석탄과 가스는 같은 화석연료이고 같이 연소를 통해 에너지를 얻는데 지구온난화 방지로 탈석탄을 하면서 왜 가스를 태울까? 하는 궁금증을 가진 분들도 계실텐데요.
같은 에너지를 얻는데 배출되는 CO2의 양이 다르기 때문입니다.
석탄은 탄소(C)가 주성분이고 LNG는 메탄(CH4)이 주성분입니다. 먼저 탄소와 수소의 연소반응식과 발열량을 보면 아래와 같습니다.
석탄
C + O2 = CO2 + 8,100[kcal/kg]
수소
H2 + (1/2)O2 = H2O + 34,000[kcal/kg] (고위발열량)
H2 + (1/2)O2 = H2O + 28,600[kcal/kg] (저위발열량)
이때 수소가 함유된 연료는 연소 생성물인 물이 기체상태로 있느냐? 액체상태로 있느냐?에 따라 고위발열량과 저위발열량의 2가지로 표시할 수 있는데, 연료로서의 수소는 수증기의 잠열을 제외한 저위발열량으로 표시해야 합니다.
LNG
C + O2, 2H2 + O2 = CO2 + 8,100[kcal/kg], 2H2O + 28,600[kcal/kg] (저위발열량)
LNG는 탄소와 수소의 중량비가 12:4 이므로 LNG 1[kg]은 11,970[kcal]의 발열량을 가지고 있습니다.
중략
따라서
석탄과 LNG 각 1[kg]를 태우는데
각 원소의 원자량은 수소 1, 탄소 12, 산소 16 이니까
석탄은 8,100[kcal]의 열과 3.67[kg]의 CO2를 배출하고
LNG는 11,970[kcal]의 열과 2.75[kg]의 CO2를 배출합니다.
이것을 10,000[kcal]의 동일 열량을 얻는데 배출되는 CO2[kg]로 환산하면
석탄은 4.53[kg]을 LNG는 2.30[kg]의 CO2를 배출합니다.
즉 같은 에너지를 얻는데 LNG는 석탄에 비해 약 절반만큼의 CO2를 배출하기 때문에 LNG가 석탄보다 친환경적입니다.
발전소의 열효율이나 발전효율은 각 발전소의 시설이나 운전상태에 따라 약간 다를 수는 있겠습니다.
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