[뉴 테크놀로지] 석유가 안 나오면… 만들면 되지

[뉴 테크놀로지] 석유가 안 나오면… 만들면 되지 석탄·천연가스를 석유로 만드는 기술… 국내서도 시험 가동 ★직접 액화 방식 석탄을 섭씨 400~470도로 가열 탄소 원자에 물의 수소를 결합 ★간접 액화 방식 석탄을 기체 상태로 만든 후 액체인 석유로 변환시켜 조호진 기자 superstory@chosun.com 기자의 다른 기사보기

에너지 질이 떨어지는 석탄이나 천연가스를 석유로 바꾸는 기술이 주목받고 있다. 채산성이 떨어지는 화석연료의 부가가치를 높이는 데다 이렇게 만들어진 인조 석유는 공해물질도 적게 배출해 일석이조(一石二鳥)다. 중국·미국 등에서 앞다퉈 개발에 나서는 것도 이 때문. 최근 국내에서도 소규모의 시험용 설비가 잇따라 가동되기 시작했다.

◆석탄이 물 만나 석유로 변신

석유는 탄소와 수소로 구성되는데 석탄은 탄소 덩어리이다. 인조 석유 기술의 핵심은 석탄에서 탄소를 끄집어내고, 물에서 수소를 분리해 합성하는 것이다. 방법은 크게 두 가지로 나뉜다. 고온·고압에서 석탄을 바로 석유로 변신시키는 직접액화 방식과, 석탄을 기체 상태인 가스로 만들었다가 석유로 만드는 간접액화 방식으로 나뉜다.

직접액화 방식은 말하자면 석탄을 녹여서 석유로 만드는 것이다. 석탄을 100~300기압에서 섭씨 400~470도까지 가열하면 석탄을 구성하는 탄소 원자들의 연결 고리가 끊어진다. 여기에 물에서 분리시킨 수소를 탄소 원자에 결합시키는 방식이다.

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간접액화 방식은 석탄을 기체 상태로 만든 후에 이를 다시 액체인 석유로 변환시키는 방식이다. 처음부터 기체인 천연가스를 석유로 변환시키는 기술도 간접액화방식과 유사한 기술이다. 국내에서는 지난 1월 한국에너지기술연구원이 하루 0.1배럴의 석유를 생산할 수 있는 간접액화 방식의 시험용 생산시설을 가동하기 시작했다. 에너지기술연구원 정헌 박사는 "하루 15배럴 생산이 가능한 장치를 2010년까지 완공하면 설비 국산화율은 현재 30%에서 60%로 올라갈 것"이라고 말했다.

한국화학연구원 전기원 박사팀은 작년 12월 에너지기술연구원 주현규 박사팀과 함께 천연가스를 원료로 석유를 얻는 기술을 개발했다. 하루에 0.1배럴의 석유를 생산할 수 있는 규모이다.

인조 석유 기술은 채산성이 떨어지는 저급의 석탄이나 천연가스를 고부가가치의 석유로 탈바꿈시킨다는 점에서 경제적 가치가 높다. 전문가들은 유가가 배럴당 40~75달러를 돌파하면 인조 석유도 시장 경쟁력을 가질 것으로 보고 있다.

환경에도 좋다. 직접액화 방식으로 생성된 디젤을 사용하면 공해물질인 일산화탄소와 산화질소 등이 최대 85%까지 줄어들게 된다. 천연가스에서 얻은 석유로 생성된 디젤 역시 황은 전혀 배출하지 않으며 매연은 40%까지 감소하게 된다.

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▲ 한국에너지기술연구원은 석탄에서 석유를 얻는 방식의 하나인 간접액화 기술을 개발해 1월 초부터 시험 생산 시설 가동에 들어갔다. /한국에너지기술연구원 제공

◆남아공·중국·미국에서 활발해

인조 석유 기술은 남아프리카공화국에서 본격적으로 상용화됐다. 남아공은 자국에 매장된 대량의 저급석탄을 활용하고자 일찍이 이 기술에 매진했다. 1955년 하루 7000배럴의 인조 석유를 생산할 수 있는 공장을 가동시켰다. 현재 하루 생산량은 15만배럴.

중국·미국도 앞다퉈서 인조 석유 공장을 증설하거나 연구 중이다. 중국은 네이멍구(내몽고) 지역에 하루 2만배럴의 인조 석유를 생산하는 설비를 2007년 완공했다. 미국에서는 영국석유회사 BP가 알래스카에 간접액화 방식으로 하루 300배럴 생산이 가능한 설비를 구축했다. 미국의 에너지 벤처 기업 렌텍은 하루 10배럴의 석유를 생산할 수 있는 공장을 건설 중이다.

인조 석유 기술은 에너지 안보라는 측면에서도 중요하다. 정헌 박사는 "우리 땅에서 바로 석유를 만들 수 있으면 비상사태에 대비할 수 있다"면서 "현재 국내에서 교통용으로 사용되는 석유는 하루 15만배럴 정도로 석탄 7.5만t만 있으면 간접액화방식으로 자급할 수 있다"고 말했다. 현재 한반도에 묻혀 있는 석탄은 160억t으로 추정된다.