대한조선학회

	August, 2019
[깊이 보는 뉴스 읽기] LNG가 석탄보다 기후 변화에 해롭다? – LNG의 진실 1

<글 : 아이덴하우스 권효재 대표 jay.kwon@idenhouse.com> 천연가스를 영하 163도로 냉각하여 액체 상태로 유통하는 LNG가 인기입니다. 연간 10%이상 교역량이 증가하고 있습니다. 여러 기관들이 2040년까지 연평균 4%를 상회하는 LNG 소비량 증가를 예상합니다. 매년 수십척의 LNG운반선과 수백억 달러 규모의 LNG 액화, 기화 플랜트가 발주 될 거라고 합니다. LNG의 인기는 주 성분인 메탄의 화석 연료 중에서 가장 깨끗하다는 점에 기인합니다. 메탄의 화학식은 CH4입니다. 메탄이 연소될 때, 탄소원자는 공기 중의 산소 원자와 만나 이산화탄소가 되고, 수소 원자는 물이 됩니다. 메탄은 화석 연료 중에서 탄소 원자 수가 가장 적습니다. 그래서 연소 과정에서 온난화의 주범으로 거론되는 이산화탄소가 가장 적게 나옵니다. 또한 LNG는 제조 과정에서 정밀한 정제과정을 통해 불순물 대부분이 제거됩니다. 이산화탄소가 아닌 다른 오염 물질의 배출도 화석 연료 중 제일 적습니다. 전세계 거의 모든 국가들이 천연가스 사용을 늘리고 있습니다. 파이프라인으로 천연가스를 조달할 수 있는 나라는 가스의 형태로 수입합니다. 파이프라인을 이용할 수 없는 우리나라나 일본은 바다를 통해 LNG로 천연가스를 수입하고 있습니다. 천연가스는 난방, 산업용 연료, 발전 연료로 사용됩니다. 경제가 아주 급격하게 성장하는 나라가 아니라면, 그 국가의 천연가스의 사용이 늘수록 기존에 사용되던 화석 연료는 사용량이 줄어 듭니다. 이 과정에서 기존 화석 연료에서 배출되는 온난화 가스를 비롯한 각종 대기 오염 물질이 줄어들게 효과가 있습니다. 중국 베이징의 경우 지난 5년간 겨울철 대기질이 크게 개선되었는데, 개선 효과의 78%가 석탄을 천연가스로 교체했기 때문이라고 합니다. 우리나라의 경우에도 과거 매연을 내뿜던 시내버스를 천연가스 버스로 교체한 후 매연 저감 효과를 톡톡히 누렸습니다. 천연가스의 “청정 연료”로서의 특징은 상식으로 받아들여지고 있습니다. 천연가스는 전세계가 화석연료 기반에서 재생에너지 기반으로 변화하는 과정의 중간 다리 역할을 할 것으로 기대되고 있습니다. 현재 기술과 투자 규모로는 재생에너지의 비중이 30%를 넘기기 쉽지 않고, 재생에너지원의 특성상 날씨 변화에 따라 공급이 불안정한 문제가 있습니다. 향후 20년 정도는 대부분의 국가들이 천연가스를 재생에너지원과 조합해서 사용하려고 합니다. 천연가스를 통해 에너지 공급 안정성을 확보하고 온난화 가스와 오염물질 배출을 최대한 줄여보자는 전략입니다. 그런데, 이러한 상식을 정면으로 부정하는 보고서가 지난 7월초에 미국에서 발간되어 여러 사람들을 어리둥절하게 만들었습니다. 화석연료 중에서 공해 문제가 제일 심각하다고 알려진 석탄보다 LNG가 더 환경에 악영향을 준다는 내용입니다. 이 보고서를 소개한 국내 언론사의 보도 내용입니다. 화석 연료 중 제일 깨끗하다고 알려진 LNG가 석탄보다 기후변화에 더 나쁜 영향을 준다? 기사의 타이틀이 워낙 충격적이어서, 언론사의 취향에 따른 작위적인 기사로 치부하는 분들도 계십니다. 하지만, 이 기사의 출처인 미국의 [New Gas Boom] 보고서는 어떤 논리로 이런 상식 파괴적인 주장을 하는 걸까요? 정말 LNG는 지구 온난화를 악화시키는 영향이 석탄보다 더 큰 걸까요? LNG에는 우리가 알지 못하는 불편한 진실이 있는 걸까요? [New Gas Boom] 보고서의 핵심은 아래의 그래프입니다. [New Gas Boom] 보고서의 요점은 4가지입니다. 1) 2030년까지 현재 추진 중인 모든 LNG 프로젝트가 준공된다고 가정한다. 이로 인해 856.4 MTPA 규모의 LNG 설비가 증설되어 가동될 것이고 이중 80%의 액화 플랜트는 북미에 위치할 것이다. LNG의 생산/유통/소비 과정에서 상당량의 이산화탄소가 배출된다. 2) LNG 생산/유통/소비 과정에서 이산화탄소 이외에도 일정량의 메탄가스가 공기중에 방출되는 Methane Leak 현상이 발생한다. 그 양은 미국 기준으로 천연가스 소비량의 약 2.3% 수준으로 추정된다. 3) 메탄은 이산화탄소에 비해 온난화 효과가 수십 배 더 강하다. (20년 기준으로는 86배, 100년 기준으로는 34배). Methane Leak와 LNG의 생산/유통/소비 과정에서 발생하는 이산화탄소를 함께 고려하면 LNG는 지구 온난화에 악영향을 준다. 4) 2030년까지 574GW 용량의 석탄 발전소 신규 건설이 추진되고 있다. 추진 중인 모든 석탄 발전소가 준공된다고 가정하면, 여기서 발생할 온난화 가스와 그 영향은 856.4 MTPA 규모의 LNG 설비에서 발생할 온난화 가스와 그 영향보다 적다. 즉, LNG가 2030년까지 지구 온난화에 미치는 효과는 석탄보다 더 크다. 지면상 위의 4가지 주장을 일일이 검토하지는 않겠습니다. 왜냐하면 석탄과 LNG의 지구 온난화에 미치는 영향에 대한 연구는 여러 기관에서 이미 실시되었기 때문입니다. 미국 정부에서도 2014년에 해당 이슈에 대해 연구 보고서 [Life Cycle GHG Perspective report] 발간했습니다. 이 보고서의 핵심 도표는 아래와 같습니다. [Life Cycle GHG Perspective report]에 따르면 같은 양을 전기를 생산할 때, Methane Leak를 고려한다고 해도 가스발전이 석탄발전보다 최대 40% 정도 적게 온난화가스를 배출합니다. 이러한 평가는 여타 다른 보고서에도 유사하게 내려지고 있습니다. 그럼 [New Gas Booom] 보고서가 놓친 부분은 어디일까요? [New Gas Boom] 보고서의 오류는 왜 여러 국가들이 LNG 사용량을 늘리는지 그 이면을 보지 못했기 때문입니다. 우리나라도 그렇지만, 특히 중국의 경우에서 명확히 알 수 있는 것은, 여러 나라들이 비록 더 많은 비용을 지불해서라도 LNG(천연가스)를 사용하려는 이유가 바로 석탄 소비량 감축, 즉 [석탄 대체]이기 때문입니다. 비록 최신형 초초임계 석탄 발전소에 고가의 후처리 설비를 설치하면 오염 물질 배출을 최대한 억제할 수 있지만, 연료 그 자체의 특성으로 인해 이산화탄소 배출은 석탄이 천연가스보다 많습니다. 노후한 석탄 난방 시스템, 석탄 발전은 온난화 가스와 함께 많은 대기 오염 물질을 배출하고 있습니다. 이러한 노후 석탄 난방 시스템을 가스 보일러로 바꾸고, 석탄 발전소를 가스 발전소를 바꾸게 되면, 즉각적으로 대기 오염 물질 배출이 줄어듭니다. 또한 온난화 가스 배출량도 함께 줄어들게 됩니다. 연료 자체의 특성, 연소 과정의 높은 열효율로 인해 가스가 석탄보다 더 깨끗하다는 것은 분명한 사실입니다. 어떤 나라도 장기간 석탄 사용량을 유지/증가시키면서 천연가스를 사용량을 함께 유지/증가시키지는 않습니다. 경제가 급격하게 성장할 때는 일시적으로 이렇게 될 수 있지만, 장기적으로는 석탄의 사용량을 줄이고 천연가스의 사용을 늘리는 것이 합리적입니다. 경제적, 기술적, 사회적 여건만 허락된다면 LNG(천연가스)로 석탄을 최대한 대체하는 것이 대부분 나라들의 공통된 목표입니다. [New Gas Boom] 보고서의 가정대로 LNG 생산/유통/소비 량이 12년 동안 8억톤 이상 증가한다면, 그만큼의 석탄 사용량이 줄어 드는 것이 자명한데, 이 효과가 보고서에는 반영되지 않았습니다. 정리하면, 지금의 LNG 붐과 이로 인한 LNG(천연가스) 사용 증가는 온난화 가스 배출을 줄이는 효과를 가져올 것으로 기대됩니다. 왜냐하면 LNG(천연가스)의 사용 증가는 이에 상응하는 석탄의 소비량의 줄여주기 때문입니다. 물론 석탄 사용을 줄이고 그만큼 재생 에너지원을 사용하면 지구 온난화에 더욱 효과적으로 대응할 수 있을 것입니다만, 재생 에너지원은 대량 수급에 상당한 시간이 걸립니다. 석탄 대체 효과를 고려하면 LNG는 꽤 현실적인 대안입니다. 하지만, [New Gas Boom] 보고서에 지적한, 주목할 만한 중요한 Fact도 있습니다. 바로 Methane Leak 문제입니다. LNG 붐의 또다른 진실 중 하나인 Methane Leak 이슈를 다음 회에서 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

<글 : 아이덴하우스 권효재 대표 jay.kwon@idenhouse.com>

천연가스를 영하 163도로 냉각하여 액체 상태로 유통하는 LNG가 인기입니다. 연간 10%이상 교역량이 증가하고 있습니다. 여러 기관들이 2040년까지 연평균 4%를 상회하는 LNG 소비량 증가를 예상합니다. 매년 수십척의 LNG운반선과 수백억 달러 규모의 LNG 액화, 기화 플랜트가 발주 될 거라고 합니다. LNG의 인기는 주 성분인 메탄의 화석 연료 중에서 가장 깨끗하다는 점에 기인합니다. 메탄의 화학식은 CH4입니다. 메탄이 연소될 때, 탄소원자는 공기 중의 산소 원자와 만나 이산화탄소가 되고, 수소 원자는 물이 됩니다. 메탄은 화석 연료 중에서 탄소 원자 수가 가장 적습니다. 그래서 연소 과정에서 온난화의 주범으로 거론되는 이산화탄소가 가장 적게 나옵니다. 또한 LNG는 제조 과정에서 정밀한 정제과정을 통해 불순물 대부분이 제거됩니다. 이산화탄소가 아닌 다른 오염 물질의 배출도 화석 연료 중 제일 적습니다.

전세계 거의 모든 국가들이 천연가스 사용을 늘리고 있습니다. 파이프라인으로 천연가스를 조달할 수 있는 나라는 가스의 형태로 수입합니다. 파이프라인을 이용할 수 없는 우리나라나 일본은 바다를 통해 LNG로 천연가스를 수입하고 있습니다. 천연가스는 난방, 산업용 연료, 발전 연료로 사용됩니다. 경제가 아주 급격하게 성장하는 나라가 아니라면, 그 국가의 천연가스의 사용이 늘수록 기존에 사용되던 화석 연료는 사용량이 줄어 듭니다. 이 과정에서 기존 화석 연료에서 배출되는 온난화 가스를 비롯한 각종 대기 오염 물질이 줄어들게 효과가 있습니다. 중국 베이징의 경우 지난 5년간 겨울철 대기질이 크게 개선되었는데, 개선 효과의 78%가 석탄을 천연가스로 교체했기 때문이라고 합니다. 우리나라의 경우에도 과거 매연을 내뿜던 시내버스를 천연가스 버스로 교체한 후 매연 저감 효과를 톡톡히 누렸습니다.

천연가스의 “청정 연료”로서의 특징은 상식으로 받아들여지고 있습니다. 천연가스는 전세계가 화석연료 기반에서 재생에너지 기반으로 변화하는 과정의 중간 다리 역할을 할 것으로 기대되고 있습니다. 현재 기술과 투자 규모로는 재생에너지의 비중이 30%를 넘기기 쉽지 않고, 재생에너지원의 특성상 날씨 변화에 따라 공급이 불안정한 문제가 있습니다. 향후 20년 정도는 대부분의 국가들이 천연가스를 재생에너지원과 조합해서 사용하려고 합니다. 천연가스를 통해 에너지 공급 안정성을 확보하고 온난화 가스와 오염물질 배출을 최대한 줄여보자는 전략입니다. 그런데, 이러한 상식을 정면으로 부정하는 보고서가 지난 7월초에 미국에서 발간되어 여러 사람들을 어리둥절하게 만들었습니다. 화석연료 중에서 공해 문제가 제일 심각하다고 알려진 석탄보다 LNG가 더 환경에 악영향을 준다는 내용입니다. 이 보고서를 소개한 국내 언론사의 보도 내용입니다.

화석 연료 중 제일 깨끗하다고 알려진 LNG가 석탄보다 기후변화에 더 나쁜 영향을 준다? 기사의 타이틀이 워낙 충격적이어서, 언론사의 취향에 따른 작위적인 기사로 치부하는 분들도 계십니다. 하지만, 이 기사의 출처인 미국의 [New Gas Boom] 보고서는 어떤 논리로 이런 상식 파괴적인 주장을 하는 걸까요? 정말 LNG는 지구 온난화를 악화시키는 영향이 석탄보다 더 큰 걸까요? LNG에는 우리가 알지 못하는 불편한 진실이 있는 걸까요? [New Gas Boom] 보고서의 핵심은 아래의 그래프입니다.

[New Gas Boom] 보고서의 요점은 4가지입니다.

1) 2030년까지 현재 추진 중인 모든 LNG 프로젝트가 준공된다고 가정한다. 이로 인해 856.4 MTPA 규모의 LNG 설비가 증설되어 가동될 것이고 이중 80%의 액화 플랜트는 북미에 위치할 것이다. LNG의 생산/유통/소비 과정에서 상당량의 이산화탄소가 배출된다.

2) LNG 생산/유통/소비 과정에서 이산화탄소 이외에도 일정량의 메탄가스가 공기중에 방출되는 Methane Leak 현상이 발생한다. 그 양은 미국 기준으로 천연가스 소비량의 약 2.3% 수준으로 추정된다.

3) 메탄은 이산화탄소에 비해 온난화 효과가 수십 배 더 강하다. (20년 기준으로는 86배, 100년 기준으로는 34배). Methane Leak와 LNG의 생산/유통/소비 과정에서 발생하는 이산화탄소를 함께 고려하면 LNG는 지구 온난화에 악영향을 준다.

4) 2030년까지 574GW 용량의 석탄 발전소 신규 건설이 추진되고 있다. 추진 중인 모든 석탄 발전소가 준공된다고 가정하면, 여기서 발생할 온난화 가스와 그 영향은 856.4 MTPA 규모의 LNG 설비에서 발생할 온난화 가스와 그 영향보다 적다. 즉, LNG가 2030년까지 지구 온난화에 미치는 효과는 석탄보다 더 크다.

지면상 위의 4가지 주장을 일일이 검토하지는 않겠습니다. 왜냐하면 석탄과 LNG의 지구 온난화에 미치는 영향에 대한 연구는 여러 기관에서 이미 실시되었기 때문입니다. 미국 정부에서도 2014년에 해당 이슈에 대해 연구 보고서 [Life Cycle GHG Perspective report] 발간했습니다. 이 보고서의 핵심 도표는 아래와 같습니다.

[Life Cycle GHG Perspective report]에 따르면 같은 양을 전기를 생산할 때, Methane Leak를 고려한다고 해도 가스발전이 석탄발전보다 최대 40% 정도 적게 온난화가스를 배출합니다. 이러한 평가는 여타 다른 보고서에도 유사하게 내려지고 있습니다. 그럼 [New Gas Booom] 보고서가 놓친 부분은 어디일까요?

[New Gas Boom] 보고서의 오류는 왜 여러 국가들이 LNG 사용량을 늘리는지 그 이면을 보지 못했기 때문입니다. 우리나라도 그렇지만, 특히 중국의 경우에서 명확히 알 수 있는 것은, 여러 나라들이 비록 더 많은 비용을 지불해서라도 LNG(천연가스)를 사용하려는 이유가 바로 석탄 소비량 감축, 즉 [석탄 대체]이기 때문입니다.

비록 최신형 초초임계 석탄 발전소에 고가의 후처리 설비를 설치하면 오염 물질 배출을 최대한 억제할 수 있지만, 연료 그 자체의 특성으로 인해 이산화탄소 배출은 석탄이 천연가스보다 많습니다. 노후한 석탄 난방 시스템, 석탄 발전은 온난화 가스와 함께 많은 대기 오염 물질을 배출하고 있습니다. 이러한 노후 석탄 난방 시스템을 가스 보일러로 바꾸고, 석탄 발전소를 가스 발전소를 바꾸게 되면, 즉각적으로 대기 오염 물질 배출이 줄어듭니다. 또한 온난화 가스 배출량도 함께 줄어들게 됩니다. 연료 자체의 특성, 연소 과정의 높은 열효율로 인해 가스가 석탄보다 더 깨끗하다는 것은 분명한 사실입니다.

어떤 나라도 장기간 석탄 사용량을 유지/증가시키면서 천연가스를 사용량을 함께 유지/증가시키지는 않습니다. 경제가 급격하게 성장할 때는 일시적으로 이렇게 될 수 있지만, 장기적으로는 석탄의 사용량을 줄이고 천연가스의 사용을 늘리는 것이 합리적입니다. 경제적, 기술적, 사회적 여건만 허락된다면 LNG(천연가스)로 석탄을 최대한 대체하는 것이 대부분 나라들의 공통된 목표입니다. [New Gas Boom] 보고서의 가정대로 LNG 생산/유통/소비 량이 12년 동안 8억톤 이상 증가한다면, 그만큼의 석탄 사용량이 줄어 드는 것이 자명한데, 이 효과가 보고서에는 반영되지 않았습니다.

정리하면, 지금의 LNG 붐과 이로 인한 LNG(천연가스) 사용 증가는 온난화 가스 배출을 줄이는 효과를 가져올 것으로 기대됩니다. 왜냐하면 LNG(천연가스)의 사용 증가는 이에 상응하는 석탄의 소비량의 줄여주기 때문입니다. 물론 석탄 사용을 줄이고 그만큼 재생 에너지원을 사용하면 지구 온난화에 더욱 효과적으로 대응할 수 있을 것입니다만, 재생 에너지원은 대량 수급에 상당한 시간이 걸립니다. 석탄 대체 효과를 고려하면 LNG는 꽤 현실적인 대안입니다.

하지만, [New Gas Boom] 보고서에 지적한, 주목할 만한 중요한 Fact도 있습니다. 바로 Methane Leak 문제입니다. LNG 붐의 또다른 진실 중 하나인 Methane Leak 이슈를 다음 회에서 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

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비회원이 작성한 글입니다!