유럽 비배기관 유해 물질 규제 배경
자동차 발생 오염 물질에 대한 각국의 규제는 지속적으로 강화되고 있으며, 이에 따라 탈내연기관 및 전동화가 진행되고 있다. 내연기관 배출가스 저감 기술 발전 및 ZEV(Zero Emission Vehicle) 증가에 따라 배기관을 통한 유해 물질 배출은 감소하여 왔지만, 비배기관을 통한 자동차 오염 물질 배출은 상대적으로 발생 비중이 더 커지고 있기 때문에 유럽연합(EU) 집행위원회는 비배기관을 통해 발생하는 마모 유해 물질에 대해서도 자동차 오염 배출물로 정의하고, 이에 대한 규제를 포함하는 차기 자동차 배출가스 기준인 유로7을 공포하였다.
유로7 비배기관 유해 물질 규제에 따라 2026년 11월 29일 이후 유럽에 판매되는 신차에 대해서는 브레이크 마모 분진에 대한 규제가 적용되며, 타이어 마모 분진에 대한 규제도 확정 예정이다. 비배기관을 통한 유해 물질 규제는 현재 유럽연합이 먼저 적용을 결정하였으나, 과거 유사한 환경 규제의 경우와 같이 다른 국가들도 규제를 도입할 것으로 판단되며, 이를 해결하는 기술은 판매 지역의 규제 여부와 무관하게 자동차 제조의 표준 사양으로 적용될 것으로 예상된다.
본 고를 통해 유럽의 비배기관 유해 물질 규제 배경 및 진행 현황을 알아보고, 국내 외 규제 동향에 대해서도 살펴보려 한다.
브레이크 마모 분진 규제
자동차 브레이크 시스템은 차량의 운동에너지를 열 에너지로 변환하여 정지시키는 장치로 이에 따라 브레이크 마찰재는 높은 고온에 노출되기 때문에 안정적인 마찰 성능, 내열성을 포함하여 충분한 내구성을 갖추어야 하며, 이를 만족하기 위하여 여러 재료를 강하게 결합하여 제작된다. 제동 시 발생하는 브레이크 마모 분진은 도로의 비산 미세먼지 형태로 인체에 직접 흡입되기도 하고, 빗물의 순환 사이클을 통하여 바다로 흘러 들어가 해양 생물의 먹이사슬을 거쳐 인간에게 영향을 줄 수도 있다.
브레이크 마모 분진의 유해성으로 인해 과거에도 마찰재 원재료 중 특정 물질의 규제가 적용된 바 있으며, 현재 제조사들은 차량 판매 지역 및 국가의 규제 여부와 무관하게 해당 물질 사용을 제한하고 있다.
– 1급 발암 물질인 석면 사용 금지(미국 : 1989년부터 단계적 제한 / EU : 13개국 1999년 석면 사용 금지 / 한국: 2007년부터 석면이 함유된 브레이크 라이닝 사용 전면 금지)
– Washington 및 California는 구리(Copper)로 인한 해양 오염을 줄이기 위해 마찰재에 사용되는 양을 단계적으로 제한(2021년부터 0.5wt% 이하, 2025년부터 0.5wt% 이하)
자동차 브레이크 마모 분진 규제 검토는 UN 산하 기관인 PMP(Particles Measurement Program)에서 2013년부터 논의가 시작되었으며, 이를 평가하기 위한 GTR(Global Technical Regulations) 규정 등을 만들기 위해 전문가 참여를 통한 TF(Task Force)를 구성하였다.
TF1은 브레이크 다이나모미터(Dynamometer) 시험 사이클(WLTP-Brake Cycle) 개발, TF2는 반복적이고 재현 가능한 벤치 시험 방법을 제시, TF3는 참여 기관 및 업계의 17개 다이나모미터 벤치를 선정, ILS(InterLaboratory Study)를 수행하여 TF2가 제시한 시험 방법을 검증하고, 개선안을 제안하는 역할을 수행하였다(국내 자동차부품연구원도 ILS에 참여).
TF4는 다이나모미터 벤치를 통한 브레이크(Full Friction Braking) 시험 결과와 회생 제동(Recuperation, Non-Friction Braking)에 의한 브레이크 마모 분진 발생의 상관관계를 규정하였다. (차량 파워트레인에 따른 Coefficients 정의; c-factor)
해당 TF 활동의 결과를 바탕으로 EU 위원회는 2024년 5월 브레이크 발생 미세먼지에 대한 규제치와 적용 시점을 최종 공포하였다.
– 승용 및 경상용차(M1/N1 Category) 신차는 2026년 11월 29일부터, 기존 판매 차량은 2027년 11월 29일부터 규제에 포함(1년 유예)
– 배출 허용 규제치(내연기관 기준, PM10) 7mg/km 이하
– 중·대형 상용차(M2/M3/N2/N3)은 2028년 중반에 규제를 시작(규제치는 미정)
브레이크 미세먼지 규제를 위한 논의 과정에서 발생량 측정의 어려움, 시험기 간의 평가 결과 편차 및 차량 제조 비용 상승 등 여러 논란이 있었으나, 결국은 규제 시점만 연기된 상태로 공포가 되었다.
아울러 EU 위원회는 2030년부터는 2단계로 더욱 강화된 규제치와 PN(Particle Number)을 포함하여 규제하겠다는 계획을 제시하였다.
새로운 규제에 대응하기 위하여 제조사들은 브레이크 디스크 및 마찰재의 내마모성을 향상하는 방안, 발생 분진을 포집하는 기술 등 다양한 해결 방안을 검토하고 있으며, 해당 대책이 브레이크 성능에도 영향을 줄 수 있기 때문에 마모 분진을 대폭 줄이면서도 성능에는 영향이 적은 효율적인 방안을 개발하기 위해 노력하고 있다. 르노의 경우도 2020년부터 브레이크 미세먼지 저감을 위한 기술 개발을 진행해왔으며, 현재는 대응안을 확정하고 검증 과정에 있다.
타이어 마모 분진 규제
자동차 타이어는 다양한 주행 조건에서 노면과 충분한 마찰력을 유지, 안락한 승차감 제공 및 마모 수명 등 기본 요구 성능 외에도 저마찰소음, 고연비/전비 및 LCA(Life Cycle Assessment) 등을 포함하여 요구 조건이 증가되고 있다.
특히 전동화에 따른 차량 무게 증가 및 고토크화는 타이어 마모를 더욱 증가시키고, 이로 인한 마모 분진 배출도 증가되고 있다.
도로와 마찰에 따라 발생하는 타이어 마모 입자는 일부는 미세입자(Fume)의 형태로 비산되기도 하지만, 대부분은 도로 비산 먼지(브레이크 및 대기 분진 등) 및 도로 마모 입자를 포함한 TRWP(Tyre Road Wear Particle)의 형태로 발생하며, 이는 미세플라스틱에 의한 환경 오염의 주요 원인으로 주목된다. 타이어 마모로 인한 유럽 내 미세플라스틱 배출은 연간 503,586톤 정도로 보고되었다.
특히 타이어는 여러 가지 복합 물질의 합성체로 인체에 유해한 물질들이 포함되어 있으며, 약 60% 정도는 토양에 퇴적되나, 2~5% 정도는 하천이나 강물을 따라 바다까지 흘러 들어가 해양 생물 생태계에 영향을 주며, 먹이 사슬을 통해 인간에게도 영향을 주는 것으로 확인되었다.
이러한 미세플라스틱의 해양 오염을 줄이기 위해 EU 위원회는 타이어 마모 TRWP를 미세플라스틱으로 규정하고 규제하는 것으로 결정하였다.
자동차 타이어 마모는 도로 조건, 운전자의 운전 패턴 및 환경 온도 등에 크게 영향을 받으며, 이를 평가하는 시험 방법은 ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organization)가 개발을 주도하여 2024년 2월 Convoy 방식의 실차 도로주행 평가 방법을 제시하였다.
Convoy 주행 방식은 4대의 차량이 동일한 도로를 동시에 주행하며, 그중 한대에는 마모량이 확인된 타이어를 기준(Reference) 타이어로 장착하고, 다른 차량에는 평가하는 타이어를 장착한 후 8,000Km를 주행한 후 시험 전.후 타이어의 무게 감량으로 마모량(mg/km)을 확인한 후 기준 타어어와 비교하여 마모인덱스(Abrasion Index)를 결정한다.
실 도로 Convoy 주행 방식은 도로의 환경(혼잡도 및 기상 조건 등) 영향이 크고, 또한 큰 비용이 발생되기 때문에 실내 드럼 시험을 통한 평가 방법도 같이 적용하는 것으로 결정되었으며, JASIC(Japan Automobile Standards Internationalization Center)과 JATMA(Japan Automobile Tyre Manufacturers Association)가 시험 방법 개발을 주관하며, 실 도로 주행 시험과 드럼 시험의 결과의 연관성(Correlation)을 향상하기 위한 연구를 진행하고 있다.
현재 UN TF-TA(Task Force on Tyre Abrasion)는 시장에 사용되고 있는 C1 타이어(승용차량용) 200개를 선정하여 마모 수준 평가(Market Assessment)를 진행 중에 있으며(2025년 4월 완료 목표), 해당 시험 결과를 참조하여 2025년 6월까지 규제치를 확정할 예정이다.
유로7 타이어 마모 규제 적용은 C1 타이어의 경우, 신규 승인 제품(New Tyre Type)은 2028년 7월 1일부터 적용될 예정이며, 2030년 7월 1일 이후 신규 등록 차량에 장착 또는 판매되는 모든 타이어가 해당 규제를 만족하여야 한다. 본 규제는 차량에 대한 규제가 아닌 타이어 별 제품에 대한 규제이며, 마모 레벨은 현 타이어 라벨에 추가될 예정이다.
C1 타이어에 대한 규제와 더불어 C2(N1/N2, 12톤 미만 화물차) 및 C2(N3, 12톤 이상 화물차) 차량용 타이어 규제에 대해서도 준비중에 있으며, C1 타이어 이후 순차적으로 규제가 적용될 것으로 예상된다.
국내 외 규제 도입 전망
비배기관 배출 유해 물질에 대한 환경 오염 영향에 대해서는 국내 언론을 통해서도 수차 보도된 바 있으며(고속도로 휴게소 주변 배수구 납, 구리 및 아연 등 중금속 다량 검출: 타이어 및 브레이크 패드 마모가 주요 원인), 유로7에 해당 규제가 포함된 것을 계기로 국내에도 비배기계 배출 유해 물질에 대한 규제의 필요성이 논의되고 있다.
현재 환경부는 브레이크 미세먼지 관련 유럽 규제가 확정됨에 따라 해당 규제의 국내 도입을 업계와 논의 중에 있으며, 타이어 마모 규제에 대해서도 유럽 법규가 확정되면 국내 도입을 공론화할 것으로 예상된다.
미국의 경우도 비배기관을 통한 유해 물질로 인한 환경 영향에 대해서는 연구하고 있으나, 현재까지는 마모량에 대한 규제를 적용할 계획은 알려지지 않았다. 대신 타이어 제조에 노화방지제로 사용되는 6PPD가 오존과 반응하여 생성되는 6PPD-Quinone라는 물질이 급성독성을 유발하여 캘리포니아 하천에서 서식하던 연어의 개체 수 감소를 유발한 것으로 확인하고, 미국 타이어협회(USTMA: Unite State Tyre Manufacture Association) 주관으로 대체 물질 적용을 준비 중에 있다.
지구 환경 문제 및 지속가능발전목표(SDGs; Sustainable Development Goals)가 국제 사회의 최대 공동 목표가 된 상황에서, 유로7에 새롭게 추가된 비배기관 유해 물질 규제 시작은 국내 및 일본, 중국 등 타 국가의 규제 방향에도 영향을 줄 것으로 판단된다.
<참고문헌>
1. German Environment Agency(TREMOD v5.83); Victor R.J.H. Timmers, Peter A.J. Achten
2. Primary microplastics in the oceans: a global evaluation of sources, IUCN. 2017
3. IUCH, Primary Microplastics in the Oceans: a Global Evaluation of Sources; Julien Boucher, Damien Friot
4. Eunomia Research & Consulting(2018)
* 출처: 한국자동차공학회 제공, 오토저널 2025년 4월호
유럽 비배기관 유해 물질 규제 배경
자동차 발생 오염 물질에 대한 각국의 규제는 지속적으로 강화되고 있으며, 이에 따라 탈내연기관 및 전동화가 진행되고 있다. 내연기관 배출가스 저감 기술 발전 및 ZEV(Zero Emission Vehicle) 증가에 따라 배기관을 통한 유해 물질 배출은 감소하여 왔지만, 비배기관을 통한 자동차 오염 물질 배출은 상대적으로 발생 비중이 더 커지고 있기 때문에 유럽연합(EU) 집행위원회는 비배기관을 통해 발생하는 마모 유해 물질에 대해서도 자동차 오염 배출물로 정의하고, 이에 대한 규제를 포함하는 차기 자동차 배출가스 기준인 유로7을 공포하였다.
유로7 비배기관 유해 물질 규제에 따라 2026년 11월 29일 이후 유럽에 판매되는 신차에 대해서는 브레이크 마모 분진에 대한 규제가 적용되며, 타이어 마모 분진에 대한 규제도 확정 예정이다. 비배기관을 통한 유해 물질 규제는 현재 유럽연합이 먼저 적용을 결정하였으나, 과거 유사한 환경 규제의 경우와 같이 다른 국가들도 규제를 도입할 것으로 판단되며, 이를 해결하는 기술은 판매 지역의 규제 여부와 무관하게 자동차 제조의 표준 사양으로 적용될 것으로 예상된다.
본 고를 통해 유럽의 비배기관 유해 물질 규제 배경 및 진행 현황을 알아보고, 국내 외 규제 동향에 대해서도 살펴보려 한다.
브레이크 마모 분진 규제
자동차 브레이크 시스템은 차량의 운동에너지를 열 에너지로 변환하여 정지시키는 장치로 이에 따라 브레이크 마찰재는 높은 고온에 노출되기 때문에 안정적인 마찰 성능, 내열성을 포함하여 충분한 내구성을 갖추어야 하며, 이를 만족하기 위하여 여러 재료를 강하게 결합하여 제작된다. 제동 시 발생하는 브레이크 마모 분진은 도로의 비산 미세먼지 형태로 인체에 직접 흡입되기도 하고, 빗물의 순환 사이클을 통하여 바다로 흘러 들어가 해양 생물의 먹이사슬을 거쳐 인간에게 영향을 줄 수도 있다.
브레이크 마모 분진의 유해성으로 인해 과거에도 마찰재 원재료 중 특정 물질의 규제가 적용된 바 있으며, 현재 제조사들은 차량 판매 지역 및 국가의 규제 여부와 무관하게 해당 물질 사용을 제한하고 있다.
– 1급 발암 물질인 석면 사용 금지(미국 : 1989년부터 단계적 제한 / EU : 13개국 1999년 석면 사용 금지 / 한국: 2007년부터 석면이 함유된 브레이크 라이닝 사용 전면 금지)
– Washington 및 California는 구리(Copper)로 인한 해양 오염을 줄이기 위해 마찰재에 사용되는 양을 단계적으로 제한(2021년부터 0.5wt% 이하, 2025년부터 0.5wt% 이하)
자동차 브레이크 마모 분진 규제 검토는 UN 산하 기관인 PMP(Particles Measurement Program)에서 2013년부터 논의가 시작되었으며, 이를 평가하기 위한 GTR(Global Technical Regulations) 규정 등을 만들기 위해 전문가 참여를 통한 TF(Task Force)를 구성하였다.
TF1은 브레이크 다이나모미터(Dynamometer) 시험 사이클(WLTP-Brake Cycle) 개발, TF2는 반복적이고 재현 가능한 벤치 시험 방법을 제시, TF3는 참여 기관 및 업계의 17개 다이나모미터 벤치를 선정, ILS(InterLaboratory Study)를 수행하여 TF2가 제시한 시험 방법을 검증하고, 개선안을 제안하는 역할을 수행하였다(국내 자동차부품연구원도 ILS에 참여).
TF4는 다이나모미터 벤치를 통한 브레이크(Full Friction Braking) 시험 결과와 회생 제동(Recuperation, Non-Friction Braking)에 의한 브레이크 마모 분진 발생의 상관관계를 규정하였다. (차량 파워트레인에 따른 Coefficients 정의; c-factor)
해당 TF 활동의 결과를 바탕으로 EU 위원회는 2024년 5월 브레이크 발생 미세먼지에 대한 규제치와 적용 시점을 최종 공포하였다.
– 승용 및 경상용차(M1/N1 Category) 신차는 2026년 11월 29일부터, 기존 판매 차량은 2027년 11월 29일부터 규제에 포함(1년 유예)
– 배출 허용 규제치(내연기관 기준, PM10) 7mg/km 이하
– 중·대형 상용차(M2/M3/N2/N3)은 2028년 중반에 규제를 시작(규제치는 미정)
브레이크 미세먼지 규제를 위한 논의 과정에서 발생량 측정의 어려움, 시험기 간의 평가 결과 편차 및 차량 제조 비용 상승 등 여러 논란이 있었으나, 결국은 규제 시점만 연기된 상태로 공포가 되었다.
아울러 EU 위원회는 2030년부터는 2단계로 더욱 강화된 규제치와 PN(Particle Number)을 포함하여 규제하겠다는 계획을 제시하였다.
새로운 규제에 대응하기 위하여 제조사들은 브레이크 디스크 및 마찰재의 내마모성을 향상하는 방안, 발생 분진을 포집하는 기술 등 다양한 해결 방안을 검토하고 있으며, 해당 대책이 브레이크 성능에도 영향을 줄 수 있기 때문에 마모 분진을 대폭 줄이면서도 성능에는 영향이 적은 효율적인 방안을 개발하기 위해 노력하고 있다. 르노의 경우도 2020년부터 브레이크 미세먼지 저감을 위한 기술 개발을 진행해왔으며, 현재는 대응안을 확정하고 검증 과정에 있다.
타이어 마모 분진 규제
자동차 타이어는 다양한 주행 조건에서 노면과 충분한 마찰력을 유지, 안락한 승차감 제공 및 마모 수명 등 기본 요구 성능 외에도 저마찰소음, 고연비/전비 및 LCA(Life Cycle Assessment) 등을 포함하여 요구 조건이 증가되고 있다.
특히 전동화에 따른 차량 무게 증가 및 고토크화는 타이어 마모를 더욱 증가시키고, 이로 인한 마모 분진 배출도 증가되고 있다.
도로와 마찰에 따라 발생하는 타이어 마모 입자는 일부는 미세입자(Fume)의 형태로 비산되기도 하지만, 대부분은 도로 비산 먼지(브레이크 및 대기 분진 등) 및 도로 마모 입자를 포함한 TRWP(Tyre Road Wear Particle)의 형태로 발생하며, 이는 미세플라스틱에 의한 환경 오염의 주요 원인으로 주목된다. 타이어 마모로 인한 유럽 내 미세플라스틱 배출은 연간 503,586톤 정도로 보고되었다.
특히 타이어는 여러 가지 복합 물질의 합성체로 인체에 유해한 물질들이 포함되어 있으며, 약 60% 정도는 토양에 퇴적되나, 2~5% 정도는 하천이나 강물을 따라 바다까지 흘러 들어가 해양 생물 생태계에 영향을 주며, 먹이 사슬을 통해 인간에게도 영향을 주는 것으로 확인되었다.
이러한 미세플라스틱의 해양 오염을 줄이기 위해 EU 위원회는 타이어 마모 TRWP를 미세플라스틱으로 규정하고 규제하는 것으로 결정하였다.
자동차 타이어 마모는 도로 조건, 운전자의 운전 패턴 및 환경 온도 등에 크게 영향을 받으며, 이를 평가하는 시험 방법은 ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organization)가 개발을 주도하여 2024년 2월 Convoy 방식의 실차 도로주행 평가 방법을 제시하였다.
Convoy 주행 방식은 4대의 차량이 동일한 도로를 동시에 주행하며, 그중 한대에는 마모량이 확인된 타이어를 기준(Reference) 타이어로 장착하고, 다른 차량에는 평가하는 타이어를 장착한 후 8,000Km를 주행한 후 시험 전.후 타이어의 무게 감량으로 마모량(mg/km)을 확인한 후 기준 타어어와 비교하여 마모인덱스(Abrasion Index)를 결정한다.
실 도로 Convoy 주행 방식은 도로의 환경(혼잡도 및 기상 조건 등) 영향이 크고, 또한 큰 비용이 발생되기 때문에 실내 드럼 시험을 통한 평가 방법도 같이 적용하는 것으로 결정되었으며, JASIC(Japan Automobile Standards Internationalization Center)과 JATMA(Japan Automobile Tyre Manufacturers Association)가 시험 방법 개발을 주관하며, 실 도로 주행 시험과 드럼 시험의 결과의 연관성(Correlation)을 향상하기 위한 연구를 진행하고 있다.
현재 UN TF-TA(Task Force on Tyre Abrasion)는 시장에 사용되고 있는 C1 타이어(승용차량용) 200개를 선정하여 마모 수준 평가(Market Assessment)를 진행 중에 있으며(2025년 4월 완료 목표), 해당 시험 결과를 참조하여 2025년 6월까지 규제치를 확정할 예정이다.
유로7 타이어 마모 규제 적용은 C1 타이어의 경우, 신규 승인 제품(New Tyre Type)은 2028년 7월 1일부터 적용될 예정이며, 2030년 7월 1일 이후 신규 등록 차량에 장착 또는 판매되는 모든 타이어가 해당 규제를 만족하여야 한다. 본 규제는 차량에 대한 규제가 아닌 타이어 별 제품에 대한 규제이며, 마모 레벨은 현 타이어 라벨에 추가될 예정이다.
C1 타이어에 대한 규제와 더불어 C2(N1/N2, 12톤 미만 화물차) 및 C2(N3, 12톤 이상 화물차) 차량용 타이어 규제에 대해서도 준비중에 있으며, C1 타이어 이후 순차적으로 규제가 적용될 것으로 예상된다.
국내 외 규제 도입 전망
비배기관 배출 유해 물질에 대한 환경 오염 영향에 대해서는 국내 언론을 통해서도 수차 보도된 바 있으며(고속도로 휴게소 주변 배수구 납, 구리 및 아연 등 중금속 다량 검출: 타이어 및 브레이크 패드 마모가 주요 원인), 유로7에 해당 규제가 포함된 것을 계기로 국내에도 비배기계 배출 유해 물질에 대한 규제의 필요성이 논의되고 있다.
현재 환경부는 브레이크 미세먼지 관련 유럽 규제가 확정됨에 따라 해당 규제의 국내 도입을 업계와 논의 중에 있으며, 타이어 마모 규제에 대해서도 유럽 법규가 확정되면 국내 도입을 공론화할 것으로 예상된다.
미국의 경우도 비배기관을 통한 유해 물질로 인한 환경 영향에 대해서는 연구하고 있으나, 현재까지는 마모량에 대한 규제를 적용할 계획은 알려지지 않았다. 대신 타이어 제조에 노화방지제로 사용되는 6PPD가 오존과 반응하여 생성되는 6PPD-Quinone라는 물질이 급성독성을 유발하여 캘리포니아 하천에서 서식하던 연어의 개체 수 감소를 유발한 것으로 확인하고, 미국 타이어협회(USTMA: Unite State Tyre Manufacture Association) 주관으로 대체 물질 적용을 준비 중에 있다.
지구 환경 문제 및 지속가능발전목표(SDGs; Sustainable Development Goals)가 국제 사회의 최대 공동 목표가 된 상황에서, 유로7에 새롭게 추가된 비배기관 유해 물질 규제 시작은 국내 및 일본, 중국 등 타 국가의 규제 방향에도 영향을 줄 것으로 판단된다.
<참고문헌>
1. German Environment Agency(TREMOD v5.83); Victor R.J.H. Timmers, Peter A.J. Achten
2. Primary microplastics in the oceans: a global evaluation of sources, IUCN. 2017
3. IUCH, Primary Microplastics in the Oceans: a Global Evaluation of Sources; Julien Boucher, Damien Friot
4. Eunomia Research & Consulting(2018)
* 출처: 한국자동차공학회 제공, 오토저널 2025년 4월호