'탈탄소' 도전! 천연가스관 1000㎞ 뻗는다

한국가스공사(사장 주강수)가 과감한 '녹색투자'를 통해 천연가스 확보와 신에너지 기술개발로 압축되는 '신성장동력' 개발에 박차를 가하고 있어 주목된다. 

천연가스는 유기물질이 지하 암석층에서 오랜 시간을 거쳐 석유와 분리된 가스를 일컫는 것으로 '화석연료'의 일종이나, 공해물질 배출량이 적은 것이 특징이다. 따라서 가스공사는 유해물질이 적은 천연가스가 연료로서 더 많은 지역에 보급될 경우 온실가스 배출이 크게 줄어들 것이라는 판단 아래 천연가스의 안정적 확보와 공급 확대에 총력을 기울이고 있다.

이에 가스공사는 천연가스의 안정적 도입기반을 구축하고 국가적 아젠다인 자주개발을 달성코자 '자원본부'를 핵심으로 조직체계를 재구성, 관리 중심이던 기존 조직을 개발 위주로 꾸리는 등 조직 내 '혁신'과 '체질 개선'을 강도 높게 추진하고 있다.

'녹색투자'로 천연가스 공급 확대‥온실가스 저감 효과

가스공사는 2017년까지 자주개발률을 25%까지 끌어올려 '에너지 안보'를 공고히 한다는 목표 아래 중동, 동남아, 호주, 러시아, 동티모르 등지의 가스개발·액화사업 및 가스 도입 사업에 참여하는 등 LNG구매력을 활용한 해외자원개발사업을 적극 추진하고 있다.

뿐만 아니라 가스공사는 천연가스의 확대·보급을 위한 노력도 다양하게 진행하고 있다. 가스공사는 지난 7월 천연가스 미공급 지역인 강원 및 경북내륙권 40개 시·군에 천연가스 공급을 목표로 배관망 연장이 무려 1004km에 달하고 공급관리소만 98개소에 이르는 대규모 천연가스 인프라 건설공사를 착공했다. 이 공사는 2013년 말까지 1조5000억 원이 투입, 전국 17개 공구 지역 430만 가구를 상대로 시행될 예정이다.

가스공사는 안정적인 천연가스 공급을 위해 현재 운영 중인 평택, 인천, 통영 생산기지 외에 삼척에 제4 생산기지를 세울 방침이다. 이에 따라 1단계 사업으로 2013년까지 100만㎡의 부지를 조성하고 그 위에 20만㎘급 저장탱크 4기(80만㎘) 및 부두설비를 세운다는 계획아래 건설을 진행 중에 있다. 2단계 건설계획으로는 20만㎘급 저장탱크 10기(200만㎘)를 추가 증설, 2015년까지 총 14기(280만kl)의 저장탱크 확보를 목표로 추진하되, 향후 러시아 PNG 도입 상황 및 동해가스전의 저장시설 활용방안과 연계해 융통성 있게 설비건설을 추진할 계획이다.

친환경에너지 기술 개발, ‘미래 성장엔진’ 점화

◇LNG차량 보급 인프라 구축=대도시 대기오염의 주요인으로 작용하는 자동차 배기가스를 감축시키기 위해 가스공사는 천연가스(LNG) 차량의 보급에도 적극 나서고 있다.

지난 2001년 이동충전사업 주관 사업자로 지정된 가스공사는 평택, 계룡, 김해, 일산 등 전국 각지 100여 곳에 천연가스 충전소를 설치하고 CNG 및 LNG차량 보급을 위한 제반 환경 조성에 한창이다. 특히 가스공사는 2012년까지 국내에서 운행하고 있는 대형경유차량(버스)을 LNG화물차량으로 교체한다는 정부 방침에 부응, 1만5000여대의 LNG화물차량을 보급하고 43개의 LNG충전소를 지을 계획이다.  

◇청정연료 각광 DME 연구 박차=가스공사는 이른바 ‘녹색경영’의 일환으로 ‘차세대 청정에너지’라 불리는 DME의 제조 및 상용화를 위한 기술 연구에도 심혈을 기울이고 있다. DME(Dimethyl Ether ․ 디메틸 에테르)는 LPG와 물리적 성질이 비슷하고 기존의 가솔린(gasoline)이나 디젤유(Diesel)에 비해 질소 산화물(NOx) 및 미탄화수소의 배출이 매우 낮아 친환경 대체 연료로서의 무한한 가능성을 갖고 있는 신에너지다.

또한 스프레이의 분사추진제로도 이용이 가능한 DME는 대기 확산 시 분해시간이 3~30시간 정도에 불과해 온실효과나 오존층 파괴 등 ‘환경위험성’이 거의 없다는 점이 큰 장점으로 꼽힌다. 특히 DME는 자동차 연료로 사용할 경우 이산화탄소 배출이 경유차보다 8%, LPG차량보다 18% 적고 매연배출이 전혀 없어 향후 기후변화협약 등 환경규제에 대처할 수 있는 물질로 부상하고 있다.

가스공사는 90년대 말부터 DME 연구개발사업을 준비, LPG와 디젤연료를 대체할 수 있는 신물질 개발에 공을 들여왔다. 현재 가스공사는 DME 생산에 필요한 촉매와 반응기 그리고 공정을 자체적으로 개발해 연구실과 50kg/day급 파일럿 설비, 그리고 10톤/day급 데모플랜트까지 구축하는 등 성공적인 시운전을 완료한 상태다. 

가스공사는 유가가 또다시 배럴당 100달러 이상 상승할 경우 DME 연료 생산기술을 이용, 해외가스전에 100만톤 규모의 DME 플랜트를 건설할 시 연간 최대 2~3조 수익도 가능할 것으로 보고 있다. 이를 위해 가스공사는 3000톤/day급 대형 DME 생산설비 설계에 착수, 앞으로 예상되는 상업적 적용에 대비하고 있다.

◇수소연료전지 연구개발=연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 전기와 열을 동시에 얻을 수 있는 열병합발전시스템으로서 75~90%의 고효율이고, 이산화탄소 배출량이 기존의 발전 시스템에 비해 40% 정도 절감되는 환경 친화적인 저탄소 발전 기술이다. 또한 연료전지 시스템 운전 시 발생되는 폐열을 회수, 가정의 급탕 및 난방용 온수로 활용 가능하다는 특징이 있다.

가스공사는 수소연료전지와 관련해 가정용 연료전지 모니터링사업, 연료전지용 수소제조장치 개발, 수소스테이션 실증연구 등을 수행하고 있다.

가정용 연료전지 모니터링사업은 지식경제부 지원과제로 2006년부터 2011까지 국내에서 생산된 가정용 연료전지 총 210기를 설치, 운영함으로써 기술적인 신뢰성확보 및 국산화율 향상 등을 통해 가정용 연료전지의 본격적인 보급을 위한 기반을 구축하는데 그 목적이 있다. 또한 가스공사는 천연가스로부터 연료전지의 연료인 수소를 제조하는 수소제조장치 및 수소제조장치용 촉매를 개발하고 연료전지 자동차에 수소를 공급하기 위한 수소스테이션 실증연구 등 연료전지 요소기기의 국산화 및 수소연료전지 보급 확대를 위한 연구개발에 매진하고 있다.

◇‘불타는 얼음’ 가스하이드레이트 탐사=가스하이드레이트(Gas Hydrate)는 천연가스가 저온·고압 상태에서 물과 결합해 생기는 고체 에너지원으로 심해저 퇴적층이나 알래스카․시베리아와 같은 동토지대에서 발견되고 있다. 부존량은 기존 천연가스 확인 매장량의 25배 이상(약 10조톤, LNG 환산톤)으로 기존 화석에너지의 약 2배에 달하는 막대한 양으로 알려져 있다.

따라서 가스하이드레이트는 향후 350~3500년 동안 전 세계 에너지 수요를 공급할 수 있어 천연가스의 부족분 충족 및 미래 석유, 천연가스 에너지 자원을 대체․자리매김 할 신에너지 자원으로 평가받고 있다. 또한 가스하이드레이트는 주 구성성분인 메탄이 연소 시 다른 화석에너지에 비해 이산화탄소를 적게 배출하는 등 환경 친화적인 장점을 가지고 있어 최근 대두되고 있는 환경문제를 해결할 차세대 에너지자원으로서 더욱 각광받고 있다.

가스공사는 지난 2000년부터 2004년까지 5년동안 지식경제부(구 : 산업자원부)와 공동으로 동해안 가스하이드레이트 부존 가능성 확인을 위해 탐사면적 4만4538㎢에 대한 2차원 광역탐사를 실시․완료해 가스하이드레이트 부존인자 및 부존 유망지역을 산출한바 있다.

이후 가스하이드레이트 개발 연구 사업은 2005년부터 범국가 정부정책으로 변경 추진됐으며 정부는 효과적인 사업을 위해 한국가스공사, 한국석유공사, 한국지질자원연구원이 참여하는 ‘가스하이드레이트 개발 전담 사업단’을 설립, 이를 통해 2014년까지 3단계 10개년 중장기 가스하이드레이트 개발 사업을 수행하고 있다.

이 사업단은 2007년 11월 심해저 시추를 통해 포항기점 동북방 135㎞ 울릉분지 지점의 깊은 해저층에서 구간이 130m에 달하는 초대형 가스하이드레이트 부존 구조를 발견하는데 성공했다. 이로써 우리나라는 미국(1980년), 일본(1989년), 인도(2006년), 중국(2007년)에 이어 세계에서 5번째로 심해저 심부시추를 통해 가스하이드레이트 부존을 확인한 국가가 됐다.

현재 사업단은 연구개발 초기 단계에 있는 가스하이드레이트 생산기술의 현장적용성 기반을 확보하기 위해 가스공사를 중심으로 국제 공동 시험생산 프로젝트에 참여를 추진하는 등 연구개발 및 투자를 추진하고 있다.