화석에너지(석탄, 석유, 원자력, 천연가스)

에너지

 

1. 화석에너지

석탄, 석유, 원자력, 천연가스

 

2. 신재생에너지

신에너지(3분야): 석탄액화 가스화기술, 연료전지, 수소에너지

 

재생에너지(8분야): 태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지

 

 

오늘은 위의 에너지 중에서도 화석에너지에 대해서 포스팅하도록 하겠습니다.

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1. 화석에너지

 

1) 석탄

석탄은

 

육생식물 또는 수생식물이 수중에 퇴적하여 매몰된 후 가열과 가압 작용에 의해서 변질이 발생하여 생성되게 됩니다.

 

 

 

석탄의 종류는 아래와 같습니다.

 

도탄(이탄): 땅속에 묻힌 지 얼마 되지 않아 식물의 구조가 보이며 어두운 갈색 빛을 띠며 탄소 함유량이 적어

잘 타지 않습니다.

 

갈탄(유연탄의 일종): 석탄 중 가장 탄화도가 낮은 흑갈색 석탄입니다.

 

역청탄(유연탄의 일종): 흑색 또는 암흑색을 띄며 연소 시 악취와 연기가 발생합니다.

 

무연탄: 탄화가 가장 잘 되어 연기를 내지 않고 연소가 됩니다. (탄소함량 약 90%, 발화점 490℃)

 

 

 

2) 석유

출처: 대학석유협회

 

석유는

 

바다나 호수에 유기물의 사체가 쌓이게 되고

 

이 유기물들이 석유로 되기 전 케로젠이라고 하는 점토암으로 변하게 됩니다.

 

이것이 긴 시간 동안 높은 온도와 압력 하에서 최종적으로 석유로 만들어지게 됩니다.

 

출처: 한국석유공사

 

석유는 여러가지 물질이 섞여있는 혼합물 형태로

 

끓는점의 차이를 이용하여 분별증류하게 되면 원하는 종류를 얻을 수 있게 됩니다.

 

LPG처럼 끓는점이 낮을수록 먼저 기체로 분리되고, 중유와 같이 무거운 성분일수록 나중에 분리가 됩니다.

 

 

 

3) 원자력

 

원자력은 원자 내부의 핵반응(핵분열, 핵융합)에 의해 발생하는 에너지를 활용하는 방법입니다.

 

 

원자력에너지를 이용하는 원자로의 작동 방법은 아래와 같습니다.

 

원자로의 종류로는 아래와 같습니다.

 

- 가압경수로

원자로 안의 압력을 약 160기압 정도로 올려서 물의 끓는점을 약 300℃까지 올려

그 물을 이용하여 증기를 만들고 그 증기를 이용하여 터빈을 회전시켜 발전하는 방식입니다.

 

 

- 비등경수로

원자로 안의 안력을 가압경수로보다 좀 낮게 하여

원자로 속에 물을 직접 끓게 하여 수증기를 만들고 그 힘으로 터빈을 돌리는 방법입니다.

 

 

- 가압중수로

우라늄을 핵원료로 사용하고 감속재는 중수로 사용하는 방식으로

감속재를 중수로 사용하게 되면 천연 우라늄을 쓰더라도 핵분열이 잘 발생하여

농축한 우라늄을 사용하지 않아도 되는 장점이 있습니다.

 

 

4) 천연가스

천연가스는 천연에서 산출되는 가스를 이야기하며 그중에서도 탄화수소류를 주성분으로 하는

가스를 이야기합니다.(예, 메탄 등)

 

천연가스는 석유, 석탄에 비해 연소 시 불순물이 거의 발생하지 않는다는 장점이 있습니다.

(SOx 발생X / NOx, CO2 발생↓ )

 

 

LNG(액화천연가스) VS LPG(액화석유가스)

구분	LNG (액화천연가스)	LPG (액화석유가스)
주성분	메탄(CH4)	프로판(C3H8)	부탄(C4H10)
비중(공기대비)	0.55	1.55	2.07
연소범위(%)	5~15	2.1~9.5	1.8~8.4
발화온도(℃)	540	450	405
액화온도(℃)	-161.5	-42	-1

 

LNG(액화천연가스)의 경우 대부분 탄소가 1개인 메탄으로 구성되어 있으며,

 

LPG대비 비중이 공기보다 낮아 누출 시 위로 떠올라가 상대적으로 가라앉는 LPG에 비해 안전성이 좋습니다.

 

그러나 LNG의 경우 휘발성이 큰 만큼 액화하는데 LPG에 비해 많은 에너지를 필요로하여

운반시 어려운 단점을 가지고 있습니다.

 

LNG(액화천연가스) VS LPG(액화석유가스)

 

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이것으로 화석에너지를 마무리하도록 하겠습니다.

 

다음 포스팅부터 본격적으로 신재생에너지를 다뤄보도록 하겠습니다.