이영재 에너지기술연구원 수송에너지연구센터장

▲ 이영재 수송에너지연구센터장
세계 에너지 소비는 아시아를 중심으로 한 개발도상국의 급속한 수요신장에 따라서 2030년에는 2000년 대비 66% 증가할 것으로 추정되고 있으나 석유의 채굴량은 정점에 달한 것으로 예측되고 있다.

한편 금세기에는 연비가 나쁘고 이산화탄소 배출량이 많은 가솔린자동차의 수요는 점차 둔화되고 저연비 저이산화탄소의 디젤자동차가 크게 증가할 것으로 전망된다.

이미 유럽에서는 디젤승용차가 전체 승용차의 약 절반을 차지하고 있고, 우리나라에서도 직접분사식 디젤엔진을 탑재한 SUV의 보급이 급속히 확대되고 있는 가운데 최근에는 소형 경유승용차도 양산 판매되고 있다.

디젤엔진은 이러한 저연비 저이산화탄소 외에 고출력 대배기량이 가능한 연소특성을 가지고 있기 때문에 앞으로도 상당기간 자동차 원동기의 주류를 이룰 것으로 전망되며 이에 따라서 향후의 석유자원 고갈에 대비하여 새로운 청정 대체연료인 바이오디젤과 GTL 경유가 세계 각지에서 검토되고 있다.

GTL (Gas To Liquid) 경유는 합성가스로부터 Fischer-Tropsch 공법에 의해 제조되는 합성경유로서 그의 제조원료는 천연가스,석탄, 아스팔트와 같은 중질유에서부터 바이오매스까지 광범위하다.

GTL 경유는 황분과 방향족을 포함하고 있지 않고 세탄가가 아주 높기 때문에 디젤엔진에 사용하는 경우에 입자상물질, 일산화탄소, 탄화수소를 수십퍼센트 저감할 수 있으며, 상온 상압에서 액체이기 때문에 기존의 주유, 물류 인프라를 활용할 수 있는 장점이 있다.

반면에 경유에 비해 윤활성이 약간 부족하고, 연료분사계 일부 실링재료에 다소 영향을 미치나, 전자는 에스테르계 또는 지방산계 윤활성 향상제를 사용하여 쉽게 개선이 가능하고 후자는 최근의 디젤엔진 실링계 재질인 불소계 고무에 대해서는 영향이 경미한 것으로 알려져 있다.

GTL 경유는 현재 남아공 3개소(Sasol), 말레이시아 1개소(Shell)의 플랜트에서 생산되고 있다.

남아공에서는 자국의 풍부한 석탄을 주원료로 사용하여 내수용 경유와 가솔린을 생산하며, 말레이시아의 Shell 플랜트는 천연가스를 원료로 하여 수출 위주의 제품을 생산하고 있다.

그밖에 Sasol이 카타르와 나이제리아에서 각 1기를 건설하고 있고, Shell과 Sasol이 카타르에서 각 1기를 기본설계중에 있으며, 이들과 엑슨모빌 등 국제석유자본이 카타르, 이란, 미국, 호주, 남아공 등지에서 현재 11기를 타당성 조사하고 있다.

현재 상업, 건설, 계획중인 이들 대형 플랜트는 대부분 중동 최대의 가스전인 North Dome 가스전을 가진 카타르나 이란에 집중되어 있으며 이는 매장량이 풍부하여 가스전의 개발코스트가 낮기 때문이다.

이러한 세계적인 GTL 플랜트 건설에 따라서 2013~2014년에는 일산 124만배럴의 규모가 되어, 수율을 60%로 가정할 때에 GTL 경유는 약 74만배럴/일 즉 일산 약 4,300만kLs가 생산될 것으로 추정되고 있다.

이러한 GTL 제조플랜트의 건설 외에 GTL 경유는 Shell 주도하에 미국, 영국, 독일, 중국 등지에서 2003년 이래 차량 실증시험을 활발히 실시하고 있다.

그러나 우리나라에서는 제조 또는 차량 적용 연구가 아직 본격적으로 수행되고 있지 않다.

경유의 소비량이 휘발유의 소비량을 상회하는 우리나라의 실정에서 향후 지속적인 디젤자동차의 판매신장을 고려할 때에 경유의 청정 대체연료의 개발 및 적용 확대가 시급하며, 이를 위해서는 국내산 석탄 또는 해외 소규모 천연가스전을 활용한 GTL 경유의 제조에서부터 차량 적용기술에 이르기까지 보급 확대를 위한 기술개발을 활발히 추진하여 21세기의 에너지 고갈에 대비해야 할 것으로 생각된다.

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