기술개발과제의 도출, 국내외 기술개발동향 및 추진현황, 국내 해당 산업의 분석 등에 대하여 실무위원별로 업무분장을 하였으며, 각 담당분야들에 대한 기술자료를 수집, 분석하고 이를 토대로 보고서 초안을 작성한 후 2차례의 실무위원회의와 기획위원회를 통하여 작성 된 보고서를 정밀 검토한 후 보완 작성을 수행함 디젤엔진의 배출가스 저감기술의 조사대상은 엔진기술 분야에서 세계 적으로 선두를 달리는 AVL, Ricardo, FEV, SwRI 등의 Euro-6 대응 전 략 등을 중심으로, 관련 완성차업체 및 부품업체인 VW, Benz, Renault, Behr, Pierburg 등의 유럽업체와 GM, Ford등 미국업체의 개 발 현황조사 및 기술자료를 수집하였고, - 17 -
촉매기술분야에서는 BASF, Jonhson-matthey, Siemens, Delphi, Degussa등의 선진업체의 현황과 기술 등에 관해 수집, 조사함 상기 수집된 자료들을 검토하고 토의한 결과를 토대로 승용디젤자동차 의 Euro-6 대응기술 개발에 대한 구체적인 개발목표와 범위, 세부적인 개발내용과 추진방법 등을 설정하여 저배기 승용디젤 자동차의 실용화 를 위한 개발방향을 설정하였음 연구기획을 통하여 기술개발에 필요한 전반적인 추진 전략 및 내용은 다음과 같음 1 산업환경과 개발대상 기술을 분석 2 미래수요 예측을 통한 개발효과를 분석 3 산업/기술적 환경분석을 통한 기술개발 목표설정 4 목표설정에 맞는 국내 연구개발 인프라 분석 5 연구 추진체계 및 전략 수립 산업환경 분석 기술 분석 기술개발 목표 목표설정 연구개발 인프라 분석 추진체계 추진체계및 추진전략 추진전략수립 수립 개발효과 분석 시장환경 분석 <기술개발 기획을 위한 추진 전략> - 18 -
나. 추진 절차 및 담당업무 연구기획 작성 주관기관 1차 기획 위원회 개발 방향, 범위 선정 분야별 담당 및 역할 선정 주관기관 기획위원회 기술 동향 파악 및 자료 조사 주관기관 각 참여기관 실무담당 기획업무 세부담당 실무자 협의 (조사자료 세부검토 및 분류) 주관기관 각 참여기관 실무담당 2차 기획 위원회 분야별 조사자료 분석 및 검토 분야별 자료 보완 주관기관 기획위원회 관련 자료 보완 및 보고서 초안 작성 주관기관 각 참여기관 실무담당 3차 기획 위원회 보완자료 검토 및 분석 보고서 내용 검토 및 분석 주관기관 기획위원회 기획내용 및 결과 확정 기획보고서 작성 및 제출 주관기관 전담기관 - 19 -
1.6 추진일정 수행내용 추진일정 (2007년) 2007년 4월 2007년 5월 1 2 3 4 1 2 3 4 비고 연구기획 작성 1주 1차 기획 위원회 개최 (기획방향, 범위, 역할 선정) 1주 기술동향 파악 및 자료조사 3주 기획업무 세부담당 실무자 협의 (조사자료 세부검토 및 분류) 4주 2차 기획위원회 개최 (조사자료 분석, 검토) 1주 관련 자료 보완 및 보고서 초안 작성 2주 3차 기획위원회 개최 (기획내용 확정) 1주 기획보고서 작성 및 제출 1주 - 20 -
2. 산업환경 분석 2.1 산업구조 분석 2.1.1 국내 자동차 산업현황 국내 자동차산업은 2006년 기준 세계 5위의 자동차 생산국이며, 전세 계 생산의 5.5%를 차지함 <2006년 10대 자동차 생산국 순위> 순위 2006년 비중 2005년 비중 1 일본 11,484,233 16.5 미국 11,949,653 17.8 2 미국 11,263,986 16.2 일본 10,799,659 16.1 3 중국 7,279,700 10.5 독일 5,757,710 8.6 4 독일 5,819,600 8.4 중국 5,700,638 8.5 5 한국 3,840,102 5.5 한국 3,699,350 5.5 6 *프랑스 3,277,000 4.7 프랑스 3,549,008 5.3 7 스페인 2,777,435 4.0 스페인 2,764,132 41 8 캐나다 2,572,292 3.7 캐나다 2,687,892 4.0 9 브라질 2,399,860 3.5 브라질 2,528,300 3.8 10 멕시코 2,045,518 2.9 영국 1,803,049 2.7 전세계 69,507,000 100 67,203,670 100 주) *는 추정치 임, 한국자동차공업협회 국내 기간산업으로서 자동차 제조부분에만 25만명 이상을 고용하며, 직 간접 고용 인원까지 포함하면 약 153만명(2005년 기준)의 고용 창출 효과를 갖는 초대형 산업 - 21 -
<자동차산업 고용 규모> 주) 자료 한국자동차공업협회, 2006 한국의 자동차 산업 생산액 및 부가가치가 제조업의 10%를 넘어 국민경제에 차지하는 비 중이 더욱 커지고 있음 <업종별 부가가치(2004)> 주: 한국자동차공업협회, 한국의 자동차 산업 2006 <업종별 수출액(2005)> 주: 한국자동차공업협회, 한국의 자동차 산업 2006-22 -
2005년 자동차 수출액은 293억달러로 국내 전산업의 10.30%를 차지하 고, 기계공업의 29.32% 점유율로 2004년 대비 10.96% 증가 국가의 주요 세수산업으로서 2005년 기준 자동차 관련세금은 26조원에 이름 IMF 이후 국내 완성차 업계는 5개 업체로 재편되었으며, 현대/기아차 를 제외한 업체는 다국적 기업(GM, 르노-닛산, 상하이기차)에 인수됨 <국내 완성차 업체의 재편 현황> 주: 한국자동차공업협회, 한국의 자동차 산업 2006-23 -
<국내 완성차 업체의 생산 실적> 주) 자료 한국자동차공업협회, 한국의 자동차 산업 2006 2.1.2 국내 완성차 업계 동향 국내 내수 시장은 1996년 160만대를 기점으로 하락하여, 최근에는 110~120만대 수준으로 유지되어 수년째 침체 상태로 자동차 업체는 생 산의 70% 이상을 수출에 의존하고 있음 현대/기아차 그룹이 내수 시장의 약 75~80%를 점유하고 있으며, 국내 완성차 업체 중 유일한 풀라인업을 구성 내수 시장의 침체로 국내 완성차 업체는 해외 현지 공장 건설, 수출 확대 등을 통한 실적 개선에 집중하고 있으며, 특히 현대/기아차 그룹 의 해외 공장 건설이 활발함 - 24 -
<국내 완성차 업체의 내수 판매 실적> 주) 자료 한국자동차공업협회, 2006 한국의 자동차 산업 <국내 완성차 업체의 수출 실적> 주) 자료 한국자동차공업협회, 2006 한국의 자동차 산업 - 25 -
국내 완성차 업체의 매출 실적은 점진적으로 증가 추세에 있으며, 히 GM대우자동차의 GM그룹 편입에 의한 매출 증가폭이 큼 특 <국내 완성차 업체의 매출액 추이> 가. 현대자동차 현대자동차그룹은 2011년 세계생산 600만대로 세계 6위의 그룹으로 도 약하는 것을 목표로 함 글로벌 생산 확대를 위하여 미국이나 유럽, 인도 등에 해외 현지 공장 을 증설 수출 모델(특히, 북미)의 풀라인업 완성을 위한 고급 차량 개발 및 품 질 확보, 브랜드 이미지 개선 등에 집중 엔진 및 차량의 기반 기술의 강화를 위하여 다운사이징, 6속 자동 변 속기 및 CVT 개발, 마찰 저감 기술 등을 지속적으로 개발 기후변화 협약 대응 방안으로 디젤차량의 개발 및 보급을 확대하여 2009년 40%, 2012년 50%를 목표로 함 기존 가솔린 모델 중심에서 탈피하여 승용차 全 라인업에 디젤 모델 판매(소형/준중형/중형 차량 디젤 차량 공급 및 최근에는 고급차량 디 - 26 -
젤 모델 판매 계획 수립)를 목표로 하며 초저연비 디젤 차량의 개발을 지속적으로 수행 최근 독자적으로 V6 3.0L 디젤 엔진을 개발하여 국내 양산차(베라크루 즈)에 공급하여 디젤 차량의 고급화를 꾀하고 있음 나. 기아자동차 2001년 현대차 그룹에 계열 지정 되어 현대차와 플랫폼 공유 등을 통 한 경영 여건 개선 해외 생산 규모를 100만대로 확대하는 글로벌 전략 추진 유럽지역 공략을 위하여 유럽 현지에서 생산된 Ceed 모델(준준형 해치 백)에 가솔린 및 디젤 엔진을 탑재하여 유럽시장 점유율을 증가시키고 있음 다. GM대우자동차 2002년 10월, 호주 홀덴(50.9%), 스즈키(11.24%), 상해자동차그룹(9.8%) 에 인수되어 GM그룹에 편입 GM 그룹 전체 생산의 10%를 담당하는 수준으로 성장 GM의 중소형차 글로벌 R&D 및 생산기지로 자리 매김 국내에 SUV 차량 출시와 더불어 디젤 승용차도 공급할 계획 라. 쌍용자동차 2005년 중국 상하이기차집단(SAIC, 지분 50.9%)에 편입 프리미엄 고급 승용차와 SUV를 주력 생산 2010년까지 글로벌 메이커로 도약하기 위하여 SAIC와 신규 모델 개발 협력 국내 중형승용차 시장 참여 계획과, SUV 차종의 중국 시장 진출을 추 - 27 -
진 마. 르노-삼성 자동차 2000년 9월 르노(80.1% 출자)에 인수 닛산자동차의 기술협력으로 SM 3/5/7 시리즈 생산 2007년 SUV 생산 및 2009년 까지 2개 모델을 추가하여 수출 비중 확 대할 계획 2.1.3 해외 자동차업체 동향 전세계의 자동차업체는 무한경쟁 시대에 돌입 지난 80여 년간 세계 최대 자동차업체인 GM은 1위 자리를 도요타에 넘겨 줄 것으로 보임 고급차 판매 부동의 1위였던 벤츠도 BMW로 이미 넘어감 생존경쟁은 구조조정, 플랫폼 전략, 신제품 전략, 브랜드 전략, 신흥 시장 선점 프로젝트, 전략적 제휴, 친환경차 개발 등으로 이어지고 있음 사모펀드인 서버러스(Cerberus)가 크라이슬러의 인수자로 확정되어 크라이슬러 지분 80.1%를 74억 5,000만 달러(55억유로)에 인수하고 다임러크라이슬러가 나머지 지분 19.9%를 계속 보유하기로 함 다각적인 비용 절감을 위한 방안을 모색하고 추진 GM은 2002년부터 2005년 까지 5개 공장을 폐쇄하여 100만대 생산능 력을 감축하였으며, 2008년 까지 4개의 조립 공장 및 5개의 부품 공 장을 추가로 폐쇄하여 추가적인 100만대 생산능력 삭감을 계획(3만명 의 감원 포함) 부품 공급의 경비 절감을 위하여 GM및 포드는 자사에 공급하는 부 품업체의 수를 대폭 축소하는 방안을 마련하고(GM: 300개사 구매부 품 절감, 포드 : 2500여개의 부품업체를 1000여개사로 압축), 장기계 - 28 -
약 및 설계 단계부터 공동으로 신차 개발등에 참여토록 하고 있음 미쓰비시후소는 주력제품인 소형 트럭용 엔진의 개발 생산을 중단하 고, 연간 생산대수인 18만 대 중 80% 정도를 외부에서 조달할 계획 임(완성차업체가 엔진을 대규모로 외부에서 조달하는 것은 처음임) VW은 노동 조건을 변경하여 인건비를 절감하고 있고, M-Benz도 2007년까지 35억 유로의 수익 개선을 위한 비용 절감 프로그램을 추 진 중 도요타는 세계에서 가장 싼 것보다 다시 10%를 삭감하는 Value Innovation 을 추진 글로벌 생산 기지 확대 및 차량 신규개발 기간 단축, 비용 절감을 위 한 플랫폼 신규개발 GM 그룹의 북미지역 제휴 관계와 같이 글로벌 생산화가 본격화 되 어, 단위 플랫폼당 연산 100~200만대 수준 <GM그룹의 북미지역 제휴 관계> 대당 보다 높은 수익을 얻기 위한 고급 차량 및 고급 브랜드 전개 도요타, 혼다, 닛산의 일본 자동차 업체는 자사의 고급 브랜드 채널 - 29 -
을 일본, 한국, 중국 등으로 확대 GM은 캐딜락, 포드는 재규어, 볼보, 랜드 로버, 애스톤 마틴등을 주 력으로 고급차 브랜드 전략을 전개 독일의 Audi, BMW, M-Benz는 기존 고급 승용차 시장에서 탈피하 여, SUV/CUV 제품을 신규로 투입하여 시장 확대를 꾀하고 있음 2.1.4 국내 부품업체 세계 자동차 부품 시장은 OEM이 2005년 기준 6천억 달러, A/S용이 약 4천억 달러로 전체 1조 달러에 이르는 거대한 시장을 형성 2006년 기준 국내 자동차부품산업의 총 매출액은 46조 108억원으로 전 년 대비 10.3% 증가 국내 완성차 업체는 전세계 생산의 5.5%를 담당하는 반면, 부품 산업 의 비중은 2% 내외로 완성차 수출 비중의 18%로 일본의 48%, 미국의 205%에 비하여 현저히 낮은 수준 <국내 부품업체의 년도별 매출 실적> 구 분 매출실적(억원) OEM A/S 수출 합계 증감률(%) 1995 118,425 8,290 6,979 133,694-2000 199,214 12,949 16,860 229,023 18.8 2001 205,331 13,346 20,349 239,026 4.4 2002 237,622 15,445 20,890 273,957 14.6 2003 260,602 18,242 42,350 321,194 17.2 2004 292,361 20,465 52,812 365,638 14.1 2005 326,834 22,878 67,610 417,322 14.1 2006 360,004 23,400 76,704 460,108 10.3 주) 출처:한국자동차공업협동조합(KAICA) - 30 -
<모기업 매출액의 수급기업 비중> 단위 : 억원 구분 매출액 (A) 2004 2005 납품액 (B) 납품액 비중(B/A) 매출액 (A) 납품액 (B) 납품액 비중(B/A) 현대 274,725 138,236 50.3 273,837 150,036 54.8 기아 152,577 89,694 58.8 159,994 98,408 61.5 G M 대우 60,516 40,831 67.5 75,313 47,890 63.6 쌍용 32,979 13,697 41.5 34,355 15,645 45.5 르노 삼성 13,471 5,694 42.3 21,607 9,961 46.1 대우 버스 3,188 2,259 70.9 3,781 2,899 76.7 타타 대우 2,960 1,950 65.9 3,750 1,995 53.2 합계 540,416 292,361 54.1 572,637 326,834 57.1 주) 출처:한국자동차공업협동조합(KAICA) 국내 자동차 부품 업체의 기술 수준은 대략 일본 업체의 80% 수준으 로 글로벌 경쟁력이 떨어짐 대형화, 전문화되지 못한 부품업체의 기술개발 투자가 부족 부품업체의 전문 기술인력 확보가 미흡 완성차업체와 연계한 공동기술 개발 및 공조체제가 미흡한 것이 주요 요인 글로벌화 국내 자동차부품 업체는 IMF 이후 구조 조정을 거치면서, 다국적 기업 인 Bosch, Delphi, Visteon 등의 자본 참여로 외국인 지분율이50%가 넘는 업체가 130여개 이상(2005년 기준)으로 국내 OEM 시장의 40%를 점유 - 31 -
모듈화 확대 단위 부품의 통합화, 기능의 융합, 중량절감, 소형화, 비용절감 등의 측 면에서 획기적인 부품공급방식임 현대기아차의 모듈화는 20% 수준이나, 수년 내 30% 40%까지 확대가 예상 대형 부품업체나 경험과 기술을 축적한 글로벌기업에 집중될 것으로 예상 계열구조의 변화 일본식 계열구조인 모기업과 하청관계는 머지않아 사라지고, 다른 완 성차업체의 협력업체와도 거래하는 형태로 변화 예상 1 2 3차라는 공급구조보다 새로운 기술과 부품을 보유한 경쟁력이 있 는 기업이 광범위한 네트워크형 거래구조가 될 것으로 보임 부품 조달전략의 변화 완성차 업체는 세계적인 OEM 조달과 부품가격 인하로 가격경쟁력 확 보를 위한 글로벌 조달 및 부품의 공용화를 확대할 것으로 전망 플랫폼 통합 및 플랫폼 당 모델 수를 최소화할 것으로 예상 됨 전자화 차량 한대당 전기/전자 부품의 평균 금액이 2,800달러(2006년 기준)에 서 2015년 5,200 달러로 증가할 것으로 예상 2010년경 자동차 부품원가의 40%가 전기 전자 부품이 될 것으로 보임 - 32 -
2.1.5 해외 부품업체 현황 글로벌 기업간의 인수 합병 부품업체 자체의 구조 조정 및 기업간의 M&A에 의한 기업 통합이 활발 하게 진행되고 있음 Continental에 의한 Teves 매수 및 Krupp Hoesh Automotive와 Thyssen Budd Automotive의 합병 ZF와 Bosch의 스티어링 사업 합병 및 ZF의 VCST(CVT 메이커)매수 Temic, Teves, Leica에 의한 ACC합병 VDO의 Phillips Car Systems 매수 Sachs의 BorgWarner torque converter사업 매수 업체간 전략적 제휴 글로벌 기업간 전략적 제휴를 확대 강화함으로써 핵심사업의 경쟁력을 강화 디젤연료 분사장치 분야에서의 Bosch와 Zexel의 제휴 전동 유압 파워스티어링 분야에서 ZF와 Unisyazecs의 결합 섀시부품분야의 Benteler와 Aisin다카오카 제휴 디젤 엔진용 피스톤 분야의 Maher와 이즈미공업의 협력 Behr는 공조/엔진 냉각 시스템 분야의 신제품을 Kolbenschmit Pierburg, Becker Group Europe와 공동 개발 중 Hella는 Behr와 Front end module 생산에 관한 전략적 제휴에 합의 (Hella의 기존 Front end moudule에 Behr의 공조 시스템을 통합한 제 품) ISUZU와 GM이 출자하여 1998년에 설립한 미국의 디젤엔진 전문업체 디맥스는 생산 누계 100만대(2007년 중)를 달성하였으며, 연간 생산능력 은 20만 대로 주로 GM의 중대형 픽업에 장착 됨 비용 절감을 위한 노력 공동개발비 및 부품의 공용화를 확대하고, 물류 시스템 개선 등을 통한 비용 저감 노력 - 33 -
독일의 자동차업계에서는 부품업체에 조립을 의뢰하는 서브조립을 도입 하여 기존의 조립공장과 부품업체를 재활용함으로써 저 비용 생산을 실 현 2005년 완성차업체에 자동차부품을 공급하는 OEM 매출액 기준으로 독일 의 보쉬사가 1위를 고수 일본 완성차업체의 약진 및 미국 빅3의 몰락으로 Denso의 2위 도약 및 델파이와 비스티온의 추락 지역별 100대 부품업체수에서 아시아 지역이 30개 업체로 북미(34개)와의 격차를 크게 좁힘(미국 완성차 업체 몰락 요인) 전기/전자 분야에 적극적인 행보를 보인 업체들과 디젤 자동차 분야에 역점을 둔 기업들이 약진 일본의 Denso는 전자 분야 및 디젤 자동차 부품 기술 개발에 집중 투자 하여 유럽 시장 점유율을 높혀 가고 있음 미국의 Arvin Meritor 사는 상용차에 새로운 매연저감장치(DPF)를 공급 하여 전년대비 10억 달러 이상의 매출 증가를 기록 <세계 10대 자동차 부품업체 현황> (단위:백만달러), KAMA 05년 순위 04년 순위 업체명 국가 05년 매출 04년 매출 1 1 Bosch 독일 28,400 26,800 2 4 Denso 일본 22,871 19,927 3 3 Magna International 캐나다 22,800 20,653 4 2 Delphi 미국 22,588 24,104 5 5 Johnson Controls 미국 19,400 19,300 6 8 Aisin Seiki 일본 17,909 15,508 7 7 Lear 미국 17,089 17,000 8 6 Visteon 미국 15,876 17,700 9 9 Faurecia 프랑스 14,000 13,327 10 11 TRW Automotive 미국 11,726 11,144-34 -
Bosch사는 2007년에 커먼레일 직접분사시스템을 전년대비 20% 증가한 800만대 이상 판매할 계획이며, 커먼레일 시스템과 배기후처리 시스템으 로 Euro-5 및 Euro-6의 배기가스 기준을 충족시킬 수 있을 것으로 전망 <2005년 세계 주요 부품엄체의 매출변동 TOP 10(매출증가액 기준)> 증 가 감 소 순 위 업 체 증가액 (백만$) 05년 순위 순 위 업 체 감소액 (백만$) 05년 순위 1 Toyota Boshoku 3,136 19 1 Visteon -1,824 8 2 Denso 2,944 2 2 Delphi -1,516 4 3 Aisin Seiki 2,401 6 3 Collins& Aikman -1,104 54 4 Magna International 2,147 3 4 American Axle -213 44 5 Bosch 1,600 1 5 Tomkins PLC -200 91 6 Hyunai Mobis 1,493 25 6 Dura Automotive Systems -149 65 7 Continetal 1,020 13 7 Sanden Corp. -138 90 8 ArvinMeritor 964 16 8 9 Dana 836 17 9 Hella KG Hueck & Co. Wilhenlm Karmann GmbH -110 59-106 41 10 Navistar International 774 47 10 Freudenber & Co -102 45 주) 출처: 한국자동차 공업협회 - 35 -
2.2 시장환경 분석 06년 세계경제는 국제유가의 급등에도 불구하고 일본, 유로경제의 견실 한 성장세와 중국경제의 투자와 수출이 큰 폭의 증가세를 지속하는 등 높은 성장세를 유지하여 3.9% 성장률을 기록할 것으로 보임 07년 세계경제는 고유가, 미국달러 약세, 글로벌 인플레이션 압력 등의 리스크요인으로 07년에는 3.2%의 성장세를 보일 것으로 전망 <세계경제성장률 추이 및 전망> (단위 : %) 구 분 04 05 06(추정) 07(전망) 세 계 4.0 3.5 3.9 3.2 미 국 3.9 3.2 3.4 2.2 일 본 2.3 2.6 2.7 2.4 E U 1.7 1.4 2.5 1.7 중 국 10.1 9.9 10.6 9.0 중남미 5.9 4.3 4.7 4.3 중 동 6.4 6.4 5.3 5.3 동유럽 6.6 5.5 5.3 4.9 한 국 4.6 4.0 4.8 4.3 주) 출처 : KDI, 삼성경제연구소 06년 세계 자동차수요는 전년보다 3.4% 증가한 6,864만대로 추정되며, 이 는 미국, 일본, 서유럽시장의 부진에도 불구하고 중국, 인도 등 아시아 태평양지역과 중남미, 동유럽시장의 증가세에 기인한 것으로 판단됨 - 36 -
< 07년 세계 자동차수요 전망> (단위 : 천대, %) 구 분 05 06(추정) 증가율 07(전망) 증가율 총 계 66,413 68,638 3.4 70,385 2.5 북 미 20,246 20,027-1.1 20,004-0.1 미 국 17,469 17,214-1.5 17,132-0.5 서 유 럽 16,890 17,006 0.7 16,898-0.6 아 태평양 17,875 19,079 6.7 20,483 7.4 일 본 5,841 5,741-1.7 5,829 1.5 중 국 5,916 7,356 24.3 8,199 11.5 동 유 럽 3,967 4,386 10.6 4,557 3.9 중 남 미 2,663 3,051 14.6 3,082 1.0 기 타 4,772 5,089 6.6 5,361 5.3 주) 출처 : J.D.Power global Car & Truck Forecast '06. 4Q 07년 세계 자동차수요는 미국, 서유럽 등 주요시장의 감소세에도 불구하 고 아 태평양, 동유럽, 중남미지역을 중심으로 증가세를 보여 전년대비 2.5% 증가한 7,039만대 전망 '06년 1.7%의 소폭 감소세를 보인 일본시장은 07년에는 수출 증가세가 유지되고 민간소비 등 내수부문도 안정적인 회복세를 지속할 것으로 전 망되어 전년대비 1.5% 증가한 583만대 전망 07년 중국시장은 지속적인 경제성장으로 중산층이 증가하고 차량가격 인 하와 할부금융 확대, 현지생산 모델의 다양화 등이 긍정적이나 정부의 경 기조정방안 및 고유가 등으로 증가폭이 둔화되어 전년대비 11.5% 증가한 820만대로 미국에 이어 세계 2위의 시장 유지 이외에 인도네시아(전년비 26.3% 증가), 대만(21.6% 증가), 필리핀(9.4% 증 가), 태국(8.1% 증가) 등은 높은 증가세를 보일 것으로 전망 동유럽시장은 최대시장인 러시아는 고유가 수혜에 따른 높은 경제성장률 로 전년대비 6.2% 증가한 216만대가 예상되며, 폴란드(전년대비 16.6% 증 가), 터키(4.7% 증가), 우크라이나(2.6% 증가) 등을 중심으로 전년대비 3.9% 증가로 호조 예상 - 37 -
중남미시장은 최대시장인 브라질은 경기호조에 따른 구매력 증가, 금리인 하 등으로 전년대비 1.9% 증가한 196만대가 예상되고 아르헨티나, 칠레, 우루과이도 증가세를 보여 전체로는1.0% 증가할 것으로 전망 <세계 주요업체 생산대수> 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) 주요업체별 생산현황 세계 자동차시장은 주요 10개 업체가 주도하고 있으며, 이들 업체들은 전 세계 자동차 시장의 70%이상을 점유하고 있음 그러나 산업을 이끌어 오던 미국의 GM과 포드는 판매부진, 복지비용비 담, 제품전략의 실패 등의 이유로 주춤하고 있는 가운데 일본의 도요타, 닛산, 혼다, 한국의 현대자동차 등이 부각되면서 업체간의 순위에 변동조 짐이 일어나고 있음 특히 도요타는 품질경쟁력과 산업환경변화에 적절히 대응하면서 세계시 장에서 급속히 성장하면서 최근 경영위기를 겪고 있는 GM과 포드를 제 치고 세계 1위로 부각할 것이라는 전망임 현대자동차는 미국현지생산을 본격화 하는 등 글로벌 생산체제를 구축하 고, 품질 및 브랜드 이미지를 강화하면서 세계시장에서 영역을 넓히고 있 음 - 38 -
<주요업체별 세계시장 점유율> 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) 기술 및 지분 제휴관계 최근 자동차산업은 업체들간의 기술 및 지분제휴가 증가하고 있는 추세 임 국내 자동차업체의 경우 현대와 기아가 지분제휴관계에 있으며, 대우자동 차는 GM이 삼성자동차는 르노, 쌍용자동차는 상해기차와 지분제휴관계 를 지니며 2개의 순수 토종기업과 3개의 외국기업으로 재조정되면서 국 내외브랜드간의 경쟁체제가 구축되었음 해외 자동차업체는 1990년대 후반이후 업계간의 M&A를 거치면서 글로 벌 네트워크 체제를 구축하고 있음. GM, 포드, 다임러크리아슬러, 폭스바 겐, 르노, 도요타 등의 제휴관계글룹과 혼다, PSA, BMWE, 현대자동차와 같이 독립계 그룹으로 재편되었음 이러한 제휴관계는 글로벌 경쟁이 심화되고 R&D개발 부담이 증가하면서 안정적 시장확보와 제품원가 절감, 시장지배력 강화 등의 이유로 심화되 고 있음 - 39 -
<국내 자동차업체의 제휴관계> 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) 그림 22 해외 자동차업체의 제휴관계 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) - 40 -
주요국별 생산 추이(완성차) 2005년 주요국의 자동차 생산대수를 살펴보면, 미국이 1위를 차지하고 있 고, 한국이 2004년 6위에서 5위로 한단계 올라서고 있음. 이는 4년만의 세계 5위의 자동차 생산국 재진입이며, 3년만에 내수 증가세 전환과 수출 의 지속적인 증가로 인하여 생산이 전년대비 6.6% 증가한 결과임 2004년과 대비하여 동아시아 국가들의 생산이 증가한 반면 독일을 제외 한 대부분의 구미지역 국가들의 생산은 감소하면서 동아시아 지역이 세 계 자동차시장의 성장을 견인하고 있으며 향후 세계 자동차산업의 중심 으로 부상될 것으로 예상됨 <주요국 자동차 생산대수> 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) 주요 자동차부품업체 현황 세계 자동차부품업체는 주요 완성차 생산국인 미국, 일본, 독일의 기업들 이 주도하고 있음. 세계 10대 주요업체를 살펴보면 2001년 미국과 일본 업체들의 비중이 높았으나, 2003년 미국업체의 비중이 줄어들었음 - 41 -
2004년 전장부품을 생산하는 업체들의 성장속도가 여타 업체보다 훨씬 빠른 것으로 나타났고 전자부분에 주된 역점을 두고 있는 독일의 보쉬는 17.2%의 매출성장률을 보이며 선두인 델파이를 제치고 1위를 차지함 <주요 자동차부품업체 현황 및 순위> 자료출처 : 산업자원부 산업통계정보시스템(ISTANS) 진입장벽 한 미 FTA가 체결되어 양국간 자동차 거래시 무관세가 원칙이나, 미국 은 자국내 시장 보호(미국내 픽업 트럭 시장은 GM, 포드의 자국 기업이 주도함)를 이유로 픽업트럭에 대한 관세를 즉시 철폐하지 않음 현재 미국의 경우 픽업 트럭에만 25%의 高 관세(승용차 2.5%)를 물리고 있으며, 한 미 FTA 협상에서 단계적 철폐 시한을 10년으로 관철시킴 현대차를 비롯한 국내 업체들은 관세인하 상황을 지켜보며 적절한 시점 에 미국의 픽업트럭 시장에 진출한다는 목표아래 모델 개발을 준비할 방 침 - 42 -
2.2.1 세계시장 규모 1) 세계시장규모 디젤자동차 세계시장 규모 고유가로 인한 연비효율에 대한 소비자 요구 및 기후변화협약(CO2 규제) 등의 규제로 인하여 세계자동차 시장의 디젤차량 승용차/SUV 생산대수 및 점유율이 지속적으로 증가하고 있음 주요 국가의 자동차 시장규모 (단위 : 천대), 2007년은 추정치 구분 2003 2004 2005 2006 2007 연평균 증가율 북미 19,625 20,036 20,246 20,019 20,037 0.4% 서유럽 16,329 16,824 16,886 17,042 16,992 0.8% 아시아 14,743 16,671 17,674 18,567 19,804 5.7% 동유럽 3,082 3,670 3,971 4,320 4,536 7.3% 중남미 1,788 2,320 2,663 2,691 3,037 9.6% 기타 5,077 4,449 4,773 5,077 5,342 0.7% 세계 60,645 63,970 66,215 67,984 69,750 3.20% 출처 : J.D.Power Global Car & Truck Forecast '06.3Q 디젤자동차 세계시장 규모 (단위 : 천대), 2007년은 추정치 구분 2003 2004 2005 2006 2007 연평균 증가율 디젤승용차수 9,906 10,999 11,895 12,848 14,089 10.6% 디젤승용차 점유률 전체 자동차수 16.1% 16.9% 17.7% 18.9% 20.2% 6.3% 61,910 65,080 67,204 67,984 69,750 3.2% - 43 -
세계 자동차 부품시장의 규모 세계의 자동차 부품시장은 CLEPA가 MEMA 및 JAPIA와의 협력 하에 조 사를 실시한 추정에 따르면 부품시장의 세계규모가 9,320억 달러(2005년 기준)이며, 이 중에서 유럽의 시장은 2,100억 달러로 세계 시장의 약 4분 1을 점유함(기술 서비스 소재부문 포함) 전체 9,320억 달러 중 공장납품은 6,950억 달러이고 수리 보수 부품시장 은 2,370억 달러를 차지하고 있으며, 보수시장은 북미지역이 1,620억 달 러, 유럽지역이 1,130억 달러 정도를 점유하고 있음 디젤차량의 핵심 배기규제인 Euro 규제 기준별로 적용되는 부품이 단종, 또는 신규 적용되고 있는 추세이고, 배기규제가 강화될수록 소요되는 추 가 비용도 지속적으로 증가하고 있음 (단위 : 천불), 2007년은 추정치 구분 2003 2004 2005 2006 2007 연평균 증가율 EGR System 1,017,346 1,129,597 1,892,495 2,044,117 2,241,560 30.1% 산출근거 : 단품기준가 * 생산대수*점유율 배기규제에 따른 관련 단품별 적용 현황 주) : 전체적용, : 일부적용 관련 단품 Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 Euro-5 Euro-6 HP EGR Valve HP EGR Cooler Throttle Flap or ETC Exhaust Flap Intercooler LP EGR Valve LP EGR Cooler Cooler Bypass Valve DOC DPF DeNOx - 44 -
배기규제에 따른 EGR System적용에 대한 소요 비용(대당) 주) 일부적용( ) 항목에 대해서는 [가격/2]를 적용 소요비용 배기규제 Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 Euro-5 Euro-6 적용년도 2000~01 2005~06 2008~09 2014~15 [원] 56,500 56,500 95,500 148,000 230,500 283,000 [달러] 60.8 60.8 102.7 159.1 247.8 304.3-45 -
2) 세계시장을 선도하는 주요생산 업체 업체명(국적) 생산품목과 주요 특징 비 고 VolksWagen 승용/SUV 독일 PSA 승용차 프랑스 M-Benz 고급 승용/SUV 독일 BMW 고급 승용/SUV 독일 Toyota 승용/SUV, 픽업 일본 GM 승용/SUV, 픽업 미국 Honda 승용/SUV 일본 Ford 승용/SUV, 픽업 미국 Bosch 연료공급장치, 연료분사장치, 엔진제어장치 독일 Denso 연료분사장치, 엔진전자장치, 엔진냉각장치 일본 Visteon 연료펌프, 연료레일, 엔진관련부품 미국 Faurecia 배기장치, 입자필터, 머플러 프랑스 TRW Automotive 엔진밸브, 실린더헤드 모듈, 밸브트레인 미국 Siemens VDO Automotive 연료분사장치, EGR, DePM, DeNOx 시스템 독일 Dana EGR Cooler, 연료 및 오일 쿨러 미국 Valeo EGR Cooler, 엔진 냉각장치, 공조장치 프랑스 Mahle GmbH 피스톤, 엔진부품, 필터시스템 독일 Kolbenschmidt Pierburg AG EGR 밸브, 실린더 블록 독일 Delphi 연료분사 장치, ECU, TCU 미국 Mitsubishi Electric 엔진제어장치, 엔진 전장부품 일본 Aisin Seiki Co. 엔진부품, 변속기 일본 BorgWaner Inc. 과급기, 변속기 미국 Engelhard 배기후처리 장치 미국 JohnsonMatthey 배기후처리 장치 미국 NGK 배기후처리용 담체 일본 IBIDEN 배기후처리용 담체 일본 - 46 -
2.2.2 국내 수요, 공급 규모 국내 자동차시장의 규모변화를 살펴보면, 내수시장은 2002년부터 2006년 도 통계자료를 바탕으로 평균 -7.4%의 감소세를 보이고 있으나, 2005년도 부터 4.4%의 증가세로 전환되었으며, 07년 내수는 경기둔화, 고용불안정, 고유가 등 부정적 요인이 지속되나 차량 노후화에 따른 대체수요 발생으 로 전년대비 3.1% 증가한 120만대 예상됨 국내 자동차생산은 2006년도까지 최근 5년간 평균 5.1%의 성장세를 보이 고 있으며, '07년 자동차생산은 전반적인 국내경기 둔화에 따라 내수판 매 부진이 지속되고 원화절상, 해외생산 증가에 따라 수출도 소폭 증가에 그쳐 전년대비 4.2% 증가한 400만대가 전망됨 국내 수출입 규모를 살펴보면, 2006년도까지 최근 5년간 평균 15.6%의 성 장세이며, 내수시장은 평균 -7.4%의 감소세이나 2005년도 이후로 회복세 를 보임 국내 자동차관련 기업의 수는 2000년 이후 국내 자동차 업계의 활황으로 소폭 증가하였다가, 국제 경쟁력 강화 및 환율 변동 등의 이유로 업체간 인수 합병을 비롯한 글로벌화가 진행되어 소폭 하락한 902개임(2006년 기준) 811개 중소기업중에는 매출액 1,000억원 이상(조세특례제한법시행령 제2 조)인 업체가 58개사가 있어 실질적인 대기업수는 149개사에 이르고 있어 자동차관련 기업의 규모가 커지고 있는 추세임 국내 자동차관련 주요 부품업체 중 높은 기술 수준과, 많은 투자가 필요 한 전기/전자화, 연료분사 장치, 배기후처리 장치 등을 생산하는 업체의 규모가 큼을 알수 있음(매출액 기준) 자동차산업의 총고용 인원 및 제조업내 고용비중이 점진적으로 증가하는 추세임 - 47 -
1) 국내 시장규모 <완성차 국내시장 규모변화> (단위 : 대) 구분 2002 2003 2004 2005 2006 내수 수출 내수 수출 내수 수출 내수 수출 내수 수출 승용차 1225,210 1,001,874 857,977 913,550 935,681 1,413,723 1,720,124 2,276,576 2,456,525 2,530,180 다목적형 520,673 410,329 343,492 291,509 267,400 버스 154,429 59,802 113,517 46,554 91,024 40,197 76,346 43,078 74,077 31,498 트럭 229,463 35,437 189,546 47,705 134,628 62,082 142,699 85,054 143,392 85,799 특장차 13,166 584 13,375 555 10,023 708 9,967 1,431 11,104 743 합계 1,622,268 1,509,546 1,318,312 1,814,938 1,093,652 2,379,563 1,142,562 2,586,088 1,164,254 2,648,220 2) 국내 생산규모 (단위 : 대) 구분 2002 2003 2004 2005 2006 승용차 2,651,273 2,767,716 3,122,600 3,357,094 3,489,136 다목적형 959,547 942,538 1,068,932 1,162,481 1,190,662 버스 216,059 167,505 126,497 115,015 110,760 트럭 267,089 229,289 209,591 216,656 227,674 특장차 13,163 13,359 10,776 10,585 12,532 합계 3,147,584 3,177,870 4,469,464 3,699,350 3,840,102 3) 국내 수출 입 규모 <자동차산업의 국내 수요, 공급 규모 추이> (단위 :대,%) 연평균증 구분 2002 2003 2004 2005 2006 가율 생산 3,147,584 3,177,870 3,469,464 3,699,350 3,840,102 5.1 공급 수입 30,491 27,441 34,712 46,221 56,025 17.7 수요 수출 1,509,546 1,814,938 2,379,563 2,586,088 2,648,220 15.6 내수 1,622,268 1,318,312 1,093,652 1,142,562 1,164,254-7.4-48 -
4) 해당산업의 기업규모별 현황 <자동차산업의 기업규모별 현황 - 부품업체> (단위 : 업체수) 구 분 2002 2003 2004 2005 2006 중소기업 787 809 837 836 811 해당산업 대기업 61 69 76 86 91 소계 848 878 913 922 902 제조업 110,355 112,662 113,310 - - 비 중 (%) 0.77 0.78 0.81 - - - 49 -
5) 국내 주요 생산업체 <자동차산업관련 주요 생산업체 및 생산품목> 업체명 현대자동차 업체별 주요 생산품목 승용, 상용차 비 고 (매출액) 27조원 기아자동차 승용, 상용차 16조원 완성차업체 쌍용자동차(주) 승용/SUV 3.5조원 GM대우자동차 승용, 상용차 7.5조원 희성엥겔하드(주) 자동차 배기정화용 촉매 및 후처리 장치 4,773억원 (주)오덱 후처리 장 치 관련 자동차 배기정화용 촉매 및 후처리 장치 1,506억원 세종공업(주) 소음기, 자동차용 촉매 3,560억원 포레시아 배기시스템 소음기, 자동차용 촉매 700억원 캄텍(주) EGR Valve, Solenoid valve, Vacuum pump, Control Actuators, Air Intake Module, EGR module 385억원 (주)모토닉 EGR 관련 LPG kit, Throttle Body, Air induction components 2,500억원 유니크 EGR Valve, Instrument parts, Solenoid. 630억원 코렌스 EGR cooler 300억원 현대모비스(주) 종합 자동차부품, 디젤엔진 후처리장치 7조, 5477억원 동현말레필터시스템 EGR, FUEL FILTER 600억원 한국로버트보쉬기전 (주) (주)씨멘스 오토모티브 연료 분사시스 템 관련 디젤 연료분사장치, ABS, 전자제어 장치 전기식 연료분사시스템 및 부품제조 4,765억원 3,469억원 한국델파이디젤(주) 노즐, 인젝터, 펌프 865억원 주) 2005년 매출액 기준, 한국산업기술평가원, 각사 영업자료 - 50 -
6) 해당 산업의 고용 현황 <자동차산업의 산업고용현황> (단위 : 천명, %) 구 분 2000 2001 2002 2003 2004 제조업 (A) 2,653 2,648 2,696 2,735 2,798 기계 공업 (B) 947 962 994 1,035 1,092 고 용 자동차 산업 (C) 203 200 212 220 247 자동차 산업비중 (C/A) 7.69 7.56 7.87 8.04 8.83 자동차 산업비중 (C/B) 21.52 20.79 21.33 21.26 22.60-51 -
2.2.3 향후시장 전망 1) 세계시장(과제완료 후 5년) 디젤승용차 세계시장 규모(과제완료 후 5년) (단위 : 천대) 구분 2011 2012 2013 2014 2015 연평균 증가율 디젤승용차수 16,643 17,959 18,918 19,991 21,037 6.6% 디젤승용차 점유률 전체 자동차수 25.2% 26.4% 27.0% 27.7% 28.3% 3.1% 66,045 68,026 70,067 72,169 74,334 3.0% 전체 : 2010년 예상기준 년 3% 성장률 적용 디젤승용차 점유율 : J.D. POWER - 2015년 까지의 디젤 탑재 중/소형 자동차 전망 EGR System 세계 시장 규모(과제완료 후 5년) (단위 : 천불,%) 구분 2011 2012 2013 2014 2015 연평균 증가율 EGR System 4,124,220 4,450,229 4,687,912 6,083,217 6,401,433 13.8% 전체 : 2010년 예상기준 년 3% 성장률 적용 산출근거 : 단품기준가 * 생산대수*점유율 디젤승용차 점유율 전망 <주요 지역/나라의 디젤 차량 점유율 전망> (단위: %) 지역/나라 2003 2005 2008 2012 2015 북미 2.3 3.4 7.6 13.0 15.3 서유럽 44.2 47.6 51.7 54.5 55.9 동유럽 10.4 11.8 14.7 20.3 23.6 일본 0.4 1.0 3.0 11.5 16.0 중국 0.5 1.0 4.5 9.0 10.2 한국 31.0 32.0 40.0 49.0 50.0 세계 16.1 17.7 21.4 26.4 28.3 자료: J.D. POWER - 2015년 까지의 디젤 탑재 중/소형 자동차 전망 - 52 -
Market Share (%) 60 50 40 30 20 북미 서유럽 동유럽 일본 중국 한국 세계 10 0 2003 2005 2008 2012 2015 Year <주요 지역/나라의 디젤 차량 점유율 전망(단위: %)> 자료: J.D. POWER - 2015년 까지의 디젤 탑재 중/소형 자동차 전망 전 세계의 디젤 Light duty 자동차 시장 점유율은 2015년까지 약 26%에 도달할 것으로 JD POWER사에서는 전망. JD POWER사에 의하면, 디젤 Light duty차량은 향후 10년 간 2배에 가까운 시장 점유율 증가를 통해 2005년 1,500백만 대였던 판매량이 2,900만 대에 도달할 것이라고 예측함 과거 10년 간은 서유럽이 디젤 차량의 급속한 성장에 크게 기여한 것과 는 달리, 향후 10년 간은 서유럽 이외 시장에서의 디젤 수요 증가가 디젤 성장에 기여할 것으로 보임 유가의 상승과 지구온난화에 의한 연비 규제의 압력으로 인해 기존의 가솔린 엔진을 고효율, 연비절약형 대체방안이 끊임 없이 연구되고 있고, 현재 상용화된 방법 중에 디젤엔진과 하이브리드가 가장 큰 비중을 차지 함 아시아 시장 중에서 한국과 인도는 아시아의 디젤 성장률을 이끌 주요 시장으로 분석되고 있고, 중국 또한 끊임 없이 발전되어가고 있는 반면, 일본 시장에서의 디젤 차량 판매에 대한 단기적, 중기적 전망은 디젤 기 술에 대한 소비자의 반대로 다소 제한된 편임 - 53 -
서유럽 시장은 일부 주요 시장이 포화상태에 도달함에 따라 느린 성장 률이 예측되고 있으나, 동유럽 시장은 향후 10년간 빠른 성장세를 통해 서유럽의 디젤 중흥세를 이어갈 것으로 보임 Euro-5 배기규제 만족은 디젤 시장의 성장세에 영향을 미치지 않을 것 으로 예상되고 있으나, 더욱 강화된 Euro-6 배기규제 만족을 위해서 추가 되는 신기술이나 후처리 장치로 인한 디젤 엔진 원가상승 부담은 디젤엔 진의 저연비의 장점을 퇴색시킬 것이고, 이로 인해 서유럽 시장은 60% 이하에서 디젤차량 점유율이 최고점에 도달할 것으로 예상됨. 현재는 Volkswagen과 Ford사가 세계 1, 2 위의 디젤차량 생산 회사가 될 것으로 예상되고 Toyota도 세계에서 가장 빠르게 성장하는 디젤 신차 시장 경쟁에 가세할 것으로 예측됨 <서유럽 시장 차량 생산량과 디젤차량 점유율 예측> (단위 : 백만 대) 서유럽 시장의 자동차 생산국가는 오스트리아, 벨기에, 독일, 스페인, 핀 란드, 프랑스, 영국, 이탈리아, 네덜란드. 포르투가르 스웨덴의 총 11개국 이며, 상기 국가의 자동차 총 생산 대수와 디젤 차량의 점유율 예측결과, 서유럽 시장의 디젤차량 점유율은 60% 이하 수준에서 정점에 도달할 것 으로 보임 - 54 -
<북미 시장 차량 생산량과 디젤차량 점유율 예측> (단위: 백만 대) 북미 시장의 경우에는 엄격한 배기규제, 저유가 환경, 디젤차 및 디젤유 관련 정부 혜택이 적고 디젤 공급 인프라(전체 주유소의 42%만 디젤 공 급 가능)가 부족한 이유 등으로 인해 대형 트럭을 제외한 부문에 대한 디 젤 차량 점유율이 유럽이나 한국에 비해 낮은 편이었으나, 2001년 이후 두 배 이상 오른 유가로 인해 연비효율에 대한 소비자 요구 증가 기술 개발을 통한 디젤차 단점(소음, 승차감) 보완으로 소비자 인식 변화 2006년 10월 이후 저유황유(15~30ppm) 판매 의무화 및 디젤유 생산 시설 관련 규제 대폭 완화 캘리포니아주에서 지구온난화에 대한 대책으로 발효한 CO 2 규제 기업평균연비(CAFE) 규제 Tier2 Bin5 배기규제 만족 차량에 대해 06년 1월부터 10년 까지 최 소 $650, 최대 $3,400에 달하는 세금혜택이 주어지는 에너지 법안 발 효 SCR, LNT 등 NOx저감장치의 상용화로 가솔린차 수준으로 강화된 NOx인증 기준치 만족 가능 등의 환경 변화로 인해 디젤 차량에 대한 소비자의 관심이 증가하게 되 었으며 주요 메이커 들도 향후 3~4년 이내 디젤차 출시 확대 의지가 표 - 55 -
명된 상태로, 이로 인해 향후 10년간 디젤 점유율의 급격한 증가가 전망 됨 2) 국내 수요, 공급 전망(과제완료 후 5년) 국내 디젤차량 시장 점유율 현재 국내 디젤차량 시장은 고유가 및 RV차량에 대한 소비자의 선호도로 인해 최근에 디젤 차량 점유율이 급격히 증가한 상태이나, 가솔린과 디젤 연료의 가격 차이 감소(100 : 85) 및 디젤 차량의 재료비 상승으로 인해 점유율은 25% 수준에서 안정화될 것으로 보임 <한국 시장 차량 생산량과 디젤차량 점유율 예측> (단위: 백만 대) 디젤엔진 및 후처리 장치 향후 시장 전망 CO2등의 환경규제 강화에 대응하기 위한 디젤 및 대체연료 차량 시장이 급속히 확대될 것으로 예측되며, 강화된 배기규정에 따라 후처리장치의 장착이 필수조건이 될 가능성이 매우 높아서 배출가스 저감기술이 성공 적으로 개발된다면, 수입대체에 따른 대규모 외화절감효과와 해외 수출 시장 점유율 상승을 보일 것으로 예상됨 - 56 -
Euro-4에서 Euro-5/6로 이동 시 차량 대당 추가 비용 발생 부분 - CDPF추가 100만원 (배기량 및 귀금속 량에 따라 다름) - SCR 200만원 - LNT 160만원(배기량 및 귀금속 량에 따라 다름) - LP EGR 80만원 - 연료분사장치 고압화 100만원 (1) Euro-4에 CDPF 미적용 시 Euro-5 CDPF추가 및 연료분사장치 고압화에 따른 비용 : 200만원 Euro-6 Euro-5엔진에 LNT 및 LP-EGR 추가 비용 : 240만원 Euro-5엔진에 SCR 및 LP-EGR 추가 비용 : 280만원 (2) Euro-4에 CDPF 적용 시 Euro-5 연료분사장치 고압화에 따른 비용 : 100만원 Euro-6 유로5엔진에 LNT 및 LP-EGR 추가 비용 : 240만원 유로5엔진에 SCR 및 LP-EGR 추가 비용 : 280만원 디젤엔진 탑재차량 생산 규모 (1) 조사 지역: 한국, 서유럽, 북미 (2) 생산규모 구 분 현재의 시장규모 ( 2007년 ) 예상 시장규모 ( 2012년 ) 북미/유럽 시장규모 1,567,000억원 1,784,000억원 한국 시장규모 150,000억원 195,000억원 * 산출근거:(차량 생산기준) 한국 자동차 업체(디젤엔진 탑재차량) : 2007년 현재 : 100만대/년 x 0.15억원/대=15 조원/년 2012년 예상 : 130만대/년 x 0.15억원/대=19.5 조원/년 서유럽 자동차 업체 : 유럽은 디젤 점유율 55%수준에서 포화 2007년 현재 : 900만대 x 0.15억원/대 = 135 조원/년 2012년 예상 : 960만대 x 0.15억원/대 = 144 조원/년 북미 자동차 업체 : 북미는 디젤 점유율의 지속적인 성장 예상 2007년 현재 : 145만대 x 0.15억원/대 = 21.7 조원/년 2012년 예상 : 230만대 x 0.15억원/대 = 34.5 조원/년 - 57 -
배기후처리장치 구 분 현재의 시장규모 ( 2007 년 ) 예상 시장규모 (2012 년) 북미/유럽 시장규모 352,000 억원 403,000 억원 한국 시장규모 33,400 억원 43,000 억원 * 산출근거(한국, 유럽) : 생산대수 [1.0(적용대수) 1백만원(DPF)] + [0.9(적용대수) 2백60십만원(DeNOx후처리 평균가격)] * 산출근거(북미) : 생산대수 [1.0(적용대수) 1백만원(DPF)] + [1.0(적용대수) 2백60십만원(DeNOx후처리 평균가격)] EGR System 국내 시장 규모 (단위 : 천불, %) 구 분 2011 2012 2013 2014 2015 연평균 증가율 EGR System 388,929 426,423 480,277 540,995 614,696 14.5% * 산출근거: 생산대수 적용대수 단품가격(세계시장 규모 참조) - 58 -
2.3 연구개발 인프라 분석 2.3.1 국내 제조업체 현황 및 연구기반 현황 1) 기업규모 현황 2007년 현재 국내 완성차 업체는 현대자동차, 기아자동차, GM대우오토& 테크놀로지, 쌍용자동차, 르노삼성자동차, 대우버스, 타타대우 등 총 7개 업체 완성차업체와 직접 거래하는 1차 협력업체는 902개사이며, 이중 대기업이 91개사이며, 중소기업이 811개사 IMF를 거치면서 소규모 자동차 부품 제조업체는 경쟁력을 얻기 위하여 보다 큰 제조업체로 통폐합되는 경향이며, 대규모 부품업체의 경우 경쟁력 강화를 위해 외국 기술 도입과 자본 결 합이 활발히 진행됨 2006년 현재 100인 미만의 업체는 매년 감소하였고, 50인 이상의 제조업 체는 꾸준히 증가하는 추세 전체 자동차 부품업체중 2006년 기준 종업원수 50인 미만의 소규모 업체 가 전체의 30% 정도를 차지하는 구조 (단위 : 업체수) 구 분 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년 비고 1~50인 미만 287 275 299 286 259 50~100인 미만 203 203 191 182 191 100~300인 미만 275 275 269 291 289 300인 이상 150 150 154 163 163 계 915 903 913 922 902 자료 : 자동차산업편람, 자동차공업협동조합(KAICA) - 59 -
2) 제조업체의 인력분포 자동차 제조업체의 인력은 글로벌화에 따른 연구 인력의 필요성이 강조 되면서 박사 및 석사 이상의 고학력자의 인력이 증가 제조업체의 자동화 기술이 꾸준히 보급되고 교육 수준이 향상됨에 따라 서 기타 부분의 제조 인력이 줄어드는 경향이 있음 구 분 전 체 해당산업 비중(%) 년도 2005 2006 2005 2006 2005 2006 박사, 기술사 석 사 학 사 기 타 8,523 44,048 75,372 6,357 10,261 49,595 85,138 9,312 362 3,548 9,597 686 462 3,949 10,584 491 4.2 8.1 12.7 10.8 4.5 8.0 12.4 5.3 계 134,300 154,308 14,193 15,488 10.6 10.0 자료 : 산업기술주요통계요람, 산업기술진흥협회, 2006 3) 연구소 보유현황 우리나라의 산업기술은 1960년대 국 공립시험 연구기관을 중심으로 한 시 험 검사 및 조사기능 위주의 기술개발체제에서 출발 1970년대에는 정부출연연구기관의 기술개발 활동을 통해 산업기술에 대 한 민간기업의 기술수요(Needs)를 충족시켜 왔으며, 1980년대에는 기업부설연구소의 설립이 본격화되면서부터 민간기업 주도 의 산업기술개발체제로 전환되었고 2006년 12월말 현재 민간기업연구소가 13,324개로 비약적으로 증가해 21 세기는 확실한 민간 주도의 산업기술개발시대를 예고함 또한 세계화에 따른 기술 축적과 연구의 필요성이 대두되면서 매년 기업 부설 연구소의 비중은 증가하고 있는 추세 - 60 -
(단위 : 연구소수) 구 분 04 05 06 전체산업 기업 부설연구소 10,270 11,810 13,324 해당산업 기업 부설연구소 1,682 1,995 2,383 비중(%) 16.4 16.9 17.9 자료 : 산업기술주요통계요람, 산업기술진흥협회, 2006 4) 국내 주요 자동차관련 연구기관 <국내 자동차 관련 산학연 기술 연구소 현황> 기 관 연구 분야 현대/기아자동차(주) 남양종합기술연구소 현대/기아자동차(주) 마북환경기술연구소 현대/기아자동차(주) 전주상용연구소 GM대우자동차(주) 기술연구소 GM대우자동차(주) 생산기술연구소 쌍용자동차(주) R&D 센터 르노삼성자동차(주) 중앙연구소 대림자동차공업(주) 기술연구소 효성기계공업(주) S&T모터스기술연구소 현대모비스(주) 기술연구소 국제종합기계(주) 부설 기술연구소 두산인프라코어(주) 군산엔진연구소 카스코(주) 연구소 케피코(주) 기술연구소 캐프스(주) 기술연구소 한국델파이 기술연구소 POSCO(주) 기술연구소 S-Oil(주) 연구소 완성차 자동차 환경 상용차 완성차 완성차 생산기술 완성차 완성차 이륜차 이륜차 자동차부품 농기계 상용엔진 엔진부품 엔진부품 자동차부품 자동차부품 자동차 강판 자동차연료 - 61 -
<국내 자동차 관련 산학연 기술 연구소 현황> 기 관 연구 분야 고등기술연구원 교통안전공단 자동차성능시험연구소 국립환경과학원 교통환경연구소 보험개발원 자동차기술연구소 자동차부품연구원 자동차전자제어연구소 포항산업과학연구원 한국기계연구원 한국석유품질관리원 한국에너지기술연구원 자동차 선행기술 자동차 평가 배기인증 안전기술 자동차 종합 전장부품 자동차소재 동력 장치 자동차 연료 자동차 에너지 <국내 자동차 관련 산학연 기술 연구소 현황> 기 관 연구 분야 경북대학교 트라이볼로지연구소 경상대학교 수송기계부품기술혁신센타 계명대학교 저공해자동차부품기술개발센터 군산대학교 자동차부품기술혁신센터 부산대학교 기계공학연구정보센터 부산대학교 부산경남자동차테크노센터 서울대학교 차세대자동차연구센터 연세대학교 자동차기술연구소 인제대학교 수송기계부품기술혁신센터 인하대학교 소재경량화 기술혁신센터 인하대학교 자동차동력계부품기술혁신센타 전남대학교 자동차연구소 전북대학교 자동차부품 금형기술혁신센터 한국과학기술원 연소기술연구센터 한양대학교 신뢰성분석연구센터 한양대학교 자동차전자기술교육센터 윤활 자동차부품 자동차 동력장치 자동차 샤시 자동차부품 자동차부품 자동차부품 자동차환경 자동차부품 자동차소재 자동차 동력장치 자동차부품 부품 가공기술 자동차 엔진 평가기술 자동차 전장 - 62 -
2.3.2 정부지원 정책 현황 1) 관련법령 및 규제현황 국내의 관련 법령은 배기가스 저감에 초점을 두어 대기환경보전법이 제 정되어 있음 1978년 환경보전법상에 최초로 도입된 제작차 배출허용기준은 1980년 휘 발유차량에 대한 배출허용기준 설정이후 여러 단계에 걸친 규제방법의 변경과 규제기준의 강화가 진행되어 왔으며, 1988년 서울올림픽 개최를 계기로 휘발유승용차에의 삼원촉매장치의 부착의무화와 연료의 무연화가 실시되면서 저공해화가 본격적으로 추진되었음 1996년 9월 개정된 대기환경보전법시행규칙에서는 1998 2000년에 모든 차종의 배출허용기준을 선진국 수준으로 강화하였고 이 기간동안에 자동 차로 인한 오염수준을 크게 저감시킬 수 있는 제도적 토대를 마련하였음. 또한 배출가스 규제기준의 강화와 함께 배출가스 보증기간을 5년 또는 8 만 km에서 10년 또는 16만 km로 확대하여 배출가스 관련 부품의 내구성 과 품질을 향상시키고 있는데 생산년도에 따라 일정한 비율로 생산대수 를 늘려 가면서 강화된 배출가스 보증기간을 적용하는 차량을 생산하도 록 의무화하였음 1999년 10월 개정된 대기환경보전법 시행규칙에서는 2000년 1월부터 배 출가스수준을 신규제작차 휘발유승용차에 대하여 미국의 94년 이후 배출 가스 규제기준을 적용하고, 경유차의 경우 유럽의 1996년이후 기준을 적 용하여 선진국 수준의 기준을 3 4년이내에 도달할 수 있도록 유도하고 있음 우리나라의 운행차에 대한 검사제도는 운행차 정기검사와 대기환경규제 지역에서의 운행차 정밀검사 및 지자체에서 실시하는 수시검사로 나누어 관리하고 있음. 운행차 배출가스 정기검사는 그동안 자동차관리법에 의하 여 안전검사와 함게 시행되어 왔으며, 1995년 12월 대기환경보전법 개정 시 배출가스검사를 강화하기 위하여 정기검사제도가 도입되었음 미국 등의 선진국에서 배출물 규제를 강화하고 있는 세계적인 추세에 발 - 63 -
맞추어 국내의 배출물 관련 기준은 앞으로 더욱 강화될 것임 <차종별 제작차 배출허용기준 추이> 차 종 대상 물질 1997년 1998년 2000년 2001년 2002년 2006년 휘발유 승용차 질소산화물 0.62g/km 0.40g/km 0.25g/km (0.37g/km) 0.25g/km (0.37g/km) 0.12g/km (0.19g/km) 0.031g/km (0.044g/km) 대형경유차 입자상물질 0.9g/kWh 0.1g/kWh 0.2g/kWh 0.2g/km 0.10g/km 0.02g/km 매 연 35% 25% 20% 20% 15% 10% 소형화물차 입자상물질 0.31g/km 0.25g/km 0.14g/km 0.14g/km 0.10g/km 0.06g/km 이륜자동차 HC (50cc이하) 0.70% 0.70% 8.0g/km 8.0g/km 8.0g/km - * ( )은 배출가스 보증기간이 10년 16만킬로미터인 자동차에 적용 * 종전의 농도기준에서 2000년부터는 중량기준으로 전환함. * 자료 : 환경부 (http://www.me.go.kr) 엔진 및 후처리장치의 평가의 주요항목은 출력성능 및 배기규제가 그 대 부분을 차지함. 따라서 배출가스 시험방법을 분석하면 관련 평가기술의 내용을 파악할 수 있음 배출가스 시험방법의 특성은 아래와 같이 분류할 수 있음 <배출가스 시험방법 특성> 시험모드 대상차량 대표모드종류 샤시시험모드 엔진시험모드 승용차 및 소형화물차 중량자동차 FTP-72,FTP-75(CVS-75),ECE-15, EUDC, 10-Mode, 11-Mode US Transient, ECE, ETC, ELR 배출가스 평가기술은 계속적으로 보완,수정되고 있으며, 국제적으로 시험 규격을 통일하려는 노력들도 계속되고 있음. 이러한 노력은 UNECE(유엔 유럽경제위원회) 산하 GRPE(대기오염/에너지부회)에 설치된 WHDC - 64 -
(Worldwide Heavy Diesel Certification)란 워킹그룹을 통해 이뤄지고 있 으며, 그 내용은 배출가스 시험 시 엔진운전에 이용되는 국제조화시험 사 이클을 만들고 Full Dilution 방법을 간소히 대체할 새로운 배출가스 측 정법 설정하는 것임 제작자동차 관리를 위해서는 자동차배출허용기준 강화와 함께 합리적인 제작차 인증제도 운용이 필요함. 인증제도의 목적은 자동차제작사에서 생 산되어 판매된 자동차가 배출가스보증기간동안 배출허용기준을 준수하는 지를 확인하고 관리하는 제도임. 다음은 각국의 인증제도를 비교 제시한 것임 - 65 -
<인증제도 비교> 항 목 한 국 미연방 인증내구 16만km내구주행 내구모드 DF 배출가스시험 6.4K 주행 배출가스 측정 배출치*DF <기준치 6.4K 확인시험 Confirmatory Test 양산차 관리 COP (Confirmatory of Production) 운행차배출 확인 In-Use Tst 운행차 검사 미연방 (CAP 2000) AMA 11-Lap AMA RDP-I ADP CVS-75, Evap. 자공연시험 수시검사 정기검사 결함확인 노상수시검사 정기검사 CO/HC, Smoke, λ FTP, Cold CO, ORVR, Evap, SFTP, CST 제작사 시험 Tier-I, Tier-II, TLEV, LEV, ULEV, SULEV ORVR, Cold CO, Evap. SFTP, CST NLEV OBD-II CFV EPA 확인시험 SEA -6.4K Test Surveillance Test In-Use Confirmatory Test DF 미적용 <기준치 I/M Test EPA확인시험 제작사확인 시험 In-Use Verification Test In-Use Confirmatory Test 기준치적용 CARB 50F Tier-I, TLEV, LEV, ULEV, ZEV LEV-II ORVR,Cold CO, Evap. SFTP OBD-II 50F Assembly Line Test -FTP, QA Test In-Use 기준 적용 HDVIP PSIP Idle Test - 66 -
국내 인증제도 우리나라의 제작자동차 배출가스 인증체계는 미국의 인증체계를 따르고 있다. 즉 자동차를 생산 판매하기 전에 시제품(Prototype)을 생산하여 배 출가스 및 소음에 대한 인증을 취득한 후 자동차를 생산하며 생산중인 자동차에 대한 품질검사를 실시 자동차를 판매한 후에는 운행 중인 과정에서 자동차 배출가스의 보증을 위하여 배출가스 보증기간(Useful Life)을 정하고 배출가스 보증기간 내에 서 운행하는 자동차의 배출가스 성능을 평가하고 결함이 발생시 이를 시 정하기 위하여 결함시정제도를 실시 이와 같은 배출가스 인증제도의 목표는 배출가스 보증기간 동안 배출가 스 규제를 만족시킬 수 있도록 자동차가 설계되고 제작되도록 하기 위함 사전인증 제작사 자율 인증 양산차 관리 제작사 품질 관리 사후 인증 전차종 확대 배출혀용기준 열화계수(DF) 측정치*DF<기준 인증 측정치 인증신청 내구시험 AMA 11-lap ADP 배출가스시험 승용차:cvs-75(차량) 중량차:D-13(엔진) 양산제조 판매 배출가스보증기간 8만 km 16만 km 내구사이클 열화계수(DF) 장비 정도검사 인증차종, 기간축소 인증서류 간소화 수시검사 정기검사 Monitoring Screen Test 제작사 자발적 recall Confirmatory Test(결함확인검사) 중량차 Rover System 운영 <국내의 인증제도> 미국 (연방 및 캘리포니아) 인증제도의 목표 -배출가스 보증기간(Useful Life)동안 배출가스 규제를 만족시킬 수 있도 록 자동차를 설계하고 제작하는 것을 보증하기 위함 단계별 평가 - 67 -
- 생산전 평가(Pre-Production Evaluation) 인증(Certification): 자동차를 판매하기 전에 배출가스 관련 방지시스템 의 설계가 제대로 되었는지 를 평가하기 위함 - 제작과정에서의 평가(Production Evaluation) SEA(Selective Enforcement Audit): 생산공정(Assembly Line)에서 완 성자동차를 무작위 샘플링하여 배출가스 평가 - 운행차 배출가스 평가(In-Use Evaluation) Recall: 몇 년 동안 실제로 사용한 후 적절히 유지 보수한 자동차를 대 상으로 배출가스 평가 내구성 데이터(Durability Data) - 내구성 데이터 자동차는 표준주행모드(AMA)에 의해 주행거리 누적 - 일정기간마다 배출가스 시험 : 5~7회 시험 - 배출가스 결과와 주행거리와의 관계를 그래프에 나타내고 최소자승법 에 의해 회기직선식을 구하여 열화계수(DF : Deterioration Factor)를 계산함 - 연간 10,000대 이하를 생산하거나 수입하는 제작자는 지정열화계수 (Assigned DF) 사용: 지정열화계수는 EPA OMS(Office of Mobile Source)에서 A/C(Advisory Circular)에 의해 제작자에게 배포하며 현 재는 1988년에 고시한 지정열화계수를 사용하며 당분간 개정할 계획 은 없음 부적절한 장치(Defeat Devices) 사용금지 - 냉간 CO(Cold CO)와 같은 배출가스 측정 시 정상적인 모드주행을 조 작하여 배출가스 배출을 줄이는 장치와 같은 부적절한 장치의 사용을 금지함 - 특히 중량자동차의 배출가스 측정 시 모드의 조작 등을 통하여 배출가 스를 조정하는 사례가 있어 이를 방지하기 위하여 ROVER(Realtime On-Road Vehicle Emission Reporter)를 사용하여 실제 도로상의 운행 상태에서 배출가스(CO, HC, NOx, CO 2 및 매연)를 측정하는 모니터링 장비이다. 이 장비는 배기관에 Flow Meter를 설치하여 운전 중 배기유 량을 측정하고, Laptop Computer를 차량에 설치하여 토크, 자동차 및 엔진속도, 출력을 측정하여 실제상태에서의 배출가스량을 측정 - 68 -
OBD - 1994년 이후 소형자동차(LDV) 및 소형화물자동차(LDT)에 적용 - ECU와 각종 센서 및 액츄에이터를 유기적으로 연결하여 자동차의 배 출가스 과다배출과 배출에 중대한 영향을 미치는 자동차 부품의 결함 발생시 이를 감지하여 운전자에게 경고 등을 통하여 알려줌으로서 배 출가스를 줄이고자 하는 목적에서 사용 양산차 시험 - 목표 제작자가 인증 받은 배출가스 허용기준을 만족하도록 자동차를 제작 하였는지를 확인하기 위함 제작자에게 자발적으로 양산차 시험을 실시하도록 혜택부여 생산라인에서 자동차를 샘플링하여 배출가스 시험 자동차 제작자가 자발적으로 배출가스 시험을 실시하여 SEA (Selective Enforcement Audit)를 만족하는지 확인함 SEA에 만족하지 못하면 자동차 제작자가 문제점을 시정할 때까지 인 증서를 연기할 수 있음 현재는 대형엔진이 엄격한 허용기준 때문에 LDV보다 불합격율이 높 기 때문에 중점을 두어 관리하고 있음 - 69 -
배출가스 인증신청서 제출 Yes 청문 NO 종료 NO 검토 Yes 인증신청서 승인 시험절차승인 Yes 시험차 선정 NO 보완 배출가스, 증발가스 연비 시험차 내구시험차 Yes 배출가스 Carry over DF Carry over Yes 종전DF NO NO 주행거리 누적 주행거리누적 정비 정비 배출가스 증발가스 연비측정 주행단계별 배출가스 측정 DF산출 배출가스 허용기준 승인 배출가스 인증 기록보관 <자동차의 배출가스 인증 절차> - 70 -
유럽 EU국가는 통합인증방식으로서 WVTA(Whole Vehicle Type Approval)에 규정된 EEC의 각 법규항목 인증서를 취득하고, 이 인증서에 따른 WVTA 검사 통과후 판매 기타 유럽 국가는 국별인증방식으로서 수출 대상국별로 요구되는 ECE 법 규 항목(EEC도 가능) 인증서를 취득하고, 이 인증서 및 자국법에 따른 NTA(National Type Approval) 검사 통과 후 판매 인증 취득 방법 - EU 국가 : COC (Certificate of Conformity) : 승인적합성 증명서 제작자/수입업자 소비자 COC 부품 형식승인 시스템 형식승인 WVTA 등록 1 부품/시스템 형식승인 대표국 인증기관의 감독관 입회하에 인증시험시설을 갖춘 장소(제작사 또 는 해외 인증기관)에서 각 항목(배출가스, 소음 등)에 대해 시험을 실시, 법규 요건 만족 시 인증서 획득 2 전체차량 형식승인(WVTA) 부품/시스템 형식승인서를 취득한 뒤 WVTA을 한 EU 국가에서 취득하면 EU 영역내에서 이 차량 형식승인서가 통용됨. 따라서 WVTA취득 차량은 어떤 EU 국가에서라도 추가 검사나 교통부 서류심사를 받지 않고 바로 등록할 수 있음 3 공장 감사 및 생산적합성(COP : Conformity of Production) 시스템/부품 형식승인 또는 WVTA을 받으려면 공장의 품질보증절차에 대한 감사를 받아야 하며, 형식승인 신청 시 품질보증시스템에 대한 서류 를 요청받게 된다. 기본적으로 ISO 9000에 의한 일반 원칙에 따라 인증기 관의 엔지니어들은 공장의 부품 입고에서부터 제조공정, 최종검사 과정까 지 검사한다. 또한, 생산된 물품이 모두 형식 승인된 규정을 만족하는지 - 71 -
여부와 운영자들이 제대로 실행하고 있는지를 확인한다. 최초검사에 통과 한 이후, 일정기간마다 방문 조사가 이루어짐 - 기타 유럽 국가 부품 형식승인 1 국별 인증방식 제작자/수입업자 시스템 형식승인 NTA (Nationa l Type Approva l) 소비자 등록 자국 인증제도에 따라 국가별로 인증을 취득해야 한다. 자국법규를 대신 하는 통합법규(ECE/EEC) 항목들에 대한 시스템/부품 형식승인서를 취득 하는 방법은 EU 국가의 경우와 동일하다. 통합법규와 다른 특별한 자국법 규가 있을 경우 이에 대한 적합성 시험과 검사를 받아야 차량 형식승인을 취득할 수 있음 2 공장감사 및 생산적합성 (COP : Conformity of Production) 시스템/부품 형식승인 또는 차량 형식승인을 받으려면 공장의 품질보증절 차에 대한 감사를 받아야 한다. 국가별로 양산차에 대한 COP가 정기적으 로 실시 일본 자동차 형식지정 제도 - 일본의 자동차 배출가스 인증제도는 우리나라나 미국과는 달리 안전성 능과 배출가스 성능을 함께 취급 - 인증제도는 정상적인 인증을 실시하는 형식지정제도(Type Designation System), 연산 10,000대 미만의 생산차 또는 특수용도차(구급차, 순찰 차)등에 해당하는 신형자동차 신고제도(Type Notification System) 및 연산 2,000대 미만이 판매되는 수입자동차에 적용되는 수입차 특별취급 제도 (Preferential Handling Procedure)가 있음 - 72 -
<형식 지정제도> 장치의 형식지정 신청 심사 장치 형식지정 자동차의 형식지정 신청 차량심사 기준적합성 서면심사 형식지정 제작사등이 행하는 완성검사 신규검사 품질관리체제 서면심사 (완성검사종료증발행) (샘풀링 검사) 형식승인을 받은 장 치는 심사생략 리콜 Ⅱ. 신형자동차 신청제도 신청 차량 심사 기준적합성 서면검사 심사결과 통지 신규검사 (1대마다 검사실시) 등 록 사 용 Ⅲ. 수입자동차 특별취급제도 신청 기준적합성 서면검사 신청확인서 교부 신규검사 (1대마다 검사 실시) 인증제도의 국제적 표준화 추세 수송교통수단의 급속한 발전으로 인하여 전세계 사람들은 다른 지역이나 국가를 가깝게 느낄 수 있게 되었다. 또한 경제적으로도 이른바 세계화가 진전되고 있다. 이 같은 사회적 진보에 크게 기여한 교통기관 가운데, 국 경을 초월하는 선박, 항공기에 대해서는, IMO(국제해사기관)이나 ICAO (국제민간항공기관)에서 기준의 국제적인 통일화가 벌써부터 시도되고 있 음 - 73 -
반면, 자동차는, 최근까지 사용이 국내에 한정되는 경우가 많아, 유럽 등 을 제외하고는 국경을 의식하는 수단은 아니었다. 특히 일본, 미국, 유럽 에서는 국경을 초월한 자동차의 상호교통이 없었다는 점 등에서 기준내 용은 국가별로 다르게 진행 그러나 최근 자동차나 자동차부품의 유통이 세계적인 확대를 보여, 세계 화에 동반하는 국제상품이 되어 왔으며, 따라서 기준의 통일화는 자동차 제조코스트 저감으로 연결됨과 동시에, 수입에 있어서 수속의 간소화가 꾀해지고, 또 기준 책정, 개편이 효율적으로 이루어질 수 있기 때문에 행 정코스트 저감에도 연결되므로 국민의 이익이 될 수 있다. 이런 이유로 인하여 국제적인 기준 통일화가 요구되고 있음 이같이 자동차기준의 국제통일화는, 세계화에 따른 상호 교통촉진이라고 하는 관점뿐만 아니라, 자동차 산업분야에 있어서의 국제교류에의 대응이 라는 면도 가지고 있음 기타 규제기준(CO 2 기준, 극미세입자기준, NO 2 기준)현황 CO 2 기준 - 자동차에서 배출되는 GHG(green house gas)를 효율적으로 저감시키기 위한 국제적인 노력에 따라 국가별 CO2 배출기준 설정 <California CO 2 Emission Standards unit : g/mi (g/km)> Tier Year PC/LDT1 LDT2 2009 323 (201) 439 (274) Near-term 2010 301 (188) 420 (262) 2011 267 (166) 390 (243) 2012 233 (145) 361 (225) 2013 227 (142) 355 (221) Mid-term 2014 222 (138) 350 (218) 2015 213 (133) 341 (213) 2016 205 (128) 332 (207) - 74 -
<주요 국가별 CO 2 제도 비교> 유럽 자동차공업협회(ACEA; European Automobile Manufacturers Association)와 EU 정부(European Commission) 간에 체결된 1998년 협정(agreement)애서 유럽 자동차에서 배출되는 CO 2 의 평균값(제작사별)을 2008년에 140g/km으로 합의하였으며, 2012년에 120g/km으로 연장 하는 것을 논의하고 있음. 우리나라도 유럽의 수출차량에 대해서는 2009년에 140g/km을 만족하여야 함 미국 CARB에서는 승용차와 LDT에 CO 2 규제를 2009년부 미국 (캘리포니아) 터 실시하기로 결정함. 이 기준은 2009년부터 2016년까지 phase-in으로 실시되며, 평균 저감율은 현재에 비하여 2012년에 22%, 2016년에 30%를 예상하고 있음 2010년까지 자동차로부터 배출되는 GHG(greenhouse gas) 를 5.3백만톤까지 줄이는 것을 자동차제작사와 협정하였 캐나다 으며, 이는 25%의 CO 2 를 저감하는 수준에 해당됨. 캐나다 는 2009년부터 2016까지 CO 2 기준을 phase-in으로 설정할 계획이며, 현재의 배출량에 비하여 2012년에 22%, 2016년 에 30%를 저감하는 수준이 됨 - 75 -