천연가스(Natural Gas)

0.목차

1. 천연가스는 에너지 효율이 좋다.
2. 천연가스는 석유에 비해 풍부하다.
3. 천연가스 채굴 방법
4. 메탄 하이드레이트

1. 천연가스는 에너지 효율이 좋다.

 현재 전력 공급에서 주력인 화력 발전에서는 그 연료로 '석탄', '석유', '천연가스' 등이 사용된다. 이들 가운데 이산화탄소 배출량이 가장 적은 연료가 '천연가스'이다. 천연가스를 사용하는 화력 발전 가운데서도, 가장 에너지 효율이 높은 것이 '가스 터빈 사이클(GTC: Gas Turbine Cycle)'과 '증기 터빈 사이클(Steam Trubine Cycle)'을 결합한 '가스 터빈 결합 사이클(GTCC: Gas Turbine Combined Cycle)'이라는 발전 방식이다. '가스 터빈 결합 사이클'은 천연가스를 태워 발생하는 고온의 가스로 가스 터빈을 돌리고, 터빈을 돌린 뒤 남은 가스의 열로 물을 증기로 만들어 다시 다른 증기 터빈을 돌리는 '2단 구조'의 발전을 하기 때문에 효율이 좋다.

2. 천연가스는 석유에 비해 풍부하다.

 또 천연가스는 석유에 비해 자원이 풍부한 측면도 있다. 물론 천연가스도 화석 연료이므로, 장래에 고갈되는 운명을 피할 수는 없지만, 최근 천연가스의 채굴 가능량이 크게 늘어났다. 특히 이전에는 채굴이 불가능했던 천연가스인 '셰일 가스(Shale Gas)'를 채굴할 수 있게 되었다.

 '천연가스'는 '재래형'과 '비재래형'이 있다. 현재 수준으로 천연가스를 계속 사용할 경우, '재래형'은 약 60년분을 채굴할 수 있을 것으로 보이며, 셰일 가스 같은 '비재래형' 천연가스는 40년분은 채굴할 수 있을 것으로 보인다. 하지만 이는 확인된 것만 계산한 것이고, 러시아나 서아시아 등 셰일 가스의 조사가 이루어지지 않은 곳도 있기 때문에, 실제로는 채굴 가능한 자원량은 훨씬 많다고 생각된다. 현재 셰일 가스가 대량으로 존재한다고 알려진 곳은 미국과 중국 등이다.

3. 셰일 가스 채굴 방법

 '셰일 가스(Shale Gas)'는 지하 수천 m의 '셰일층(혈암층)'에 있는 천연가스이다. 다른 재래형 천연가스와 마찬가지로, 지하 깊은 곳에서 유기물이 열의 작용이나 박테리아에 의해 분해됨으로써 만들어진다. 셰일 가스는 암석 안에 갇혀 있어, '유정(油井: 석유의 원유를 퍼내는 샘)'을 파는 것만으로는 꺼낼 수 없다. 그래서 기존에는 그 존재을 알고 있었음에도 불구하고, 거의 이용되지 않는 자원이었다. 그러나 유정의 바닥에서 옆으로 터널을 파는 기술이 생기면서, 상황이 급변했다. 셰일층에 뻗어있는 터널에 고압(최대 1000기압)의 물을 집어넣으면, 암석에 가는 균열이 많이 생긴다. 서서히 압력을 낮추면 갇혀 있던 셰일 가스가 암석에서 해방되어, 터널로부터 유정을 지나 지상으로 물과 함께 가스가 위로 분출한다.

4. 메탄 하이드레이트

 '메탄 하이드레이트(Methan Hydrate)'는 천연가스가 낮은 온도 및 압력에 의해 얼음 형태로 고체화된 물질이다. '메탄'이 90% 이상일 때 '메탄 하이드레이트'로 부르며, 드라이아이스와 비슷하지만 불을 붙이면 타는 성질이 있다. 1m³에서 약 160~200m³의 메탄이 방출될 수 있어 에너지 밀도가 매우 높다.

 '메탄 하이드레이트'는 셰일 가스와는 별개인 새로운 천연가스 자원으로, 한국과 일본의 깊은 해저에도 많은 것으로 알려져 있다. 자원량은 아직 불분명하지만, 세계적으로도 양이 많기 때문에 앞으로 새로운 에너지원으로 활용될 가능성이 있다.