목탄자동차

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승리 58 목탄차

언어별 명칭
한국어	목탄자동차, 목탄차
한자	木炭自動車, 木炭車
중국어	木炭汽车
영어	wood powered truck, wood gas truck, wood powered car

1. 개요2. 역사3. 상세4. 사례

4.1. 북한의 목탄자동차4.2. 그 외 지역에서의 목탄자동차

1. 개요

숯(한자로 목탄)이나 기타 고체 연료를 태워서 생기는 가스를 이용하여 움직이는 자동차. 보통 목탄차라는 명칭으로 불리며, 영어로는 wood powered truck, wood gas truck, wood powered car 등 다양한 명칭으로, 중국에서는 목탄기차(木炭汽车)라고 부른다고 한다.

2. 역사

목탄자동차의 시조가 되는 목탄기관 자체는 1894년 휘발유 고갈을 우려하여 프랑스에서 세계 최초의 가스포집장치가 개발된 것이 시초로, 이것을 차량에 달려는 시도를 유럽 각지에서 요리조리 해보다가 1901년, 토마스 휴 파커라는 영국의 발명가가 최초로 목탄자동차를 개발하였다고 전해진다.[1] 다만 토마스 파커가 만든 목탄자동차는 실상 증기자동차에 가까운 형태였다고 전해지며, 본격적인 목탄자동차의 시대는 1920년대부터 열리게 된다.

특히 목탄자동차는 유럽에서 큰 인기를 끌었으나, 지구 반대편 동아시아에서도 끊임없이 목탄자동차를 만드려는 시도를 하게 된다. 이 시기 대표적인 것이 일본으로, 1926년 쉐보레 자동차를 기반으로 한 목탄차를 개발하게 되었으며, 이는 당시에는 그저 신기한 기술 정도로 취급받았지만 이후 2차 대전 즈음 자원 부족이 대두되며 목탄차의 수요가 급증했고, 이것이 중국과 한반도 등지에 퍼지게 된다.

목탄차에 시동을 걸기 위해 횃불을 들고 있는 탕중명

이 밖에도, 중국의 경우에는 1929년 중국의 자동차 엔지니어이자 발명가였던 "탕중명(汤仲明)""과 중국가스회사 수석 엔지니어 "이보화(李葆和)", 중국가스엔진제조공장 수석 엔지니어인 "고국서(高国恕)" 3인은 점점 비싸지는 가솔린의 가격과, 지방 낙후된 도시에서는 원유를 구할 수 없다는 문제점으로 고심하다 마침내 중국 최초의 목탄으로 구동하는 자동차를 만들어내게 되었다.

다만 이 시기의 목탄차는 품질이 좋지 못했다. 그리고 현용의 목탄차들과는 다르게 점화 방식이 달랐는데, 현재처럼 목탄이 타면서 나는 가스가 카뷰레이터로 유입되어 점화하는 것이 아닌, 목탄을 태우는 난로와 냉각수를 담은 깡통이 동시에 있는 방식으로, 목탄이 타면 깡통에서 물이 자동으로 뿌려져, 불완전 연소되어 일산화탄소가 생성되면 이것이 연료 매니폴드를 따라 엔진에 유입되는 방식으로서, 라디에이터로 냉각후 필터로 거르는 현재 사용되는 방식이 아니었다.

사전적 의미의 목탄자동차가 아닌, 현재 사용되는 "필터와 라디에이터로 거른 가스로 구동하는 현재적인 목탄자동차"의 역사는 1930년대 중반부터 시작된다.

1946년 베를린의 이중 라디에이터식 목탄자동차[2]

1930년대 중반, 유럽에서 전운이 감돌며 원유의 생산량이 급감하자 엔지니어들이 부족한 원유의 사용을 최대한으로 줄이기 위해 연구를 거쳐 가솔린 엔진을 개량하여 종전의 방식과 다른 형태의 목탄차를 개발했다. 이 목탄차는 불편하게 물탱크를 싣고 다니며 꼬박꼬박 계속 물을 보충했어야 하는 종전의 방식과 달리, 기술적으로 진보한 라디에이터를 이용하게 되면서 가스를 연소 후 포집하는 과정에서 냉각수를 불필요할 정도로 많이 소모하지 않고, 라디에이터를 거쳐 빠르게 냉각화 한 후, 이를 한번 더 걸러 더 양질의 가스를 사용하는 방식이었으며, 더 높은 출력과, 더 낮은 차량 유지비라는 장점을 불러왔다.

독일 구스트로프-베르케 사의 목탄자동차 지면광고

신식 목탄자동차라는 기술은 매우 흥미롭고 자원의 소비를 아낄 수 있었기에, 노르웨이, 프랑스 등은 물론, 스웨덴, 핀란드 등의 국가들에도 전해졌으며, 소련에서도 이 시기 목탄자동차 기술을 가져가 시베리아 인근에서 적극적으로 사용하였다.

이 시기에 목탄자동차는 또 한번 혁신을 겪는데, 바로 이중 라디에이터 구조에서 벗어나, 드디어 엔진 내부의 라디에이터 하나로 가스 냉각이 가능해지며 가스포집기 이외에 불필요한 추가 개조를 줄일 수 있었다는 것이다.

다만 1960년대부터 국제적으로 원유 가공 산업이 발달하고, 석유를 더 이상 배급표를 뽑지 않고도 살 수 있는 세상이 찾아오며 화석연료의 부족을 타파하기 위해 만들어졌던 목탄자동차들은 슬슬 설 자리를 잃게 되었다. 더 이상 신형 목탄자동차는 만들어지지 않았으며, 그마저 있던 목탄자동차들 역시 폐차되어 점차 사라져갔다.

이렇게 도태된 목탄자동차가 다시 살아나게 된 것은, 바로 고난의 행군 때문이었다. 모든것이 부족해지고 한 순간에 서부시대로 문명이 후퇴한 부락이 있을 정도로 북한은 엄청난 침체를 겪게 되는데, 마침 소련으로부터 옛날에 들여왔던 목탄자동차라는 기술에 집중하게 된다. 이후로 북한에서는 대다수의 트럭들을 목탄자동차로 개조하였으며, 이는 2024년 현재까지도 전세계에서 유일하게 목탄자동차가 다수인 나라라는 타이틀이 생기는 이유가 되었다.

독일의 목탄구동 1호전차 기반 훈련 전차

재밌게도, 나치 독일은 이것을 비단 자동차 뿐만 아니라 전차에도 사용하는 것을 구상하여 여러 전차에 가스포집장치를 장착하는 등의 개조를 했다. 상단 사진은 1호 목탄전차에다 3호 전차의 차체 상단과 포탑을 이식하여 만들어낸 훈련용 전차이다.

3. 상세

여러 가지로 증기기관과 유사한 점이 있다 보니 많이들 외연기관이 달린 증기 자동차의 한 종류로 오해하지만, 목탄차는 목탄 등의 연료를 열분해해서 나오는 물질과 가스 그 자체를 엔진 연료로 이용한다. 즉, 가솔린 엔진과 같은 내연기관이다. 실제로 가솔린 엔진은 스로틀보디를 조금만 손보면 목탄차 엔진으로 만들 수 있고, 인젝션 펌프 디젤 엔진도 목탄을 열분해해 생긴 가스를 포집 및 응축 액화시켜 구동할 수 있다. 구식 디젤 엔진이 콩기름 넣고도 잘 굴러가는 것을 생각하면 된다.

증기기관처럼 유류 이외의 목탄이나 석탄 같은 다른 고체연료도 사용 가능하고 나무나 풀 등 태울 수 있는 건 다 태울 수 있다. 의외로 열효율이 높다.[3] 의외지만 목탄차가 처음 나올 그 당시 기준으로는 하이테크 기술이어서 당시의 내연 기관 자동차에 비해 연비도 높고 연료 수급이 원활하기 때문에 석유를 구할 수 없는 상황에서는 매우 유용하게 쓰였으며 전시가 아닌 평시에도 줄기차게 써먹을 수 있었다. 그러나 생성 가스가 적어 출력이 낮고 연기도 심하게 나는데다 가스 포집을 위한 설비 때문에 부피가 심히 커진다는 단점이 있다.[4] 이러한 문제 때문에 내장형 포집장치를 사용하는 차량이 등장하기도 했지만 이 쪽은 보기 드물었다.[5] 연료의 취급이 쉬운 액상/기상의 유류나 LPG와 달리, 장작을 패고(...) 삽으로 퍼넣어야 하는 불편한 연료 공급 방식 역시 단점이다. 연료가 떨어지면 차를 세우고 장작을 넣어야 한다. 아니면 증기기관차 처럼 탄부를 한 명 탑승시키던지... 물론 이 때문에 엔진에 아궁이가 달려 있는 희한한 구조로 이루어져 있다. 아궁이에 계속 목탄을 넣어줘야 달린다.

2차 대전 종전 직후까지만 해도 여러 나라에서 민간용 연료가 부족하여 목탄으로 굴러가는 군용/민수용 자동차들을 운행하는 경우가 많았다. 일제 당시 일본 정부는 민간에서 차량용 가스발생장치를 설치하는 데 드는 비용의 절반을 보조하는 정책을 추진하기도 했다. 이에 따라 한반도에서도 1930년대 후반 이후 목탄을 연료로 삼는 자동차를 찾아볼 수 있게 됐다. 해방 당시 서울에 등록된 1만2,000여대 자동차의 대다수가 목탄차였다. 물론 어디까지나 그 당시 기준으로나 유용한 기술이기 때문에 내연기관이 비약적으로 발전한 21세기에 와서는 거의 쓰이지 않는다. 게다가 매연이 하도 많이 나와 환경 규제에도 걸리기 딱 좋으니 목탄차가 쓰일 구석이 없다. 만약 영화 매드 맥스 같이 지구에 석유가 완전히 고갈되는 포스트 아포칼립스 상황이 오더라도, 석탄까지 고갈된 상황이 아닌 이상 석탄 건류 가스를 썼으면 썼지 다시 목탄 건류 가스를 쓸 가능성은 낮을 것이다.

4. 사례

해외에서는 자동차 수집가들이 옛날 목탄차를 구해서 수집품으로 보관해 두거나, 개인이 재미삼아 포집장치를 달아 일반 내연기관 자동차를 목탄차로 개조한 경우도 종종 볼 수 있다. 심지어 어떤 양덕은 올드카 중에서도 사브 99 에다가 트레일러를 달고, 거기다가 짚을 태우는 포집장치를 달고 호스를 엔진 후드에 연결해 운행하기도 하는 기행을 보여줬다. # 국내 자동차 실험채널 픽플러스도 2세대 SM5를 개조해 포집장치를 달고 목탄차로 개조해냈다. 스피더 말로는 출력이 제멋대로라 시동을 꺼트리지 않으려면 계속 악셀을 밟고 있어야 한다고.[6]

4.1. 북한의 목탄자동차

2019년의 북한내 목탄차 운용 ( 갈렙선교회 영상)

하지만 북한은 석탄의 수급조차도 원활하지 않고[7][8], 목탄 건류 가스를 대량으로 생산할 설비마저 부족한 상황인지라 목탄자동차가 아직도 다니고 있다.[9] 설상가상으로 무분별한 벌채로 인해 산림이 몽땅 황폐화된 탓에 장작 뿐만 아니라 각종 쓰레기까지 마구 태워서 목탄차를 굴리고 있는 현실이다.

북한제 승리58가형 트럭의 목탄차 버전[10]

4.2. 그 외 지역에서의 목탄자동차

북한의 목탄자동차가 워낙 유명하지만, 사실 유튜브에서 찾아보면 다른 나라에서도 온갖 자동차를 목탄자동차로 개조하는 모습을 볼 수 있다.[11] 이 영상은 캐나다 서스캐처원주의 한 남성이 목탄차를 운행하는 모습이다.

한국에서도 이를 만든 사례가 존재한다. 픽플러스에서 만든 목탄차로, 작동 원리와 제작과정을 상세히 알려준다.

일본의 대형 버스회사 가나가와 중앙 교통에서는 1950년산 토요타 목탄 버스를 1981년에 복원해서 보유하고 있다. 2023년에는 10년만에 영업소 주차장에서 주행하는 영상을 공개하였다. ( 전편, 후편)

[1] 토마스 휴 파커는 1899년에 이미 4륜조향 자동차, 전기자동차를 시도한 선구자이기도 하며, 나중에는 모노블록 엔진, 전기 스파크 등 현재 자동차 산업에서도 중요하게 다루어지는 것들을 만들게 되는, 자동차 역사에서 빼놓을 수 없는 인물이다. [2] 번호판을 보면 БГ-20-458 (베게-20-458)이라는 명칭으로 되어 있는 것으로 보아, 소련 군정청 산하의 동베를린에서 촬영된 사진으로 추정된다. [3] 증기 자동차가 에너지 효율이 10% 내외인데 목탄 자동차는 20%는 넘는다. 물론 이건 외연기관이 중간 매개체인 물을 거치면서 생기는 열손실이 있고, 목탄차의 가스 발생기가 기술적으로 1세기(100년) 정도 차이가 나기 때문이다. [4] 목탄차들을 보면 자동차 앞이나 뒷부분에 보일러 같은 장치를 달아둔 것을 볼 수 있는데 이것이 바로 포집장치이다. [5] 내장형 포집장치가 달린 목탄차의 대표적인 사례로는 239형 퀴벨바겐 #과 폭스바겐 비틀 #이 있다. [6] 구형 카뷰레터식 연료계통이면 이런일이 없었겠지만 SM5의 엔진은 21세기 직전에 나온 엔진이다. [7] 석탄은 일반 주민들의 취사나 난방용으로 많이 사용되는데, 당연하게도 북한에서는 석탄도 제대로 배급이 되질 않아서 사람들이 산에 올라 나뭇가지를 줍고 나무를 베는 형편이다. 너무 많은 나무가 베어져서 북한 당국에서도 심각한 사회문제로 간주할 정도. [8] 북한에 매장된 석탄은 상당한 량이지만 기술 혹은 자본 부족으로 채굴에 지장이 많은데다, 외화벌이라는 명목 등으로 기껏 채굴한 석탄을 중국에 팔아넘기는 행위 등으로 주민들에게 돌아가는 석탄은 언제나 부족하다. [9] 폐목재로 건류 가스를 대량으로 만드는 기술은 이미 해외에도 있다. 하지만 대부분의 지역에서 MDF로 만드는게 더 남는 장사라서 테스트 수준으로 쓸 뿐. [10] 비교적 최근까지 생산된(생산중인) 몇 안되는 목탄차 중 하나이기도 하다. [11] 목탄자동차는 의외로 해외에서 배기 규제 위반으로 잡는 경우가 드문데, 화목 보일러처럼 단점이 많아서 극소수의 변태마니아들만 사용하기 때문.