webzine vol.41

IEA(국제에너지기구)가 2021년 9월 발간한 <Key World Energy Statistics 2021>에 따르면 2019년 기준 세계 총 에너지 공급(Total Energy Supply) 중 천연가스가 차지하는 비중은 23.2%다. 석유 30.9%, 석탄 26.8%에 이어 주요한 비중을 차지하고 있다. 한국가스공사는 천연가스를 도입해 지역 도시가스사와 전기를 생산하는 발전사에 공급한다. 천연가스는 기체 상태다. –162℃에서 액체로 변하고, 부피는 1/600로 줄어드는 특성을 이용해 액체 상태인 LNG로 변환시켜 운반한다.

LNG는 전기를 생산하는 큰 축을 담당한다. 정부는 2020년 제9차 전력수급기본계획을 확정·공고한 데 이어 2022년 말 제10차 전력수급기본계획을 발표할 계획이다. 현재 논의 중인 제10차 전력수급기본계획에는 석탄 발전의 감축과 LNG 발전 전환, 재생에너지 대폭 확대 등을 반영할 계획이다. LNG뿐 아니라 LNG 냉열 에너지로도 전기를 만들 수 있다. LNG에 온도를 가해 기체 상태로 변환시키는 과정에서 1kg당 약 200kcal의 LNG 냉열 에너지가 발생한다. LNG가 기화할 때 600배로 팽창하는 원리를 이용하거나 열을 전달해주는 중간 매체를 활용해 터빈을 돌려 전기를 얻는다. LNG 냉열 발전은 공기나 해수로 버려지던 냉열 에너지를 회수해 전기 생산에 이용하기 때문에 친환경적이고 전기 생산에 드는 비용까지 절감할 수 있다.

1974년 시험 발전소를 건설해 세계 최초로 LNG 냉열 발전에 성공한 일본은 현재 16개의 LNG 냉열 발전소를 운영하고 있다. 세계 최초의 선박용 LNG 냉열 발전 시스템은 한국이 개발했다. 2021년 4월 삼성중공업이 LNG 냉열 발전 시스템을 연계한 차세대 재기화 시스템인 S-REGAS 실증에 성공했다. 게다가 냉열 에너지를 사용한 LNG는 수소연료전지 발전에도 사용할 수 있다. 신(新)에너지로 구분하는 수소연료전지는 수소와 공기 중의 산소를 이용해 전기를 생산한다. 산업통상자원부와 한국에너지공단 신·재생에너지센터가 2020년 12월 발간한 <2020 신·재생에너지 백서>를 살펴보면, 수소연료전지에 공급하는 수소는 LNG, LPG, 메탄올, 에탄올 등에서 얻는 수소, 부생수소, 신재생에너지로부터 얻는 수소 등을 사용할 수 있는데, 현재는 LNG로부터 얻은 수소를 대부분 사용한다. 한국가스공사가 추진 중인 액화수소 메가스테이션 프로젝트에도 냉열 사용 후 기화된 천연가스를 수소연료전지 발전에 사용하는 방안이 포함되어 있다. 세계 최초로 LNG 냉열을 활용하는 액화수소 메가스테이션이란 한국가스공사 LNG 생산기지의 천연가스를 원료로 수소를 생산한 후 LNG 냉열을 활용해 액화수소로 변환·저장해 이를 액화수소 충전소에 공급하는 사업이다.