바이오알코올 혼합연료의 휘발유 자동차에 대한 장기 실도로 주행에 따른 성능평가 연구 = A Study on the Performance Evaluation of Gasoline Vehicles Fueled with Bioalcohol-Blended Fuels under Long-Term Real Road Driving Conditions

국문 초록 (Abstract)

전 세계적으로 기후변화 등으로 온실가스 감축 수단으로 다양한 바이오연료를 도입하여 석유계수송용 연료를 대체하여 혼합 사용하고 있다. 바이오연료 중 바이오알코올인 바이오에탄올과 바이오부탄올은 자동차용 휘발유에 적정 비율로 혼합하여 기존 인프라를 그대로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 바이오에탄올의 수분에 의한 상분리 문제를 보완할 수 있도록 바이오부탄올과 혼합한 바이오알코올 혼합연료를사용하여 휘발유 자동차의 적용성을 평가하였다. 총 4대의 휘발유 자동차에 E6 바이오알코올 혼합연료(바이오에탄올(70%):바이오부탄올(30%) 6%+서브옥탄가솔린 94%)를 사용하여 실제 도로(일반도로, 고속도로)에서 45,000 km까지 주행 후, 연료소비율, 배출가스 및 증발가스를 20,000 km마다 특성을 분석하였다.
E6 바이오알코올 혼합연료 사용 전·후 모든 차량에서 연료소비율과 배출가스(탄화수소화합물, 비메탄유기가스, 질소산화물, 일산화탄소) 차이는 미미하였다. 장기 실제 도로 실증평가 데이터를 바탕으로 혼합 바이오알코올 연료가 기존 차량 인프라의 환경 성능 내구성에 미치는 영향력을 검증되었다. 이를 기반으로 향후 수송용 바이오알코올의 보급 확대를 위한 기술적 근거로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Globally, in response to climate change, various biofuels have been introduced and blended with petroleum-based transportation fuels as a means of reducing greenhouse gas emissions.
Among these biofuels, bio-alcohols such as bioethanol and biobutanol can be blended with gasoline at appropriate ratios, enabling the continued use of existing fuel infrastructure. In this study, the applicability of a bio-alcohol blended fuel to gasoline vehicles was evaluated by using a mixture of bioethanol and biobutanol to mitigate the phase separation issues of bioethanol caused by water absorption. A total of four gasoline vehicles were operated on an E6 bio-alcohol blended fuel (6% bio-alcohol consisting of 70% bioethanol and 30% biobutanol, blended with 94% sub-octane gasoline) and driven up to 45,000 km under real road conditions (urban and highway). Fuel consumption, exhaust emissions, and evaporative emission were analyzed at 20,000 km intervals.
Across all vehicles, the differences in fuel consumption and exhaust emissions (Total hydrocarbons(THC), Non-methane organic gas(NMOG), Nitrogen oxides(NOx), and carbon dioxide(CO)) and evaporative gas emission before and after the use of the E6 bio-alcohol blended fuel were negligible. Based on long-term real demonstration data, the effects of the blended bio-alcohol fuel on the environmental performance and durability of existing vehicle infrastructure were verified.
These results are expected to serve as a technical basis for the future expansion of bio-alcohol use in the transportation sector