[독일] 디젤 엔진의 미래, 어떻게 진행될 것인가?
디젤게이트 사건에도 디젤 엔진의 발전을 지지하는 목소리 여전
□ 디젤게이트 이후 독일의 반응
ㅇ 폴크스바겐의 디젤게이트 이후 EU의 배출가스 규제 강화
- 더욱 강화된 배출가스 인증제도 유로6C가 2017년 9월부터 발효
- 유로6C는 기존의 연비 측정방식인 NEDC(New European Driving Cycle)의 맹점을 보완해 실제 도로주행에서의 배출가스를 측정했다.
- 실제 도로주행 테스트에서 질소산화물 배출이 기준치의 2.1배를 초과해서는 안 되며, 2020년 1월부터는 기준치의 1.5배로 그 기준이 더욱 강화됐다.
- 현재의 질소산화물 배출 기준은 0.08g/㎞이며 2017년 9월부터는 0.168g/㎞, 2020년 1월부터는 0.12g/㎞로 점차 기준이 강화될 예정이다.
EU의 디젤승용차 배출가스 인증제도 변천과정
(단위: mg/㎞)
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기준
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Euro 1
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Euro 2
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Euro 3
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Euro 4
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Euro 5a
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Euro 5b
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Euro 6b
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Euro 6c
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Euro
6d-TEMP
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Euro 6d
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형식승인
검사기간
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'92.7.1.
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'96.6.1.
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'00.1.1.
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'05.1.1.
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'09.10.1.
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'11.10.1
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'14.10.1.
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'17.10.1.
|
'17.10.1.
|
'20.1.1.
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형식승인검사유예기간
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'93.1.1.
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'97.1.1.
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'01.1.1.
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'06.1.1.
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'11.1.1.
|
'13.1.1.
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'15.10.1.
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'18.10.1.
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'19.10.1.
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'21.1.1.
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시험주기
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NEFZ*
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NEFZ
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NEFZ
|
NEFZ
|
NEFZ
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NEFZ
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NEFZ
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WLTC
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WLTC
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WLTC
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실제주행
배출가스측정
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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2,1
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1,5
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CO*
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2720
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1000
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640
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500
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500
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500
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500
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500
|
500
|
500
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(HC + NOx)
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970
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700
/9002
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560
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300
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230
|
230
|
170
|
170
|
170
|
170
|
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NOx
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–
|
–
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500
|
250
|
180
|
180
|
80
|
80
|
80
|
80
|
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PM
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140
|
80
/1002
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50
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25
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5
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4,5
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4,5
|
4,5
|
4,5
|
4,5
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PN
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–
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–
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–
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–
|
–
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6·1011
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6·1011
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6·1011
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6·1011
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6·1011
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주 1: NEFZ(New European Driving Cycle): 유럽 주행 사이클(배기가스 테스트 사이클)
주 2: WLTC(Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Cycle): 공차 중량에 따른 엔진 파워를 3가지로 분류해 다양한 도로 환경에서 차량의 배기가스를 테스트하는 방법
자료원: 위키피디아 독일판
ㅇ 독일 정부의 내연기관 엔진에 대한 부정적 시각
- 독일 환경청(UBA) 청장 Maria Karutzberge는 디젤 승용차는 점차적으로 도시에서 사라져야하며, 도시에서의 친환경 구역은 더욱 확대돼야 한다고 언급했다.
- 독일 정부는 2030년부터 내연기관 엔진(가솔린 엔진 및 디젤 엔진) 사용을 전면 금지하는 방안을 추진하고 있다.
- 독일 슈투트가르트시는 2018년부터 유로6 인증 기준을 충족하지 않는 디젤 자동차의 도심 진입을 제한하기로 했다.
- 독일 자동차산업협회(VDA)에 따르면 전체 디젤 승용차의 70%가 이 규제에 해당된다고 한다. 한편 슈투트가르트시의 미세먼지 문제에서 디젤 자동차가 차지하는 비중은 4% 밖에 안된다는 반론이 제기되고 있어서 논란은 계속될 것으로 예상된다.
- 전기차 비중을 늘리기 위해 2016년 5월부터 2017년까지 한시적으로 전기차 구매에 4천 유로, 하이브리드카 구매에 3천 유로의 보조금을 지원하고 있다.
슈투트가르트시에서 열린 그린피스의 디젤차량 반대 시위
자료원: 독일 언론 통신 연합
ㅇ 유로6C 시행에 따른 자동차 제조회사의 반응
- 유럽의 자동차 제조회사들은 유럽연합위원회에 유로6C 시행 보류를 요청했으나, EU는 2016년 2월 이러한 요청을 거부하고 계획대로 유로6C 인증제도를 시행하기로 했다.
- 폴크스바겐 디젤게이트 사건이 EU 위원회의 결정에 영향을 미쳤다.
- 자동차 제조회사들은 2014년부터 시작된 유로6 규정을 충족시키기 위해서 여러 기술 개발을 추진 중이며, 선택적 촉매환원장치(SCR: Selective Catalytic Reduction) 및 배기가스 저감장치(EGR)의 개발과 엔진 스펙 조정을 통해 디젤 엔진의 가장 큰 문제로 지적돼왔던 미세먼지와 질소산화물 문제를 상당 부분 해결했다.
- 또한 전기자동차 개발에도 집중, 그 예로 폴크스바겐은 2025년까지 전기자동차 30여 종을 시장에 선보일 계획이며, 연간 300만 대의 전기차를 생산하기로 했다.
ㅇ 디젤게이트 이후 독일 소비자의 반응
- 2016년 한해 독일 자동차 등록대수 335만 대 중 45.9%인 154만 대가 디젤 자동차로, 디젤게이트 이후에도 독일의 디젤 엔진에 대한 선호도는 줄어들지 않고 있다.
- 디젤 차량 구매자들을 대상으로 한 설문 조사 결과 다이나믹한 주행 성능, 가솔린보다 상대적으로 저렴한 가격 등이 디젤 자동차를 구매하는 결정적 이유로 조사됐다.
디젤스캔들 이후 독일 소비자 디젤 구매 의향 설문조사
(단위: %)
자료원: Deutsche Automobil Treuhand GmbH
□ 디젤 엔진 차량의 수요가 유지될 수밖에 없다는 근거
ㅇ 디젤 엔진은 현존하는 화석 연료 중 열효율(BTE)이 가장 높다.
- 가솔린의 평균 열효율은 38%, 디젤의 평균 열효율은 43%로 디젤이 가솔린보다 열효율에서 앞선다.
- 높은 열효율로 인해 디젤 엔진의 이산화탄소 배출은 가솔린 엔진보다 상대적으로 적으며, 이러한 이유로 유럽에서는 2000년대 초부터 계속해 디젤 엔진을 장려한다.
- 디젤 엔진의 이산화탄소 배출은 가솔린 엔진의 1/4 수준에 불과하다.
ㅇ 질소산화물과 미세먼지 문제는 신기술 개발로 해결 가능하다.
- 질소산화물은 SCR(선택적 촉매환원장치)을 통해, 미세먼지는 필터기술을 이용해 유해 배기가스 배출을 EU 위원회가 요구하는 수준으로 맞출 수 있다.
- 독일 베를린 공대의 Roland Baar 교수에 따르면, 엔진 실린더에서의 더 높은 압력과 디젤 연료의 정확한 분사장치 개발을 통해 질소산화물 배출을 더욱 감소시킬 수 있을 것이라고 한다.
- 독일 츠비카우 공대의 Jörn Getzlaff 연구원은 질소산화물 문제는 새로운 촉매의 개발로 충분히 해결 가능하다고 전한다.
- 독일의 Bosch사는 질소산화물 배출이 기존 디젤 엔진의 20% 수준밖에 되지 않는 친환경 디젤-하이브리드 엔진을 개발 완료했다.
- 다만, 문제는 가격이며 친환경 장치를 장착할 경우 차량 가격 상승은 불가피해 이는 자동차 제조사의 숙제로 남아있다.
ㅇ 전기차 보급이 독일 정부 계획대로 진행되지 않을 것임.
- 독일 정부는 2020년까지 50만 대의 전기차를 보급해 전기차의 신규 등록율을 전체 차량 등록 대비 13.8%까지 끌어올리겠다는 목표를 갖고 있으나, 현재 전기자동차의 신규 등록은 예상보다 저조한 상태이다.
- 2016년 5월부터 시행된 전기차 구매 지원금 제도에도 시행 후 3개월 동안 등록된 전기차 차량은 5천394대로 전년동기대비 4.2%의 성장률에 그쳤다(2015년 동기간 전기차 판매대수는 5천174대이며, 내연기관 판매 성장률의 7.6%보다 크게 못 미침).
- 전기차의 보급률이 저조한 이유로는 충전소의 부족, 상대적으로 높은 전기차 가격, 긴 충전 시간 등이 꼽혔다.
ㅇ 독일과는 상반된 미국 자동차 제조사의 디젤 엔진에 대한 반응
- 미국 환경보호청(EPA)의 CAFE(Corporate Average Fuel Economy, 기업평균연비제도)에 따라 GM은 2025년까지 생산 차량의 전체 평균 연비를 최소 54mpg(약 23㎞/l)까지 향상시켜야 한다. 이 때문에 GM은 CAFE 기준을 충족시키기 위해 여러 생산 차종에 디젤 엔진을 탑재하기로 했다.
- 기업평균연비제도로 인해 미국 자동차 제조사들은 디젤 엔진 개발에 더욱 박차를 가할 것으로 전망된다.
□ 독일 주요 완성차 업체의 디젤 엔진 개발 현황
ㅇ 다임러(Daimler)
- 다임러 그룹은 차세대 디젤 엔진 개발에 26억 유로를 투자했다.
- 다임러의 기술연구소장 Prof. Dr.Thomas Weber에 따르면, 다임러는 80년 이상 축적된 메르세데스 벤츠의 디젤 기술로 가볍지만 더 강력하며 더 높은 연료 효율의 친환경 디젤 엔진(OM 654)을 개발했다고 한다.
- 이러한 기술 개발을 통해 다임러는 전 세계 모든 국가의 배기가스 규제 조건을 충족할 수 있을 것이라고 전했다.
- OM 654 엔진은 배출가스 관련 모든 부품을 엔진 자체에 배치했으며, 이를 위해 엔진을 수직 계단식으로 정렬시킴. 그 결과, 기존 디젤 엔진에 비해 미세먼지 배출량이 80%가량 감소한 것으로 자체 평가된다.
- 2016년 봄에 새롭게 출시된 벤츠 E-Class에 OM 654 엔진이 장착됐다.
OM 654 엔진
자료원: 다임러 홈페이지
ㅇ BMW
- BMW는 2016년 8월 BMW Group Innovation Days에서 연료소비는 5% 향상시키면서, 이산화탄소 배출은 기존보다 5% 감소시킨 신형 디젤 엔진을 소개했다.
- 새 엔진에는 BMW의 트윈 터보차저 기술과 배기가스재순환 장치(EGR), 커먼레일식 연료 분사 방식 등의 신기술이 적용돼 BMW에서 향후 생산되는 모든 디젤 엔진에 신기술을 적용하기로 했다.
- BMW는 향후 디젤 엔진 사용의 감소를 예상하지만, 우려할 수준으로 위축되지는 않을 것으로 전망한다.
- BMW 오스트리아 엔진 생산 공장 Steyr의 생산부장인 Gerhard Wölfel에 따르면 BMW는 2017년 한 해에만 1억 유로를 차세대 디젤 엔진 개발을 위해 투자할 계획이라고 밝혔다.
- BMW에서는 이산화탄소 절감 문제로 향후 10~20년 동안 디젤 엔진이 계속 사용될 것으로 보고 있으며, 이에 따라 디젤 엔진 개발에 지속적으로 투자를 할 것이라고 한다.
- BMW 글로벌 디젤 엔진 개발부의 Mr. Steiparzer는 북미 시장에서 소비자의 디젤 자동차에 대한 수요가 계속되는 한 BMW는 계속해서 디젤 차량을 북미 시장에 내놓을 것이라고 한다.
BMW 신형 디젤 엔진
자료원: BMW 홈페이지
□ 디젤 엔진의 미래와 관련한 독일 자동차 전문가 인터뷰
ㅇ 독일 자동차 산업 협회장 Mr. Wissmann 인터뷰 문답
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Q: 디젤 엔진의 미래를 어떻게 전망하십니까?
A: 독일 자동차산업협회(VDA)는 독일의 내연기관 엔진기술 개발에 깊이 관련돼 있습니다. VDA는 디젤을 포함한 내연기관 엔진에 대해 긍정적으로 보고 있습니다. 독일은 하이브리드 자동차와 전기차 개발을 하고 있지만, 내연기관 엔진도 지속적으로 개발하는 중입니다. 천연가스 엔진도 포기하지 않고 있구요. 10년 혹은 15년 후의 세계 자동차 시장에서 어떤 엔진 기술이 대세로 떠오를지 그 누구도 장담할 수 없기 때문입니다.
Q: 디젤과 가솔린 엔진을 긍정적으로 보신다고 하셨는데 어떤 이유 때문인가요?
A: 화석연료 발전소로 에너지를 생산해야 하는 국가에서는 디젤 모터가 전기자동차보다 더 효과적입니다. 그래서 전기차도 개발하는 동시에 내연기관 자동차도 계속 연구가 돼야 합니다.
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자료원: Die Welt
ㅇ 독일 Heilbronn 대학 자동차 시스템 엔지니어링 학과 교수 Mr.Dr.Koch-Gröber 인터뷰 문답
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Q: 폴크스바겐의 디젤스캔들 이후 디젤 엔진에 대한 명성은 상당히 손상을 입었습니다. 지금은 디젤을 외면해야 할 시점인가요?
A: 저는 그렇게 보지 않습니다. 독일 몇몇 정치인들이 2030년부터 내연기관 엔진 사용을 전면 금지하는 것을 주장하고 있는데, 제 생각에는 2030년 이후에도 여러 형태로 디젤 엔진이 사용될 것으로 봅니다. 물론 현재와 같이 디젤 엔진이 승용차에 광범위하게 장착되지는 않겠지만요.
Q: 디젤 자동차의 가장 큰 문제로 지적되는 질소 산화물 문제가 기술적으로 해결이 가능할까요?
A: 배기가스 배출문제는 기술적으로 컨트롤이 가능합니다. 이러한 기술은 이미 증명됐습니다. 예를 들어 요즘 만들어지는 디젤 버스와 화물차의 경우 2015년 이후 시행된 배기가스 규제를 충족해야 합니다. 자동차 회사들은 이러한 규제를 만족시키는 차량을 시장에 출시했습니다 . 요즘 차량의 배기가스는 10년 전의 화물차와 비교해서 3/4 수준 이상 감소했고, 질소산화물은 암모니아 요소 주입 방법을 통해 해결됐다고 할 수 있습니다. 문제는 비용인데 새로운 기술을 적용한 차량은 비싸질 수 밖에 없고, 소비자들은 오른 비용을 감수해야 합니다. 그래서 POLO, CORSA, PIESTA와 같은 소형 자동차에서는 디젤 모터를 더 이상 찾아보기 힘들어질 것입니다.
Q: 2030년도에 독일에서 디젤 엔진의 사용이 정말로 전면 중단될 것으로 보시나요?
A: 디젤 엔진을 완전히 사용하지 않는 것은 현명한 생각이 아닙니다. 그리고 실현 가능성도 낮다고 봅니다. 다만, 디젤 엔진이 줄어들기는 할 것입니다. 시장에서도 이런 상황에 적응을 해야 할 것 입니다. 하지만 계속해 디젤차와 전기차가 양립하는 형태로 자동차 시장이 움직일 것으로 봅니다.
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자료원: Augsburger Allgemeine Zeitung
□ 시사점
ㅇ 디젤 엔진을 미리 포기하기에는 이름.
- 디젤 엔진의 수요가 2030년까지 20%가량 줄어들 것으로 예상되고 유로6C와 같은 환경 규제 기준이 계속해 강화될 전망이지만, 친환경 디젤 엔진의 개발과 독일 소비자들의 디젤 선호로 디젤자동차와 전기자동차는 양립할 가능성이 크다.
- 장거리 주행과 고속도로 주행의 필요성이 큰 차량의 경우 디젤은 여전히 매력적인 수단이다.
- 전기자동차 가격이 일반 소비자들이 구매할 수 있는 수준으로 낮아지고, 전기자동차에 대한 인프라 구축이 완성되기 전까지 내연기관을 이용한 자동차의 수요는 지속될 전망이다.
- 미국의 예에서 보듯이, 환경 규제 기준이 이산화탄소 감소에 초점을 둘 경우 디젤 엔진이 다시 부각될 가능성이 크다.
ㅇ 한국 자동차 제조부품회사의 대응 방안
- 독일을 비롯한 유럽 시장에서 디젤을 비롯한 가솔린 엔진의 수요는 점차 감소될 전망이지만, 내연기관 엔진의 수요 감소가 급박하게 이뤄지지는 않을 것으로 예상되는 바 내연기관 엔진 부품 생산과 함께 친환경 엔진 부품 개발도 병행해 이루어져야 한다.
- 유럽과 미국 시장에서의 환경인증 규제 정보와 환경 정책을 지속적으로 모니터링해 시의적절하게 대응할 필요가 있다.
자료원: Frost & Sullivan, Automobilwoche, Focus, Die Welt, Augsburger Allgemeine Zeitung, VDA, DAT Group, Wikipedia, KOTRA 함부르크 무역관 자료 종합] 디젤 엔진의 미래, 어떻게 진행될 것인가?
[출처 = KOTRA GlobalWindow(http://news.kotra.or.kr) / 2017년 3월 23일]
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