천연가스란? 천연가스의 특징과 활용 분야

천연가스(natural gas)는 주로 메탄(CH₄)으로 이루어진 가연성 가스를 말합니다. 지하의 화석 연료 매장지에서 채취되며, 주로 난방, 전력 생산, 산업용 연료, 가정용 연료로 사용됩니다. 천연가스는 상대적으로 청정한 연료로 간주되며, 석탄이나 석유에 비해 연소 시 배출되는 이산화탄소와 기타 오염물질이 적습니다. 넓은 의미의 천연가스는 자연 상태에서 생성되는 가스 대부분을 포함합니다. 여기에는 땅속에서 채굴하는 가스나 화산에서 발생하는 가스, 늪지에서 생명 활동 산물로 생성되는 가스가 모두 포함됩니다.

 

 

 

출처: 픽사 베이

 

 

천연가스의 특징

1. 주요 성분:
   • 메탄: 천연가스의 주성분으로, 보통 70-90%를 차지합니다.
   • 기타 성분: 에탄, 프로판, 부탄, 이산화탄소, 질소, 헬륨, 수소 황 등의 미량 성분이 포함될 수 있습니다.
2. 형성 및 추출:
   • 형성: 지하 깊은 곳에서 유기물의 분해로 형성됩니다.
   • 추출: 지하의 천연가스 매장지에서 시추와 같은 방법으로 추출되며, 종종 석유와 함께 발견됩니다.
3. 연소 특성:
   • 청정 연소: 다른 화석 연료에 비해 이산화탄소(CO₂), 질소 산화물(NOx), 황 산화물(SOx) 등의 유해물질 배출이 적습니다.
   • 고효율: 높은 연소 효율을 가지고 있어 에너지 효율이 높습니다.
4. 용도:
   • 가정용: 난방, 온수, 요리 등 다양한 가정용 에너지로 사용됩니다.
   • 산업용: 전력 생산, 공장 연료, 화학 공정의 원료로 사용됩니다.
   • 교통: 천연가스 차량(CNG 차량) 연료로도 사용됩니다.
   • 전력 생산: 천연가스 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용됩니다.
5. 운송 및 저장:
   • 파이프라인: 지상 및 해저 파이프라인을 통해 운송됩니다.
   • 액화 천연가스(LNG): 액체 상태로 냉각하여 저장 및 운송이 용이하도록 합니다.
   • 압축 천연가스(CNG): 고압으로 압축하여 운송하거나 차량 연료로 사용됩니다.
6. 경제적 특징:
   • 가격 변동성: 시장 수요와 공급, 지정학적 요인에 따라 가격 변동이 큽니다.
   • 상대적 경제성: 다른 에너지원에 비해 비용 효율적일 수 있습니다.
7. 환경적 특징:
   • 온실가스 배출: 연소 시 이산화탄소를 배출하지만, 석탄이나 석유에 비해 적은 양을 배출합니다.
   • 메탄 누출: 천연가스의 주요 성분인 메탄은 강력한 온실가스로, 누출 시 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
8. 장점과 단점:
   • 장점: 청정에너지로서의 특성, 높은 에너지 효율, 다양한 용도.
   • 단점: 화석 연료로서의 한계, 메탄 누출 문제, 지속 가능성에 대한 우려.

 

 

 

출처: 픽사 베이

 

 

천연가스의 활용 분야

 

1. 가정용

• 난방: 천연가스는 주택 및 건물의 난방 시스템에서 많이 사용됩니다.
• 온수: 온수 공급을 위한 보일러 연료로 사용됩니다.
• 요리: 가정용 가스레인지나 오븐 등에서 조리 연료로 사용됩니다.

 

2. 산업용

• 전력 생산: 천연가스 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용됩니다. 천연가스 터빈은 높은 효율과 낮은 배출가스를 특징으로 합니다.
• 공장 연료: 제조업에서 공정 열을 제공하는 연료로 사용됩니다.
• 화학 공정: 천연가스는 화학 산업에서 암모니아, 메탄올, 비료 등의 원료로 사용됩니다.

 

3. 상업용

• 건물 난방 및 냉방: 상업용 건물의 HVAC 시스템에서 난방 및 냉방 연료로 사용됩니다.
• 조리 및 온수: 레스토랑, 호텔 등 상업 시설에서 요리 및 온수 공급에 사용됩니다.

 

4. 교통

• 천연가스 차량 (CNG 차량): 압축 천연가스(CNG)를 연료로 사용하는 차량입니다. 버스, 트럭, 택시 등에서 사용됩니다.
• 액화 천연가스(LNG) 차량: LNG를 연료로 사용하는 대형 차량과 선박이 있습니다.

 

5. 전력 생산

• 천연가스 발전소: 천연가스는 가스터빈 발전소에서 전기를 생산하는 주요 연료입니다. 특히 가스-스팀 결합 발전소는 높은 효율을 자랑합니다.

 

6. 수소 생산

• 수소 생산: 천연가스 개질(steam reforming) 공정을 통해 수소를 생산하는 데 사용됩니다. 이 수소는 연료전지 등 다양한 분야에 활용됩니다.

 

7. 냉방 및 냉동

• 흡수식 냉동기: 천연가스를 연료로 사용하는 흡수식 냉동기에서 냉각 효과를 제공하는 데 사용됩니다.

 

8. 해양 산업

• LNG 운반선: 액화 천연가스를 운송하는 선박으로, 천연가스 자체를 연료로 사용하는 경우도 있습니다.

 

9. 농업

• 비료 생산: 암모니아 합성을 위한 원료로 사용되며, 이는 질소 비료의 주요 성분입니다.

 

10. 소규모 발전 및 백업 발전

• 소규모 발전: 소규모 천연가스 발전 시스템은 상업 시설이나 주택에서 독립적으로 전력을 공급할 수 있습니다.
• 백업 발전: 정전 시 비상 전력 공급을 위한 백업 발전기에서 사용됩니다.