연비

연비(燃費, fuel efficiency)는 가솔린 또는 디젤을 사용하는 내연기관 자동차의 단위연료당 주행거리 또는 소비하는 연료의 양을 말한다. 전기자동차에서는 전비(電費)라고 한다.

개요

연비는 연료 효율, 혹은 연료 소비를 의미한다. 국내에서는 연료 효율이라는 의미로 사용된다. 연료 효율은 연로 1리터 또는 1갤런으로 갈 수 있는 거리를 말한다. 연료 소비는 100KM를 가기 위해 필요한 연료량을 말한다. 연비는 정확하게 측정할 수 없다. 왜냐하면 같은 차를 타더라도 운전하는 사람의 습관이나 기후, 도로 환경 등에 따라 소모되는 연료량이 다를 수밖에 없기 때문이다. 국내의 경우 공인연비 측정을 한국에너지공단에서 시내주행 및 고속도로 주행 2가지 타입으로 측정한다. 여기서 측정한 연비는 해당 효율을 발휘한다고 해서 보장해주는 수치는 아니고 모든 차들이 똑같은 기준으로 실험을 거쳐 받는 수치이기 때문에 공인연비가 비교의 기준이 될 수 있을 뿐이다.

역사

기준 강화

1975년 미국 하원과 포드 대통령이 통과시킨 EPCA(Energy Policy and Conservation Act) 법안을 통해 미국 내 환경 정책이 새로운 패러다임을 맞이하게 되었다. 특히, 자동차에서 배출되는 이산화탄소에 대한 정책을 대폭 강화하였는데, 이것이 바로 현행까지 시행되고 있는 CAFE 기준이다. CAFE 기준은 자동차 배기가스를 직접 규제하기보다 자동차의 연비를 이용하는 것이 특징이다. 당시 EPCA는 EPA에게 기준에 사용될 연비 측정 의무를, 도로교통안전국에게 EPA가 측정한 연비를 이용하여 CAFE 기준 설정과 페널티 부과 의무를 주었다. 1975년 처음 제정된 CAFE 기준은 자동차 업체들이 10년 이내에 점진적으로 평균 목표연비 27.5mpg를 충족시킬 것을 가이드라인으로 제시했다. 이는 당시 자동차 업체들에게 상당히 공격적인 목표였다. 하지만, 1990년대에는 미국에 수입되는 승용차는 물론 미국에서 생산되는 승용차와 경트럭도 모두 기준을 충족했으며, 더 나아가 2013년까지 기준에 미리 대응해 발전해나간 모습을 보여주고 있다. 이런 연비 증가는 기존 차량에 대한 연비 효율 향상의 노력도 컸지만, 특히 2000년대 들어서서는 무엇보다 하이브리드차, 플러그인 하이브리드차, 수소차와 같은 전기자동차 점유율의 확대가 크게 이바지했다.

전기차 점유율 확대

2000년대 들어서 기업평균연비가 기준을 상회하여 발전하기 시작했는데, 이 시기에는 미국에서 하이브리드차가 본격적으로 판매를 시작한 시기와 일치한다. 실제로 이 시기의 하이브리드차나 전기차의 점유율은 기업평균연비와 통계적으로 매우 유의미한 관계를 보였으며, 변수의 설명력도 크게 나타났다. 물론 CAFE 기준도 기업평균연비나 전기차의 신차 점유율과 통계적으로 유의미한 관계로 나타났다. 따라서 세계 그린 자동차 시장을 주도하는 미국 자동차 시장에서 연비 향상은 소비자의 니즈라는 구매자의 힘 보다는 CAFE 기준이라는 정부 규제가 좀 더 강한 동인이었다는 결론을 유추해 볼 수 있다. 결론적으로 자동차 생산 기업 입장에서는 기준을 따르지 않으면 벌금 등 불이익을 당하기 때문에 타의로 연비를 높여야 했고, 어쩔 수 없이 높인 연비를 다른 기업과 차별화하기 위한 홍보 요소로 활용했다고 주장할 수 있다.

측정방법

국내 연비 측정은 카본밸런스법을 사용한다. 동일한 외부조건(항온,항습 등)을 설정하고, 실제주행상황을 그대로 모의한 주행모드로 차대동력계에서 차량을 실제로 주행하여, 자동차에서 배출된 탄소성분(즉, 연료소모량)을 분석장치를 통해 정밀하게 측정하여 연비를 산출한다. 따라서, 국내 표시연비는 국내에 출시되는 모든 자동차를 동일한 조건 동일한 주행모드에서 측정하고 있으므로, 소비자가 차량 구매시, "객관적인 비교정보"로 활용될 수 있다. 표시연비 시험절차는 시험준비과정, 모의주행과정, 배기가스 분석과정 등 크게 3가지로 구성되어 있다.연비측정을 하기전에 준비된 연비측정 대상 자동차(주행 축적거리 6500km±1000km 이내)를 시험실의 차대동력계에 위치 시킨 후 예비주행을 실시하고, 자동차 전체의 냉간상태가 지속될 수 있도록 25℃의 항온항습실에서 12∼36 시간동안 보관한다. 냉간 보관이 완료된 차량을 시동을 걸지 않고 차대동력계 상에 위치한 뒤 배기분석계 및 시료 채취관의 연결, 냉각팬을 설치 후 표시연비 주행모드에 따라 모의 주행 실시한다. 도심주행(FTP-75) 모드는 도심지역의 주행특성을 시뮬레이션하여 작성된 것으로 총 주행거리 17.85km, 평균 주행 속도 34.1km/h, 최고속도 91.2km/h, 정지횟수 23회, 총 시험시간 2,477초의 특성 등으로 모의된 주행코스이다. 속도로주행(HWFET) 모드는 고속도로에서의 주행특성을 시뮬레이션하여 작성된 것으로 총 주행거리 16.4km/h, 평균 주행속도 78.2km/h, 최고 속도 96.5km/h, 총 시험시간 765초의 특성 등으로 모의된 주행코스이다. 모의 주행동안 자동차의 배기구에 연결된 시료채취관을 통하여 측정된 배기가스를 분석하여 대상 차량의 연비를 결정한다. 연비측정 배출가스의 구성요소를 분석하여 그 중 탄소성분을 통해 사용된 연료의 양을 측정하는 것으로, 물리적인 연료 유량계를 사용하는 것에 비해 정확도 및 정밀도가 높다.

영향 요소

• 주행환경의 차이 : 공인연비와 실연비가 다른 가장 큰 이유는 주행 환경 차이 때문이다. 실제 운행 시 외부 환경은 실험실의 환경과는 다르기 때문에 실제 운행 시에는 외부 환경이 일정하게 유지 되지 않으며 다양한 요소들이 운행에 영향을 미친다. 주행 시에 외기의 온도, 노면 상태, 교통상황, 기상 상황 등 주행 환경에 따라 연비가 달라진다.
• 운전자의 주행습관 : 운전자의 주행습관이 연비에 영향을 미친다. 급제동, 급가속은 연비에 큰 영향을 미치며 이러한 운전습관을 가진 운전자는 실연비가 떨어질 수밖에 없다. 자동차의 주행속도가 연료 소모에 주된 영향을 미치므로 가능하면 과속주행이나 저속 주행을 피하고 60~80km 정속 주행을 하는 것이 연비 효율을 높이는데 도움이 된다. 에어컨 과도한 사용, 전기 장치의 사용, 불필요한 화물의 적재, 사륜구동 주행 역시 연비를 저해하는 요소들이다.
• 자동차 정비 상태 : 자동차의 정비 상태에 따라서도 실연비와 공인연비의 차이가 발생한다. 연비에 가장 큰 영향을 주는 부분은 바로 타이어 공기압의 상태인데, 적정 타이어 공기압에 비해 10% 감소할 때마다 자동차 연비는 1% 감소한다고 한다.
• 연료의 품질 및 자동차 상태 : 연료의 품질에 따라서도 연비 차이가 발생한다. 저가 연료의 사용을 피하고 정품 연료를 사용하는 것이 좋다. 그리고 자동차의 주행거리가 길어질수록, 자동차 연식이 오래될수록 실연비가 달라질 수 있다.

라벨

연비 등급 라벨

자동차의 도심연비, 고속도로연비 및 복합연비와 이 연비에 따라 부여되는 등급 정보, 대표적 온실가스인 이산화탄소의 배출량을 표시토록 하여, 소비자분들께는 보다 연비가 우수하고 친환경적인 자동차를 구매할 수 있도록 하며, 자동차 제작사에게는 고효율 자동차를 제작 및 판매토록 하는 제도이다.

• 5-cycle 보정식 : FTP-75 모드(도심주행 모드) 측정방법, HWFET 모드(고속도로주행 모드) 측정방법, US06 모드(최고속.급가감속주행 모드) 측정방법, SC03 모드(에어컨 가동주행 모드) 측정방법과 Cold FTP-75 모드(저온도심주행 모드) 측정방법의 5가지 시험방법(5-cycle)으로 검증된 도심주행 에너지소비효율 및 고속도로주행 에너지소비효율이 FTP-75(도심주행)모드로 측정한 도심주행 에너지소비효율 및 HWFET(고속도로 주행)모드로 측정한 고속도로주행 에너지소비효율과 유사하도록 적용하는 관계식을 말한다.
• 도심연비(도심주행 에너지소비효율) : 도심주행 모드(FTP-75)로 측정한 에너지소비효율을 5-cycle 보정식에 적용하여 산출된 도심연비이다.
• 고속도로연비(고속도로주행 에너지소비효율) : 고속도로주행 모드(HWFET 모드)로 측정한 에너지소비효율을 5-cycle 보정식에 적용하여 산출된 고속도로 연비이다.
• 복합연비 : 도심연비와 고속도로주행 연비에 각각 55%, 45%의 가중치를 적용하여 산출된 연비로, 복합연비를 기준으로 자동차의 연비등급을 부여합니다. 배기량에 상관없이 복합연비가 높은 차량에 높은 등급(1등급)을 부여하고 복합연비가 낮은 차량에는 낮은 등급(5등급)을 부여한다.
• 복합 CO2배출량(g/km) : 자동차가 1km를 주행할 때 배출하는 이산화탄소의 양을 그램(g)으로 표시한 것으로, 숫자가 낮을수록 환경 친화적인 자동차이다.
• 1회충전 주행거리(km) : 전기자동차를 1회 충전했을 때 주행할 수 있는 거리를 의미한다.

연비 기준

국내

저탄소 녹색성장 기본법에 따라 국내 자동차 제작사는 그 해 판매한 자동차의 평균 온실가스 배출량 기준을 충족해야 한다. 2012년에 국내에 제도가 처음 시행된 이래, 매년 연비 기준이 강화되어 2020년에는 온실가스 97g/km, 연비 24.3km/L의 기준이 적용되었다. 2012년 온실가스 및 연비 기준은 기준 온실가스 140g/km, 연비 17km/였다. 미달 시 과거 3년 동안의 초과달성 실적을 이월하여 미달성분을 상쇄하거나 또는 향후 3년 동안 발생하는 초과달성 실적을 차입할 수 있다. 미달성분이 있으면 과징금을 내거나 다른 회사의 초과달성실적을 구매해야 한다. 환경부는 2030 국가 온실가스 감축 로드맵 수정안에 따른 목표 달성 및 주요국의 기준을 고려하여 개정된 온실가스 및 연비 기준을 행정예고하였다. 2030년까지 평균 온실가스 70g/km, 평균 연비 33.1km/L로 기준을 강화할 예정이다.

국외

• 미국 : 2010년 4월 평균연비기준과 자동차 평균 온실가스 배출량 규제 법안을 발표했다. 2016년 연비 15.1km/L, 온실가스 155g/km 수준이며, 2025년까지 연비 23.2km/L, 온실가스 101g/km 수준 달성 목표를 수립하였다. 평균 연비가 기준치에 미달할 경우 0.04km/L당 5.5달러의 벌금을 부과한다.
• 일본 : 2006년 12월에 승용차 등을 대상으로 한 새로운 연비 기준을 발표하였고, 2020년까지 2009년도 실적대비 24.1% 개선을 의무화했다. 연비기준은 2015년 연비 16.8km/L, 온실가스 130g/km 수준이며, 2020년 연비 20.3km/L, 온실가스 105g/km 수준의 달성 모굪를 제시했다. 연비 목표 미달성 시 미달업체 차량공개, 벌금 부과 등의 제재가 실시된다.
• 유럽연합 : 2009년 4월 온실가스 배출량 목표기준을 준수하도록 하는 규제 도입을 결정하여 자동차 평균 이산화탄소 배출허용기준을 설정하였다. 2020년 승용차 및 소형 상용차의 배출목표를 각각 95g/km, 147g/km으로 설정하였으며, 2030년까지 2021년 대비 37.5%, 31%의 저감 목표를 설정하였다. 2019년부터 이산화탄소 초과 배출 1g/km에 대해 95 유로의 벌금을 적용한다.

1. 독일 : 유럽연합의 강화된 연비기준을 적용받아 독일 완성차 기업에 타격이 클 것으로 전망되며, 특히 폭스바겐은 최대 벌금을 물 것으로 예상된다. 2021년 자동차 기업의 유럽연합 이산화탄소 규제 벌금을 총 147억 유로로 추산하며, 독일 폭스바겐, 다임러, 비엠더블유가 전체 벌금 규모의 절반을 부담해야 하는 상황이다.
2. 영국 : 브렉시트에 따라 2021년부터 유럽연합 지침에서 벗어나 자국 법률에 따른 연비기준을 준수해야 하나, 기준은 유럽연합 지침을 그대로 유지한다.

참고자료

• 한국에너지공단 공식 홈페이지 - http://bpms.kemco.or.kr/transport_2012/system/gongim.aspx
• 산업정보분석실 전승표 책임연구원, 〈전기 자동차(고연비 그린 자동차) - 누가 연비 경쟁을 시키고 있을까?〉, 《한국과학기술정보연구원 마켓 리포트》, 2014-07-29
• 〈국내외 자동차 온실가스·연비 기준〉, 《한국전자정보통신산업진흥회 에너지 이슈 브리핑 제146호》, 2020-09-21
• 한화손해보험, 〈공인연비와 실연비의 차이〉, 《한화손해보험》, 2021-01-06

같이 보기

• 연료
• 배기량
• 경유
• LPG
• 전비

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