[신재생 12에너지s]국민 '욕받이'에서 '갓석탄'으로

먼저 시부터 감상해보자.

오랜 세월 우리를 따뜻하게 해주었던 연탄.

그 연탄을 만드는 재료인 석탄.

그런데 최근엔 미세먼지와 환경오염의 주범으로 몰려 온갖 욕을 먹고 있다.

하지만 그동안 절치부심, 와신상담 반전을 노리고 있었으니…

마치 이 사람처럼!

‘갓’석탄이 되기 위해 찾은 방법은 가스화와 액화 기술이다.

석탄 가스화는 아주 높은 온도와 기압에서 석탄에 산소와 수소를 반응시켜 일산화탄소와 수소가 주 성분인 합성가스를 생성하는 기술이다.

(그림=한국에너지공단)

이 합성가스는 천연가스와 비슷한 장점을 갖게 되는데…

발전효율이 높고, 비산 분진에 의한 공해가 없으며, 안전하고, 친환경적이다.

이 합성가스는 ‘석탄가스화 복합발전’(IGCC)을 통해 전기를 생산하거나, 수소로 변환해 연료전지에 사용하거나 메탄올, 요소 등 다양한 화학원료를 생산하는데 사용되기도 한다.

석탄가스화 복합발전 발전 원리. (그림=대한기계학회)

매장량이 풍부한 석탄을 이용하면서도 환경오염물질을 줄일 수 있어 세계적으로 관련 기술에 대한 관심이 높다.

석탄가스화 시장은 2020년까지 석탄 IGCC 발전소 20기, SNG 플랜트 5기, 석탄가스화 화학원료 생산플랜트 20기 정도로 추산되며 약 25조원 규모의 시장이 될 것으로 예측된다. 2030년이 되면 약 250GW(약 935조원)에 달하는 거대 규모로 성장할 것으로 전망하고 있다.

석탄가스화 플랜트 시장은 미국의 GE에너지와 네덜란드의 Shell사, 독일의 Krupp-Kopper사 등 주요 선진국 회사들이 주도하고 있다.

그럴 수밖에 없는 게 소요면적이 넓은 대형 장치산업으로 시스템 비용이 엄청 비싼 터라 초기 투자비용이 많이 들기 때문이다.

여기서 빌릴 수도 없고…. (사진=러시앤캐시 광고 캡처)

우리나라는 선진국 대비 70% 수준의 기초기술을 확보하고 있는 것으로 알려져 있다.

또한 한국서부발전은 올해 5월 3일 태안 IGCC 준공 및 실증완료 기념식을 개최했다.

태안 IGCC 전경. (사진=한국서부발전)

2006년부터 국가 연구개발과제로 추진된 이 설비는 2011년 착공해 2016년 8월 상업운전을 시작, 2017년 10월까지 설비 최적화와 가동률을 단계적으로 높여나가는 실증운전을 성공적으로 마무리했다. 정부는 실증연구 결과를 바탕으로 향후 노후 석탄발전소를 상업용 IGCC로 대체할 계획이다.

그럼 석탄 액화는 무엇이냐.

쉽게 말하면 석탄을 석유 비스무리하게 만드는 것이다. 석탄 가스화처럼 석탄에 산소와 증기를 넣고 고온·고압에서 합성가스를 얻은 다음, 액화시켜 정제해 휘발유와 경유를 만들어내는 것이다.

액화된 석탄은 성분상 유해물질이 적은데 일반 디젤유에 비해 대기오염물질이 85%까지 저감돼 있다. 또한 액체연료라 저장과 수송이 용이하고, 유가변동에도 영향을 받지 않아 미래 에너지원으로 주목받고 있다.

그런데 이것도 석탄 가스화와 마찬가지로 돈이 많이 들어 어지간한 국가, 기업은 엄두를 낼 수 없다.

여기서 빌릴 수도 없고…. (사진=산와머니 광고 캡처)

미세먼지의 주범에서 가스화와 액화라는 기술을 통해 친환경 신재생에너지로 거듭나려는 석탄의 앞날에 주목해보자.

변신은 무죄?

피에쑤> 뇌섹남, 뇌섹녀로 위장할 수 있는 깨알 지식

석탄. (사진=한국원자력환경공단)

문헌상 인류가 석탄을 이용했다는 증거는 기원전 315년 그리스 철학자 데오프라테스가 남긴 기록이 처음이다. 데오프라테스는 “북부 이탈리아의 소그랴 지방이나 그리스의 에리스 지방에서 채굴한 석탄을 대장간에서 연료로 쓰고 있다”는 기록을 남겼다.

만물중국기원설(?)로 유명한 중국은 4세기 삼국시대(유비, 관우, 장비, 제갈공명, 조조, 손권 등이 활약한 그 때다)에 ‘석탄’(石炭)이라는 한자가 처음 등장한 것으로 보아 이 무렵에 활발한 이용이 이뤄졌던 것으로 추측된다. 12세기 북송시대에는 석탄을 가정용 연료로 사용했으며, 석탄에 세금을 부과했다는 기록도 남아있다.

‘동방견문록’으로 유명한 마르코 폴로는 석탄에 대해 “산의 광맥에서 뽑아내는 일종의 검은 돌을 마치 장작처럼 태우는데, 이 목적에 매우 적합하기 때문에 카타이 전역에서 다른 연료는 사용되지 않는다”고 말했다고 한다.

우리나라에서는 삼국사기를 살펴보면 진평왕 31년인 서기 609년 정월에 모지악(毛只嶽)에 땅이 불탔는데 10월 15일에 이르러 꺼졌다는 기록이 있어 이를 현재의 경북 포항시 갈탄 매장지역으로 추정하고 있다. 또 비슷한 사건이 고려사에도 명종 10년(1180년) 의연촌에서 일어났다는 기록도 있다.

석탄 사용 관련 유물로 가장 오래된 것은 2009년 태안 앞바다에서 발굴된 마도 1호선의 화물 중에 석탄 50㎏가량이 실려 있던 것이다. 같이 출토된 목간에 따르면 이 배에 실린 물건들은 고려 희종 4년(1208년) 무신 집권기에 나주, 해남, 장흥 등지의 물건들로 수취인은 개경의 대장군 김순영이었다.

참고로 산타클로스가 나쁜 아이에게 주는 선물이 ‘석탄’이라는 얘기도 있다. 믿거나 말거나.