본문내용
1. 원자력안전법
1.1. 석탄 열분해 메커니즘
석탄 열분해 메커니즘은 다음과 같다. 석탄은 세계 각지에 분포되어 있으며, 외국에서는 주로 고생대 석탄기부터 중생대에 이르는 각 지층 속에 포함되어 있다. 이러한 석탄 열분해 메커니즘은 석탄에서 산소를 차단한 채 1,000∼1,300℃의 고온으로 가열하여 열분해되면 석탄가스·가스경유·가스액·콜타르 등을 만들고, 그 나머지는 코크스가 된다. 이처럼 고체로 된 유기물을 산소가 부재한 상태에서 열분해하여 휘발분과 불휘발분으로 나누는 것을 건류라고 한다. 이러한 석탄의 건류는 1792년에 영국의 머독이 철로 된 레토르트를 사용하면서 비로소 성공한 것으로 초기에는 석탄에서 등화용 가수와 코크스를 제조할 목적으로 시작되었다. 그 뒤에 코크스로가 개량되어 콜타르 등의 부산물을 회수하게 되면서 석탄가스도 등화용으로부터 시작하여 도시의 연료용으로 이용되게 된다. 현재 제철공장에서 주로 제철용 코크스를 만들기 위해서 혹은 도시가스 고장이나 화학공자에서 석탄가스, 콜타르를 제조하기 위해서 석탄을 고온건류하고 있다. 석탄은 건류에 의해서 열분해를 받아 특히 가지부분과 가교부분이 분해되면서 메탄이나 일산화탄소가 된다. 또한, 성분의 일부는 탈수소·환화·축합 등을 발생시켜서 열적으로 안정된 방향족 화합물이 되며, 열적으로 안정된 석탄의 구조 부분은 그대로 유지된다.
1.2. 석탄 연료의 고체연료 특성
석탄 연료 중에서 고체연료의 특성은 다음과 같다.
석탄 건류는 공기를 차단하고 석탄을 가열하여 코크스, 콜타르, 석탄가스 등을 획득하는 과정이다. 온도에 따른 건류의 특성은 첫째, ~300℃에서 수분이나 이산화탄소로 분리되고, 둘째 300~500℃에서는 메탄가스와 타르가 발생되어 연화되면서 굳는다. 셋째, 500℃에서는 해면상이 되면서 1차 열분해가 종료되고, 넷째, 750~850℃에서는 1차 열분해 성분이 2차 반응하면서 H2 및 CO를 생성한다.
석탄 건류의 종류는 저온 건류와 고온 건류로 구분된다. 저온 건류는 500~700℃에서 생성되며, 원료는 비점결탄이고, 생성물은 반성 코크스(콜라이트)이다. 특징은 내열식(가열가스 통과)으로써 생성가스량이 낮으며, 발열량(7,000 kcal/m3)인 타르 생성량이 높다. 고온 건류는 1,100~1,200℃에서 생성되며, 원료는 강점결탄(50-60%), 약점결탄, 무연탄이며, 생성물은 고온타르, 고온 코크스이다. 특징은 외열식(외부 가열)에 의해서 생성가스량이 높으며, 발열량은 5,000 kcal/m3이다.
1.3. 천연가스의 지역별 시장과 거래 가격
천연가스는 석유와 달리 지역별로 분할되어 그 시장이 형성된다. 이에 3대 주요 수요처는 유럽, 북미, 동북아이며, 이는 지역별 수급 특성 및 계약조건의 차이 등이 그 원인이 된다. 또한, LNG의 의존도가 높은 동북아 지역이 가장 높은 가격을 보이는데, 이는 유가연동계약과 높은 수송비 등이 원인이 된다. 이러한 천연가스의 이슈로써 비전통가스 붐은 미국 세일가스 생산이 320bcm('13)에서 560bcm('40)로 증가되었으며, Sabine Pass, Cameron 등의 LNG 수출 프로젝트가 속속 허가를 받고 있는 실정이다. 또한, 미국 외에서의 비전통가스 개발은 제한적인데, 이는 지질구조의 특성과 용수 부족 등이 원인이 된다. 중국의 경우 2020년 세일가스 생산목표를 60~100bcm에서 30bcm으로 하향 조정(2014년)하고 있다. 한편, 천연가스에 대한 동북아시장 수요가 감소하고 있는데, 한·중·일 모두 수요정체 및 감소되고 있으며 중국의 향후 수요증가가 수습향방에 중요한 요인이 될 것으로 보고 있다.
1.4. 천연가스 활용의 장단점
천연가스는 석탄 대비 훨씬 낮은 온실가스 배출량을 보이므로 석탄의 비중이 정체되거나 감소될 것으로 전망된다. 미국에서는 석탄에서 가스로의 배출 저감 양상이 보이고 있으며, 천연가스는 재생가능에너지로서 그 경쟁력이 급성장하고 있어 지속적인 투자와 수요확대로 인하여 규모의 경제시현이 나타나고 있다. 이에 미국, 중국, 유럽 등지에서는 grid parity 도달하거나 근접하고 있어 천연가스에 대한 가격경쟁력이 더욱 강화될 것으로 보인다.
그러나 천연가스의 단점으로 미래의 불확실성을 들 수 있다. 기후변화에 대한 대응노력은 천연가스의 활용에 있어서 기회가 되지만, 경쟁 에너지원에 의해서 조기 대체의 가능성이 보이면서 만약 경쟁 에너지원의 비용도 하...
