옥탄가

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1. 개요
2. 옥탄가
3. 휘발유의 역사와 환경 규제
4. 지역별 옥탄가
참조

1. 개요

옥탄가는 휘발유가 엔진 내에서 얼마나 잘 압축될 수 있는지를 나타내는 지표이다. 옥탄가가 높을수록 연료는 높은 압축을 견딜 수 있으며, 엔진 성능과 효율을 향상시킨다. 옥탄가는 휘발유의 자기 점화 저항성을 나타내는 숫자로, 2,2,4-트라이메틸펜테인(아이소옥테인)을 100, n-헵테인을 0으로 하여 시험 엔진에서 측정한다. 옥탄가에는 RON, MON, AKI 등 여러 측정 방식이 있으며, 대한민국, 일본, 유럽 등은 RON 규격을, 미국, 캐나다 등은 AKI 규격을 사용한다. 옥탄가 향상을 위해 과거에는 납 화합물이 사용되었으나, 현재는 에테르 계열 함산소 화합물을 주로 사용한다.

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옥탄가
개요
옥탄가	휘발유의 노킹에 대한 저항성을 나타내는 지수이다.
측정 방법	표준화된 엔진 테스트 또는 실험실 장비를 사용한다.
역사
개발 배경	항공기 엔진의 성능 향상 필요성 대두
초기 옥탄가 측정	연료의 노킹 방지 성능을 비교하는 임의의 척도로 시작
100 옥탄가 연료 개발	제2차 세계 대전 중 영국 공군의 스핏파이어와 허리케인 전투기 성능 향상에 기여
BAM 100 연료	기존 100 옥탄가 연료 대비 최대 30% 더 높은 마력 제공
일본 옥탄가 측정 방법	1976년 1월 JIS K 2202 시행 1996년 11월 JIS K 2202 개정 (RON 방식만 규정)
측정 방법
RON (Research Octane Number, 연구 옥탄가)	저속, 저온 조건에서 측정 (일반적인 주행 조건 모사)
MON (Motor Octane Number, 모터 옥탄가)	고속, 고온 조건에서 측정 (가혹한 주행 조건 모사)
AKI (Anti-Knock Index, 안티 노크 지수) 또는 PON (Pump Octane Number)	(RON + MON) / 2 (미국, 캐나다 등에서 사용)
일반적인 옥탄가
일반 휘발유 (Regular)	87 AKI (미국), 91 RON (유럽)
고급 휘발유 (Premium)	91-94 AKI (미국), 95-98 RON (유럽)
옥탄가와 엔진 성능
높은 옥탄가의 필요성	고성능 엔진 또는 터보차저 엔진에서 노킹 방지
낮은 옥탄가 사용 시	엔진 손상 또는 성능 저하 발생 가능
불필요하게 높은 옥탄가 사용	성능 향상 효과 미미, 비용 낭비
첨가제
안티 노크제	과거: 사 에틸납 (납 성분으로 인해 환경 문제 유발, 현재 사용 제한) 현재: MTBE, 에탄올 등 사용
기타 정보
주의사항	옥탄가는 연료의 품질을 나타내는 유일한 지표가 아니다.

2. 옥탄가

휘발유는 다양한 탄화수소의 혼합물이며, 이들은 가솔린 엔진 내부에서 연소하여 동력을 생성한다. 엔진은 연료와 공기의 혼합기를 압축한 후 점화 플러그로 점화하는데, 압축 과정이나 엔진 내부의 높은 온도로 인해 점화 전에 연료가 스스로 폭발하는 노킹 현상이 발생할 수 있다. 노킹은 엔진 소음, 효율 저하 및 부품 손상을 유발하며, 특히 압축비가 높은 엔진에서 발생하기 쉽다.^[4]
옥탄가는 연료가 노킹 현상 없이 얼마나 잘 압축될 수 있는지를 나타내는 수치, 즉 안티노크성(내노크성)의 지표이다. 옥탄가는 시험용 엔진에서 특정 연료의 노킹 저항성을 측정하여, 기준 물질인 2,2,4-트라이메틸펜테인(아이소옥테인, 옥탄가 100)과 n-헵테인(옥탄가 0)의 혼합물과 비교하여 결정된다. 예를 들어, 어떤 휘발유가 90% 아이소옥테인과 10% n-헵테인 혼합물과 동일한 노킹 저항성을 보이면 옥탄가는 90이다.^[5] 이는 해당 휘발유의 실제 조성을 의미하는 것이 아니라, 노킹에 대한 저항성이 그와 동등하다는 것을 뜻한다.

주유소에서는 옥탄가가 다른 여러 종류의 휘발유를 판매한다. 숫자가 높을수록 연료가 엔진 실린더 내에서 비정상적인 연소(노킹)를 더 잘 방지할 수 있음을 의미한다.

옥탄가는 연료의 에너지 함량과는 직접적인 관련이 없다.^[6] 즉, 옥탄가가 높다고 해서 더 많은 에너지를 내는 것은 아니며, 단지 연료가 얼마나 안정적으로 제어된 연소를 하는지를 나타낼 뿐이다. 예를 들어 에탄올을 첨가하면 옥탄가는 높아지지만, 연료의 부피당 에너지 함량은 감소한다.

아이소옥테인보다 노킹 저항성이 더 우수한 물질도 존재하므로, 연료의 옥탄가는 100을 초과할 수 있다. 항공유, 경주용 연료, LPG, 메탄올 등은 옥탄가가 110 이상인 경우도 있다. 옥탄가를 높이기 위해 MTBE, ETBE, 아이소옥테인, 톨루엔 등이 첨가제로 사용된다. 과거 널리 쓰였던 테트라에틸납은 납의 독성 문제로 인해 1970년대부터 사용이 금지되었다.^[7]

옥탄가가 높을수록 연료가 점화되기 위해 더 높은 활성화 에너지가 필요하다. 즉, 옥탄가가 높은 연료는 그만큼 스스로 불붙기 어렵다는 의미이다. 따라서 고옥탄가 연료를 사용하는 엔진은 더 강한 점화 불꽃과 정밀한 점화 시점 제어가 필요하다.

'옥탄가'라는 이름은 1927년 그레이엄 에드거가 옥테인의 이성질체인 아이소옥테인과 n-헵테인을 기준 물질로 삼아 연료의 노킹 저항성을 평가하는 방법을 고안하면서 유래되었다.^[84]^[85] 일반적으로 분자 구조상 가지가 많은 포화 탄화수소일수록 분자 간 인력이 강해 점화가 어려워 옥탄가가 높은 경향이 있다.^[88] 또한, 연소 시 불꽃의 전파 속도가 느릴수록 옥탄가가 높다고 평가되는데, 이는 연소 에너지가 피스톤의 움직임에 맞춰 서서히 방출되는 것이 엔진 효율에 더 유리하기 때문이다.

2. 1. 노킹 현상 (Detonation)

가솔린 엔진의 실린더 내부에서는 휘발유 증기와 공기가 섞인 혼합기가 압축된 후 점화 플러그의 불꽃으로 점화되어 연소가 일어난다. 그러나 혼합기가 압축되면서 온도가 지나치게 높아지거나 실린더 내부 온도가 높을 경우, 점화 플러그가 작동하기 전에 뜨거워진 혼합기가 스스로 불붙어 폭발하는 현상이 발생할 수 있다. 이를 '''노킹'''(knocking)이라고 하며, '노크', '폭발', '스파크 노크', '핑', '핑킹' 등 다양한 이름으로 불린다.^[4]

노킹은 정상적인 연소 과정, 즉 점화 플러그에서 시작된 불꽃이 점차 퍼져나가는(화염 전파) 방식이 아니라, 실린더 내의 연료-공기 혼합기 덩어리가 여러 지점에서 동시에 또는 비정상적으로 빠르게 폭발하면서 발생한다. 이 과정에서 발생하는 충격파는 엔진 내부에서 "탁탁"거리는 금속성 소음을 유발하며, 연비를 떨어뜨리고 엔진 출력을 감소시킨다. 노킹 현상이 지속되면 엔진 부품에 손상을 줄 수도 있다.

엔진이 혼합기를 압축하는 정도를 압축비라고 하는데, 압축비가 높은 고성능 엔진일수록 혼합기가 더 많이 압축되어 온도가 높아지므로 노킹 현상이 발생하기 쉽다. 따라서 높은 압축비의 엔진에는 노킹을 방지하는 성질, 즉 내노크성이 강한 연료가 필요하며, 이 내노크성의 정도를 나타내는 지표가 바로 옥탄가이다. 엔진의 종류에 따라 요구되는 옥탄가가 다르므로, 자신의 차량 엔진이 요구하는 옥탄가보다 같거나 높은 옥탄가의 휘발유를 사용하는 것이 중요하다.

노킹은 점화 시점 이전에 연소가 시작되는 조기 점화(pre-ignition)와는 구분되는 현상이다. 하지만 노킹으로 인해 실린더 내부 온도가 급격히 상승하면, 이것이 원인이 되어 조기 점화가 발생할 수도 있으므로 서로 연관성이 있다.^[4]

오늘날 대부분의 자동차에 장착된 엔진 관리 시스템(EMS)에는 노크 센서가 포함되어 있어 노킹 발생 여부를 실시간으로 감지한다. 연료 분사(EFI) 방식 등을 사용하는 최신 컴퓨터 제어 엔진은 노크 센서의 신호를 받아 점화 타이밍을 자동으로 조절함으로써 노킹 발생을 억제하거나 허용 가능한 수준으로 줄인다.

2. 2. 옥탄가 측정 방법

옥탄가는 특정 조건에서 작동하는 특수한 시험용 엔진을 사용하여 측정한다. 국가마다 주로 사용하는 옥탄가 단위가 다른데, 대한민국, 일본, 유럽 등에서는 연구 옥탄가(RON)를 표준으로 사용하고, 미국, 캐나다, 브라질 등에서는 안티노크 지수(AKI)를 사용한다.

주요 옥탄가 측정 방법은 다음과 같다.

연구 옥탄가 (RON, Research Octane Number): 통제된 시험용 엔진을 600rpm으로 작동시켜 측정하는 방식으로, 비교적 저속 및 저부하 조건에서의 내노크성을 나타낸다.^[8]
모터 옥탄가 (MON, Motor Octane Number): RON보다 높은 900rpm의 엔진 속도와 예열된 연료 혼합물, 가변 점화 시기 등 더 가혹한 조건에서 측정한다. 고속 및 고부하 조건에서의 내노크성을 평가하는 데 사용된다.^[2] 일반적으로 RON보다 수치가 낮게 나온다.
안티노크 지수 (AKI, Anti-Knock Index): RON과 MON의 평균값((R+M)/2)으로 계산하며, 펌프 옥탄가(PON, Pump Octane Number)라고도 불린다. 미국 등 북미 지역에서 주로 사용하며, RON 값보다 약 4~5 정도 낮게 표시된다.

이러한 옥탄가 측정에는 CFR 엔진이라고 불리는 특수한 시험용 엔진이 사용된다. CFR은 Cooperative Fuel Research^eng의 약자로, 1928년 미국 석유 협회(API), SAE International 등이 공동으로 설계하여 워케샤 엔진(Waukesha Engines^eng)에서 제조하기 시작했다.^[96]^[97] 이 엔진은 압축비를 조절할 수 있는 단기통 엔진이며, 일정한 회전 속도를 유지하기 위한 보조 전동기, 혼합기 예열 기능, 점화 시기 조정 기구 등을 갖추고 있다.^[98] 유사한 구조의 디젤 엔진은 세탄가 측정에도 사용된다.

2. 2. 1. 리서치 옥탄가 (RON, Research Octane Number)

가장 일반적인 옥탄가 등급은 리서치 옥탄가(RON, Research Octane Number^eng)이다. RON은 통제된 조건 아래 가변 압축비를 가진 시험 엔진에서 연료를 600rpm으로 작동시켜 측정한다.^[8] 측정 시 이소옥탄과 n-헵탄 혼합물의 결과와 비교하여 값을 결정한다.^[92] 시험 중에는 압축비를 변경하여 연료의 노크 방지 경향을 시험하는데, 이는 압축비가 높을수록 노킹 가능성이 커지기 때문이다.^[8] 따라서 RON은 비교적 저회전 영역에서의 내노크성을 나타내는 수치로 여겨진다. 대한민국을 비롯하여 일본과 유럽 등지에서 표준 옥탄가 측정 방식으로 사용한다.

2. 2. 2. 모터 옥탄가 (MON, Motor Octane Number)

'''모터 옥탄가'''('''MON''', Motor Octane Number)는 옥탄가를 측정하는 또 다른 방법이다.^[2]^[93]^[94] 별명으로는 '''항공 린 옥탄가'''라고도 불린다.^[93]^[94]

MON은 RON 측정 방식보다 더 가혹한 조건에서 노킹 저항성을 측정한다. RON 테스트는 엔진 속도 600rpm에서 측정하지만, MON 테스트는 더 높은 900rpm에서 진행된다.^[2]^[93]^[94] 또한 MON 테스트는 RON과 동일한 테스트 엔진을 사용하지만, 연료 혼합물을 149°C로 예열하고, 더 높은 엔진 속도(900rpm)와 가변적인 점화 시기를 적용하여 연료에 더 큰 부하를 준다.^[2]^[93]^[94] 이러한 조건 때문에 MON은 엔진에 부하가 걸린 상태, 특히 고회전 영역에서의 연료 상태와 내노크 성능을 더 잘 나타내는 것으로 여겨진다.^[93]^[94] MON은 RON보다 실제 주행 상황에 더 가까운 측정 방식이라는 평가도 있다.

일반적으로 현대 휘발유의 MON 값은 RON 값보다 약 8에서 12 정도 낮게 나타나지만,^[2]^[93]^[94] 연료의 조성에 따라 차이가 있으며, RON과 MON 수치 사이에 직접적인 상관관계는 없다.^[2]^[93]^[94]

2. 2. 3. 안티노크 지수 (AKI, Anti-Knock Index)

'''안티노크 지수'''('''AKI''', Anti-Knock Index^영어)는 옥탄가를 나타내는 지수 중 하나로, 미국, 캐나다, 브라질 등에서 주로 사용한다. 유럽 대부분의 국가, 호주, 뉴질랜드 등에서는 연구 옥탄가(RON)를 주유소 펌프에 표시하지만, AKI를 사용하는 국가에서는 RON과 모터 옥탄가(MON)의 단순 평균값을 사용한다.

AKI는 다음과 같이 계산하며, 주유소 펌프에는 종종 '''(R+M)/2'''라고 표기된다.

:

\text{AKI} = \frac{\text{RON} + \text{MON}}{2}

일반적으로 같은 휘발유라도 AKI 값은 RON 값보다 약 4~5 정도 낮게 표시된다. AKI는 '''펌프 옥탄가'''('''PON''', Pump Octane Number^영어)라고도 불리며, 일부에서는 RON보다 실제 주행 중의 노킹 방지 성능을 더 합리적으로 나타내는 수치라고 평가하기도 한다.

2. 2. 4. 관측 도로 옥탄가 (RdON, Observed Road Octane Number)

옥탄가를 측정하는 또 다른 방법으로 '''관측 도로 옥탄가'''(Observed Road Octane Number^eng, '''RdON''')가 있다. 이는 연구 옥탄가(RON)나 모터 옥탄가(MON)처럼 특수 제작된 시험 엔진이 아닌, 일반적인 다기통 엔진을 사용하여 실제 도로 주행 조건과 유사하게 휘발유의 성능을 평가하는 방식이다.^[95] 일반적으로 스로틀을 완전히 개방한 상태에서 측정한다.

RdON 측정 방식은 1920년대에 처음 개발되었으며, 오늘날에도 여전히 신뢰성 있는 방법으로 평가받는다.^[9]^[95] 초기에는 실제 도로에서 자동차를 주행하며 측정했지만, 기술 발전에 따라 보다 일관성 있는 결과를 얻기 위해 환경 제어가 가능한 섀시 다이노미터 위에서 시험하는 방식으로 발전했다.^[95]

2. 3. 옥탄가와 출력가

아이소옥테인의 옥탄가를 100, n-헵테인의 옥탄가를 0으로 정의하지만, 실제로는 옥탄가 100을 초과하는 연료도 존재한다. 아이소옥테인보다 더 높은 노킹 저항성을 가진 연료나, 테트라에틸 납과 같은 항노크제를 첨가하여 옥탄가를 100 이상으로 높인 경우가 이런 경우이다.

이렇게 옥탄가 100을 넘는 연료의 성능을 나타내기 위해 출력가(Performance Value, 퍼포먼스 밸류)라는 개념이 사용되기도 한다. 출력가는 특정 연료를 사용했을 때 엔진이 내는 출력과, 기준이 되는 옥탄가 100의 연료(순수 아이소옥테인)를 사용했을 때의 출력을 비교한 백분율 값이다. 예를 들어, 어떤 연료의 출력가가 130이라면, 이는 옥탄가 100 연료보다 30% 더 높은 출력을 낼 수 있음을 의미한다.

출력가는 특히 항공 가솔린에서 중요하게 사용된다. 항공기 엔진은 작동 조건(예: 연료와 공기의 혼합 비율)에 따라 요구하는 옥탄가가 달라지기 때문이다. 항공 가솔린의 성능은 보통 "그레이드 */*"( *는 숫자) 형태로 표시되는데, 이는 두 가지 다른 조건에서의 성능을 나타낸다.

항공 희박 등급 (Aviation Lean Rating): 연료/공기 혼합비가 상대적으로 낮은(희박한) 순항 상태에서의 성능을 나타낸다. 100까지는 모터 옥탄가 (MON)와 동일하게 측정된다.^[12]
항공 농후 등급 (Aviation Rich Rating): 연료/공기 혼합비가 높은(농후한) 이륙 또는 최대 출력 상태에서의 성능을 나타낸다. 과급기 등을 사용하여 높은 출력을 내는 조건에서 테스트하며, 이때의 출력가를 기준으로 한다.^[9]

예를 들어, 현재 널리 사용되는 항공 가솔린인 100LL(Low Lead)은 "그레이드 100/130"으로 표시된다. 이는 항공 희박 조건에서는 옥탄가 100에 해당하는 성능을, 항공 농후 조건에서는 출력가 130에 해당하는 성능을 낸다는 의미이다.^[13] 아이소옥테인 1gal당 테트라에틸 납 1.284cm³를 혼합한 연료가 이와 유사한 성능을 보인다.

과거에는 출력가를 높이기 위해 항노크제로 테트라에틸 납이 널리 사용되었다(유연 휘발유). 테트라에틸 납은 연료가 점화 플러그의 불꽃 없이 압축열만으로 점화(조기 점화)되는 것을 막아 노킹 현상을 억제하는 효과가 있었다. 그러나 테트라에틸 납은 연소 과정에서 유독성 물질인 납 화합물을 배출하여 심각한 환경 오염과 건강 문제를 일으켰다. 이러한 독성 문제 때문에 1970년대부터 전 세계적으로 자동차용 휘발유에서는 사용이 점진적으로 중단되었고,^[7] 항공 가솔린 등 일부 특수 용도로만 제한적으로 사용되고 있다.

현재 일본 산업 규격에서는 리서치 옥탄가 (RON)를 표준으로 사용하며, 실제 엔진 테스트를 통해 얻은 데이터를 기반으로 옥탄가를 결정한다. 따라서 시중에서 판매되는 '고급 휘발유'(옥탄가 100)가 순수한 아이소옥테인 100%를 의미하는 것은 아니며, 다양한 탄화수소와 첨가제가 혼합되어 기준 옥탄가에 해당하는 노킹 저항성을 가지도록 제조된다. 다른 국가들 역시 유사한 방식으로 실제 연소 시험을 통해 옥탄가를 측정하므로, 초기 정의처럼 단순히 아이소옥테인과 n-헵테인의 비율만으로 옥탄가를 표시하는 것은 더 이상 일반적이지 않다.

2. 4. 옥탄가 향상제

과거에는 옥탄가를 높이기 위해 사알킬납과 같은 유기 납 화합물이 널리 사용되었다. 테트라에틸납은 연료의 노킹 현상을 효과적으로 억제했지만, 납 성분의 심각한 독성 문제와 이로 인한 환경 오염 및 건강 문제에 대한 우려가 커지면서 1970년대부터 전 세계적으로 도로 차량 연료에 대한 사용이 점차 금지되어 시장에서 퇴출되었다.^[7]

유기 납 화합물 외에도 유기 망간 화합물인 메틸시클로펜타디에닐망간트리 카르보닐 (MMT) 역시 옥탄가 향상제로 사용되었으나, 연료 속에서의 안정성 문제, 엔진 내부에 침전물을 남기는 문제, 그리고 비용 문제 등으로 인해 사용이 제한적이다.

현재는 이러한 환경 및 안전성 문제로 인해 유기 납 화합물이나 망간 화합물 대신, 주로 에테르 계열의 함산소 화합물이 옥탄가 향상제의 중심이 되어 사용되고 있다. 대표적인 예는 다음과 같다.

MTBE
ETBE
TAME

이 외에도 아이소옥테인이나 톨루엔 등도 일반적인 "옥탄 부스터" 휘발유 첨가제로 사용된다.

3. 휘발유의 역사와 환경 규제

과거에는 옥탄가 100 이상의 성능을 나타내기 위해 제2차 세계 대전 중 미국에서 연구된 '''출력가'''(퍼포먼스 밸류) 개념이 항공기용 가솔린에 사용되었다. 출력가는 노킹 방지 첨가물을 포함한 연료의 출력을 옥탄가 100 연료의 출력과 비교한 백분율이다. 이는 혼합비 변화에 따라 옥탄가가 변하고, 가솔린 종류에 따라 그 변화가 일정하지 않기 때문에 도입되었다. 예를 들어, 엔진 혼합비가 옅을 때(순항 시)와 진할 때(최대 출력 시)의 옥탄가를 각각 표시하여 "그레이드 100/130"과 같이 나타냈다. 이는 이소옥탄 1갤런당 테트라에틸 납 1.284 cc를 혼합한 연료가 순항 시 100%, 최대 출력 시 130%의 출력을 내는 경우를 의미한다.

이러한 출력가를 높이기 위해 항노크제로 테트라에틸 납이 널리 사용되었는데, 이를 첨가한 휘발유를 유연 가솔린이라고 한다. 테트라에틸납은 혼합기가 압축될 때 점화 전에 발생하는 완만한 반응 중 과산화물 농도가 일정 수준 이상이 되면 노킹이 발생하는데, 이를 첨가하여 반응을 늦추고 과산화물 생성을 억제함으로써 발화 지연 시간을 늘리는 역할을 했다.

하지만 테트라에틸납 연소 시 발생하는 산화납이 실린더 내 연소실에 축적되는 문제가 있었다. 이를 방지하기 위해, 할로겐 화합물(예: 2브로모에탄)을 첨가하여 휘발성이 높은 할로겐화 납 형태로 배출되도록 하거나, 산화납 축적물에 트리크레실 인산과 같은 점화 제어제를 첨가하여 융점이 높고 전기 저항이 큰 인산납으로 변화시켜 점화 플러그 단락이나 조기 점화 발생을 막았다.

현재 JIS에서는 리서치법 옥탄가를 채용하며, 실제 연소 시험 데이터를 기반으로 옥탄가를 설정한다. 따라서 시판되는 옥탄가 100 휘발유가 이소옥탄 100%를 의미하는 것은 아니다. 다른 여러 국가에서도 각기 다른 방법이지만 연소 시험을 통해 옥탄가를 설정하고 있어, 이소옥탄 비율만으로 옥탄가를 표시하는 방식은 더 이상 실질적인 의미를 갖기 어렵게 되었다.

4. 지역별 옥탄가

국가별로 사용하는 옥탄가 측정 기준과 주유소에서 판매하는 휘발유의 옥탄가 종류는 매우 다양하다. 대표적인 옥탄가 측정 기준으로는 RON(Research Octane Number, 연구옥탄가)과 AKI(Anti-Knock Index, 도로옥탄가) 등이 있다. AKI는 RON과 MON(Motor Octane Number, 모터옥탄가)의 평균값으로 계산되며^[14]^[15], 일반적으로 RON 수치보다 4~5 정도 낮게 표시된다. MON은 RON보다 높은 엔진 회전수(RPM)와 부하 조건에서 측정하여 실제 주행 상황에 더 가깝다고 평가받기도 한다.

주요 지역별 옥탄가 현황은 다음과 같다.

오스트레일리아: '일반' 무연 휘발유는 91 RON, '고급'은 95 RON이 일반적이며 98 RON도 흔하다. 과거 일부 주유소에서 100 RON 연료를 판매했으나 중단되었다. 에탄올 10%가 혼합된 E10 연료가 널리 보급되어 있다.^[42]^[43]^[44]^[45]
캐나다: 미국과 같이 AKI 표기를 사용한다. 일반(87 AKI), 중급(89 AKI), 고급(91~94 AKI) 등급이 일반적이다. 대서양 연안 주에서는 에탄올이 섞이지 않은 휘발유도 찾을 수 있다.^[49]
중국: 92 RON과 95 RON이 주로 제공되며, 도시 지역에서는 98 RON도 찾을 수 있다. 일부 지역에서는 에탄올 10%를 함유한 E10 연료(92E10, 95E10, 98E10)만 판매한다. 국가 VI 배출 기준에 따라 금속 계열 노크 방지제 사용이 금지되었다.^[50]
인도: 일반 및 고급 휘발유 모두 91 RON이 표준이다. 일부 정유사는 첨가제를 넣거나 옥탄가를 높인 93, 97, 99 RON 연료를 출시하기도 했다.^[61]
인도네시아: 과거 가장 낮은 등급이었던 'Premium'(88 RON)은 단계적으로 폐지되었다. 현재는 'Pertalite'(90 RON), 'Pertamax'(92 RON), 'Pertamax Green'(95 RON), 'Pertamax Turbo'(98 RON) 등 다양한 등급이 판매된다.
브라질: RON 기준을 사용하며 모든 휘발유는 무연이고 법적으로 에탄올 27.5%를 혼합해야 한다.^[48] 일반 휘발유('Gasolina Comum' 또는 'Regular')는 93 RON이며, 첨가제가 포함된 'Gasolina Aditivada'도 93 RON이다. 고급 휘발유로는 'Premium'(98 RON), 'OctaPro'(103 RON), 'Petrobras Podium'(102 RON) 등이 있다.^[30]
러시아: 현재 92 RON, 95 RON(표준), 98 RON이 주로 판매되며, 일부 주유소에서는 100 RON 연료도 제공한다. 소비에트 연방 시절에는 A-72, A-76, AI-93 등 다양한 등급이 사용되었다.
남아프리카 공화국: 해안 지역의 일반 무연 휘발유는 95 RON이다. 고도가 높은 내륙 지역에서는 93 RON이 일반적이며, 95 RON도 선택적으로 제공된다.
사우디아라비아: 'Premium 91'(91 RON, 녹색 펌프)과 'Super Premium 95'(95 RON, 빨간색 펌프) 두 종류가 판매된다.
멕시코: AKI 표기를 사용하며, 일반(87 AKI)과 고급(91~93 AKI) 등급이 있다. 과거 국영 기업 페멕스(Pemex)가 독점했으나 시장 개방 이후 다양한 브랜드가 경쟁하고 있다.^[71]

이 외에도 각 국가 및 지역별로 다양한 옥탄가 기준과 연료 종류가 존재한다. 예를 들어 칠레는 93, 95, 97 RON을, 말레이시아는 95 RON, 97 RON, 일부 100 RON을 제공한다.^[70] 태국에서는 다양한 에탄올 혼합 비율(E10, E20 등)의 연료가 일반적이다.

4. 1. 대한민국

대한민국에서는 일본, 유럽 등과 같이 RON(Research Octane Number, 연구옥탄가) 규격을 사용하여 휘발유의 옥탄가를 표시한다.^[1] RON은 통제된 시험용 엔진을 이용하여 옥탄가를 측정하는 방식이다.^[2]

4. 2. 일본

일본의 자동차용 가솔린 옥탄가는 '''JIS K 2202 자동차 가솔린'''^[104]에 따라 정해진다. 이 규격은 레귤러 가솔린을 '''2호 가솔린''', 고급 휘발유를 '''1호 가솔린'''으로 규정하고 있다. 현재 일본에서는 대한민국, 유럽 등과 같이 RON(Research Octane Number, 연구옥탄가) 규격을 사용하며, 레귤러 휘발유는 89 RON 이상, 고급 휘발유(하이오크)는 96 RON 이상이어야 한다.

JIS에서의 옥탄가 측정 방법 및 수치는 1952년 JIS K 2202 제정 이후 여러 차례 개정을 거쳤다. 일본차 엔진은 기본적으로 해당 차량 출시 시점의 JIS 규격 값을 기준으로 설계되었으므로, 과거 차량의 경우 현재와 다른 기준이 적용되었을 수 있다. 옥탄가 측정 규정은 ''JIS K 2280 석유 제품 - 연료유 - 옥탄가 및 세탄가 시험 방법 및 세탄 지수 산출 방법''^[105]에 명시되어 있으며, CFR 엔진을 사용하되 인치/화씨 표기를 미터법/섭씨로 변환하여 측정하도록 하고 있다.

=== JIS K 2202 개정 연도별 옥탄가 ===

JIS K 2202 개정 연도	1호 (고급)	2호 (레귤러)	3호	측정 방법	비고 및 관련 사항
1952년	72 이상	65 이상	60 이상	MON	일본 공업 규격 제정.
1958년	80 이상	75 이상	65 이상	MON	스바루 360, 혼다 슈퍼 커브 출시.
1961년	90 이상	80 이상	-	RON	측정 방법을 RON(리서치법)으로 변경, 3호 가솔린 폐지.
1965년	95 이상	85 이상	-	RON	통산성의 승용차 수입 자유화 발령.
1970년	95 이상	85 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 우시고메야나기초 납 중독 사건 발생. 1975년 레귤러 가솔린 무연화 실시.
1980년	95 이상	85 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 1979년 일본 최초 터보차 등장 (닛산 세드릭/글로리아).
1986년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	현재와 동일한 옥탄가 수치로 개정. 1987년 유연 휘발유 제조 종료 및 고급 휘발유 무연화 완료. 이데미츠 코산에서 옥탄가 100을 표방한 이데미츠 100 가솔린 출시.
1988년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 엔진 출력 표기 넷(Net) 방식으로 완전 이행.
1991년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 일본 자동차 업계의 280마력 자율 규제 시대.
1996년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 석유 제품 수입 자유화. JIS 마크 표시 제도 가솔린 적용.
1999년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 오토바이 배출 가스 규제 강화. 2000년 헤이세이 12년 배출 가스 규제로 자동차에서 기화기 퇴출.
2004년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 경유 내 황 함량 기준 강화.
2007년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. 가솔린 내 황 함량 기준 강화.
2012년	96.0 이상	89.0 이상	-	RON	옥탄가 개정 없음. E10 연료(에탄올 10% 혼합) 규정 추가. 현재 최신 규격

2007년경 일본 자동차 공업회에서 레귤러 가솔린의 옥탄가 인상 요청이 있었으나, 2006년부터 2008년까지 관련 위원회에서 검토 후 인상은 이루어지지 않았다.^[106]

=== 수입차와 옥탄가 ===

현재 일본의 JIS 1호(고급, 96 RON 이상) 및 2호(레귤러, 89 RON 이상) 가솔린 옥탄가는 유럽이나 미국 등 다른 지역과 차이가 있다. 특히 유럽에서는 레귤러 가솔린이 대부분 RON 95 수준이므로, 유럽에서 수입된 자동차(수입차)는 현지에서는 레귤러 사양이라도 일본 내 정식 판매 시 고급 휘발유 사용을 권장하는 경우가 많다.

반면, 미국, 동남아시아, 오세아니아 등 레귤러 휘발유의 옥탄가가 RON 91 전후인 국가에서 수입되거나 역수입된 차량의 경우, 일본 내에서 적합한 연료 종류에 대해 정식 대리점이나 제조사 지원 창구에 직접 문의하는 것이 좋다. 이러한 국가에서 수입되어 일본 내에서도 레귤러 사양으로 판매되는 차량이라도, 운전 상황에 따라 노킹과 같은 이상 연소가 발생하면 고급 휘발유를 주유하여 문제를 해결할 수 있는 경우도 있다.

=== 품질 관리 및 문제점 ===

과거 JIS 규격은 강제력이 없는 임의 규격이었으나, 1996년 석유 제품 수입 자유화 조치와 함께 강제 규격이 되었고, '''JIS 마크 표시 제도''' 대상에도 포함되었다.^[107] 이전에는 규격의 임의성 때문에 정유사들의 자율적인 노력으로 유연 휘발유의 무연화 같은 긍정적 측면도 있었지만, 일부 판매점에서 등유를 혼합한 불량 가솔린을 판매하는 등의 문제도 발생했다.

현재는 JIS 마크 제도가 시행되고 있지만, 여전히 연료 품질과 관련된 문제가 드물게 보고된다. 예를 들어, 무인 주유소 등 판매 과정에서의 구조적 문제나 판매점의 실수로 레귤러와 고급 휘발유 배관을 잘못 연결하는 사례^[108], 심한 경우에는 악의적으로 '''레귤러를 고급 휘발유로 속여 판매하는 사례'''가 소비자청에 고발되는^[109]^[110] 등, 시장에 유통되는 연료 품질과 관련하여 문제가 보도되는 경우도 드물게 있다. 이 때문에 고급 휘발유는 '옥탄가 100' 등으로 명확히 홍보하는 반면, 레귤러 휘발유는 '90~91 RON 전후'와 같이 다소 모호하게 품질을 설명하는 경향도 있었다.

4. 3. 미국

미국에서는 대한민국, 일본, 유럽 등에서 사용하는 RON(Research Octane Number, 연구옥탄가) 규격 대신 AKI(Anti-Knock Index, 도로옥탄가) 규격을 이용한다. AKI는 RON과 MON(Motor Octane Number, 모터옥탄가)의 평균값으로 계산되며, 일반적으로 RON 수치보다 약 4~5 정도 낮게 표시된다. 캐나다, 브라질 등에서도 AKI 규격을 사용한다.

4. 4. 유럽

유럽에서는 대한민국, 일본 등과 같이 RON(Research Octane Number^영어) 규격을 사용하여 휘발유의 옥탄가를 표시한다. RON은 통제된 시험용 엔진을 이용하여 옥탄가를 측정하는 방식이다.

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