이영재 에너지기술연구원 수송에너지연구센터장

▲ 이영장 수송에너지연구센터장
배럴당 60달러를 상회하는 고유가가 지속되고 있는 가운데 21세기의 석유에너지 부족을 해결할 수 있는 유망한 자동차 연료로서 바이오연료와 합성연료, 궁극적으로는 수소에너지가 검토되고 있다.

합성연료로서 유망시되는 것은 GTL과 DME로서 이들은 모두 세탄가가 경유보다 높기 때문에 압축착화방식인 디젤엔진의 대체연료로서 사용할 수 있다.

GTL은 상온에서 액체상태인 경유와 유사한 물성을 갖고 있어서 엔진 개조가 거의 필요 없고 기존 석유 인프라를 활용할 수 있는 장점을 갖고 있는 반면에, DME는 연료의 물성이 LPG와 유사하여 상온에서 가스상태이고 약 6기압에서 액화되므로 기존 LPG 인프라를 준용할 수 있으나 디젤엔진에 적용하기 위해서는 엔진 연료계의 개조를 필요로 한다.

그러나 GTL이 디젤엔진의 문제점인 입자상물질을 소폭 저감할 수 있음에 대하여 DME는 연료에 산소를 다량 포함하고 있기 때문에 입자상물질을 거의 배출하지 않는 큰 장점을 가지고 있다.

DME가 장래의 연료로서 유망시되는 점은 천연가스나 석탄으로부터는 물론 바이오매스나 폐플라스틱 등 합성가스를 생성할 수 있는 다양한 원료에 의해서 제조가 가능하며, 사용처도 발전용, 민생용, 자동차용 등 광범위하게 걸쳐 있어서 가히 Multi source - multi purpose라고 칭할 수 있기 때문이다.

국내외 관련기관의 분석에 의하면 소규모 천연가스전을 활용하여 현지에서 DME를 제조 도입하는 경우에 액화 및 기화, 전용 탱커에 의한 물류 비용 등이 크게 소요되는 기존 LNG 이용방식에 비해 제 비용이 크게 저감되어 일정규모 이상의 플랜트에서는 단위발열량당 제조원가 측면에서 DME로 활용하는 쪽이 보다 유리한 것으로 시산되고 있다.

특히 전세계 LNG의 약 3/4를 사용하고 있는 일본과 한국에서는 LNG 대신에 DME로 활용하는 방식이 충분히 시장 경쟁력을 갖출 수 있는 것으로 평가되고 있다.

일본은 DME의 제조에서 이용기술에 이르기까지 세계적으로 상용화를 가장 활발히 추진하고 있어서, 2010년도 이전의 보급을 목표로 대형가스터빈 연료로서의 DME 적용, DME엔진 열병합발전시스템의 개발 등을 추진하고 있는 외에, 국토교통성, 경제산업성, NEDO, 석유공단 등의 여러 프로젝트에서 다양한 종류의 트럭, 버스 등을 개발하여 현재 도로상에서 실증시험을 실시하고 있다.

그밖에 유럽, 미국 등지에서도 제조 및 이용기술의 개발을 추진하고 있고, 최근에는 중국에서 가정용 연료로서 LPG에 대신하여 약 3만호의 주택에 DME를 보급하고 있는 외에 차량 적용연구도 활발히 추진하고 있다.

한편, 국내에서는 가스공사에서 2003년 4월에 50kg/day 규모의 파일롯 플랜트를 건설하여 실증시험을 실시하고 있고, 한국에너지기술연구원에서도 약 5년에 걸쳐 DME 차량기술에 관한 기반기술 연구를 추진하고 있다.

그러나 아직 본격적인 상용화에 이르고 있지 못한 실정으로서 이용기술도 차량 연구에 치중되어 있는 실정이다.

최근의 고유가에 대비한 에너지의 다원화, 기후변화협약에 대응한 온실가스의 저감, 대도시의 대기질 개선 등을 위해서는 국가 차원에서 다양한 종류의 청정 신재생에너지의 보급을 확대해야 할 상황에 처해 있으며, 이들 3가지를 동시에 달성할 수 있는 신에너지의 하나인 DME의 제조에서 이용기술에 이르기까지 조기 상용화를 위하여 관산학이 협력하여 기술개발을 활성화해야 할 것으로 생각된다.

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