도시가스의종류 (LNG.LPG.바이오가스)

[남이섬]

도시가스의종류

제1조의2(도시가스의 종류) 「도시가스사업법」(이하 "법"이라 한다) 제2조제1호에 따른 도시가스는 다음 각 호와 같다.  

<개정 2013.3.23>

1. 천연가스(액화한 것을 포함한다. 이하 같다): 지하에서 자연적으로 생성되는 가연성 가스로서 메탄을 주성분으로 하는 가스

2. 천연가스와 일정량을 혼합하거나 이를 대체하여도 가스공급시설 및 가스사용시설의 성능과 안전에 영향을 미치지 않는 것으로서 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 품질기준에 적합한 다음 각 목의 가스 중 배관(配管)을 통하여 공급되는 가스

가. 석유가스: 「액화석유가스의 안전관리 및 사업법」 제2조제1호에 따른 액화석유가스 및 「석유 및 석유대체연료 사업법」 제2조제2호나목에 따른 석유가스를 공기와 혼합하여 제조한 가스

나. 나프타부생(副生)가스: 나프타 분해공정을 통해 에틸렌, 프로필렌 등을 제조하는 과정에서 부산물로 생성되는 가스로서 메탄이 주성분인 가스 및 이를 다른 도시가스와 혼합하여 제조한 가스

다. 바이오가스: 유기성(有機性) 폐기물 등 바이오매스로부터 생성된 기체를 정제한 가스로서 메탄이 주성분인 가스 및 이를 다른 도시가스와 혼합하여 제조한 가스

라. 그 밖에 메탄이 주성분인 가스로서 도시가스 수급 안정과 에너지 이용 효율 향상을 위해 보급할 필요가 있다고 인정하여 산업통상자원부령으로 정하는 가스

[본조신설 2009.9.21] 

도시가스사업법 시행령중에서

도시가스

일반적으로 도시 가스는 석탄,코크스, 나프타(naphtha), 원유,중유,천연가스, LPG 등을 원료로 하며, 제조한 가스를 정제, 혼합하여 공급 규정에 정해진 소정의 발열량으로 조정한 것으로 표와 같이 14종으로 나누어진다. 도시 가스는 가스 회사로부터 배관을 통해 소비자까지 공급되므로, LP 가스의 경우와 같이 저장 시설이나 기화 설비를 필요로 하지 않는 특징이 있다.

도시가스는 파이프라인을 통하여 수요자에게 공급하는 연료가스를 말합니다. 석유 정제시에 나오는 납사를 분해시킨 것이나, LPG, LNG를 원료로 사용합니다.

현재 우리나라에서 사용하고 있는 도시가스의 연료는 2가지가 사용됩니다. LNG가 많이 사용되며, LNG 공급배관이 설치되지 않은 곳에서는 LPG+공기의 혼합가스가 도시가스 연료로 사용되고 있습니다.

가스안전공사

도시가스의 종류 (14종의 가스 그룹)
종류	연소속도의	웨베지수		연소속도에	발열량[㎉/N㎥]		표준비중	표준공급	비고
	종별	(WI)		관한 지수(CP)의 폭			(공기= 1.00)	가스압력
		최소	최대		저발열량	고발열량		[㎜Aq]
4A	느림(A)	3270	4280	21 ~ 56	3240	3600	0.81	100
4B	중간(B)	3770	4330	38 ~ 66	3240	3600	0.79	100
4C	빠름(C)	3950	4550	47 ~ 80	3240	3600	0.72	100
5AN	느림(A)	4320	4970	22 ~ 59	3780	4200	0.82	100	천연 가스
5A	느림(A)	4700	5400	23 ~ 60	4050	4500	0.79	100
5B	중간(B)	4650	5350	41 ~ 73	4050	4500	0.81	100
5C	빠름(C)	5110	5890	55 ~ 96	4050	4500	0.67	100
6A	느림(A)	5860	6740	25 ~ 65	6475	7000	1.23	150	부탄에어가스
6B	중간(B)	5950	6850	49 ~ 86	4500	5000	0.61	100
6C	빠름(C)	5670	6530	60 ~105	4050	4500	0.54	100
7C	빠름(C)	6140	7060	63 ~112	4050	4500	0.46	100
11A	느림(A)	11000	12000	35 ~ 86	8100	9000	0.61	200	천연 가스
12A	느림(A)	11750	12850	37 ~ 89	9000	10000	0.66	200	천연 가스
13A	느림(A)	12600	13800	39 ~ 93	9900	11000	0.69	200	천연 가스

천연가스  

인류는 언제부터 천연가스를 이용했으며 언제까지 쓸 수 있는가?

천연가스는 약 1000년 전부터 중국사람들이 대나무 통을 땅 속에 박아 가스를 채집하여 소금 제조와 취사에 사용했다는 기록이 있을 정도로 사용 역사가 오래 됩니다

1802년 이태리 제노아에서 가스로 가로등을 켠 것이 유럽에서 최초로 가스를 상업적으로 이용한 것이며, 1821년 미국 뉴욕주의 Fredonia에서 가로등용, 가정 및 공업용 연료로서 사용하기 시작했습니다. 그 당시에는 가스 값보다 가로등을 점등하는 인건비가 더 비싸서 가로등을 하루종일 켜 놓았었다고 합니다

초기단계에는 천연가스를 생산지로부터 소비지로 수송하는 적당한 방법이 없었기 때문에 가스전에서 그대로 태워 버렸으나 제2차 세계대전 이후부터 용접기술과 배관 제조기술이 발달함에 따라 가스를 생산지로부터 소비지까지 파이프라인을 부설하여 수송할 수 있게 되어 비로소 본격적으로 천연가스를 사용할 수 있게 되었습니다.

우리나라는 1986년 인도네시아에서 LNG를 수입하여 도시가스용으로 사용하기 시작하였고, 현재는 인도네시아, 보르네오, 오만, 카타르 등에서 수입하고 있으며, 발전용 및 가정용 등으로 연간 (2000년 추정치) 약 1,415만 톤이 사용되고 있는데 이것은 1차 에너지 수요의 약 8.4%에 이릅니다. 그러나 지구상에 존재하는 천연가스는 무한정 사용할 수 없으며,확인된 천연가스 총매장량은 145조㎥로 현재 사용하고 있는 추세대로라면 지금부터 약 65년간 사용할 수 있습니다.

천연가스는 35억년 전 생물들의 유산?

천연가스는 석탄이나 석유와 같이 지금부터 약 35억년 전 살던 생물이 묻혀서 만들어진 화석연료입니다. 석탄은 나무와 같은 식물이 흙 속에 파묻혀서 오랜 세월 동안 압력을 받아 만들어진 것이고,

석유와 천연가스는 바다에 살고있던 플랑크톤이나 동물이 묻힌 후 그 위에 퇴적된 흙 속에서 유체로 변한 것으로,
석유를 채굴하는 것과 마찬가지로 시추공을 바다밑이나 땅 속 깊이 박아 천연가스를 채굴합니다.

또한 천연가스만 매장되어 있는 경우도 있지만 보통은 석유와 함께 매장되어 있습니다

액화천연가스(LNG) 

LNG는 Liquefied Natural Gas의 약자로 메탄을 주성분으로 한 혼합가스이며 천연가스를 냉각해서 액화한 것이다.
액화 천연가스는 메탄이 주성분이고 여기에 약간의 에탄등의 경질 파라핀계 탄화수소를 함유하고 있다.

천연가스의 주성분인 메탄은 1㎏이, 0℃, 1기압의 가스상태로 약 1.3N㎥의 부피이나,

이것을 -162℃까지 냉각하면 액화해서 0.0022㎥로 된다.
즉 가스에서 액으로 되면 약1/600의 적은 부피가 된다

주요 특성은

-기화시 공기보다 가볍다(기체비중 : 0.62)
-액화시 체적이 감소한다(기체의 1/600)
-무색 무취이나 누설의 경우 알 수 있게 부취제를 넣고 있다.
-냉열 이용이 가능하다.
-천연고무에 대한 용해성이 없다

LNG는 황화합물, 질소화합물이 함유되어 있지 않고 메탄이 주성분이므로 연료로 사용할 때는 그을음 등의 발생이 적고,안정된 연소상태를 얻기 쉬우므로 도시가스 및 발전용 연료 외에 일반 공업용 원료로 널리 사용된다.

LPG/Air혼합가스

LP가스에 공기를 혼합하여 제조하는 가스로서 LNG가 공급되지 않는 지역에서 공급되는 도시가스이다.
공기의 희석 비율은 공급열량에 따라 조절되며 천연가스와 호환성을 유지하기 위한 조건으로 공기를 약 37%(vol%)정도 혼합하여 열량을 약 15,000Kcal/Nm3으로 유지한다 

주요 특성은

-공기보다 무겁다(비중=1.34)
-무색무취이나 누설시 쉽게 구별되게 부취제를 넣고 있다.
-연소시 필요 공기량은 LP가스보다 적다.
-천연고무나 기타 석유제품에 대한 용해성이 있다.

바이오가스

바이오가스 정제기술은 음식물쓰레기와 하수슬러지 등의 유기성 폐기물이 혐기성 소화과정을 통해 분해되면서 발생되는 바이오가스(메탄, 이산화탄소, 황화수소 등으로 구성되는 가연성 가스)를 아민흡수기술을 통해 이산화탄소를 분리하고 기타 불순물인 황화수소 등을 제거하여 메탄 순도가 97% 이상인 바이오메탄을 생산하는 기술이다

(볏집등을 이용한바이오가스) 

농촌진흥청은 볏짚, 보릿짚, 밀짚, 유채대 등을 원료로 해 혐기소화(공기가 없는 밀폐된 공간에서 미생물로 발효) 공정을 거쳐 바이오가스를 생산하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

이 기술을 이용해 볏짚을 원료로 바이오가스 생산 실험을 한 결과, 고온조(55℃)에서 혐기소화 시 볏짚 1kg당 바이오가스의 주성분인 메탄가스(CH4)를 약 0.53ℓ 정도 생산할 수 있었다.

특히 바이오가스 중 메탄가스의 농도가 최고 77%까지 관측돼, 가축분뇨나 음식물쓰레기 등을 이용해 생산할 때의 메탄가스 농도 50∼60% 보다 높아 좀 더 질 좋은 바이오가스를 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

뿐만 아니라 혐기소화 공정시 가축분뇨나 음식물쓰레기 등은 대량의 오폐수가 발생해 이를 처리해야 하는 부담이 크지만, 농경지 부산물은 오폐수가 거의 발생하지 않으며, 완숙 퇴비를 생산해 농경지로 환원할 수 있는 장점이 있다.

한편, 우리나라 볏짚 생산량은 약 682만 톤으로 이중 약 20%는 수확 시 절단해 농경지로 환원하는데, 이러한 볏짚을 수거해 바이오가스를 만들면 약 723만톤 정도의 바이오가스 생산이 가능하다. 또한, 이 바이오가스를 열병합 발전기에 이용하면 1,446만kW의 전기를 생산할 수 있다.

 Songtan-Gasman