냉열은 차가운 열, 차가운 에너지를 말한다. 따라서 LNG 냉열이라고 하면 LNG가 보유하고 있는 차가운 열, 저온 에너지를 말한다.
사실 냉열이라는 단어는 열역학적으로 정의되지 않는 단어다. 일반적인 정의로 열은 따뜻한 정도가 서로 다른 두 물체가 접촉했을 때 높은 온도의 물체에서 낮은 온도의 물체로 이동하는 에너지를 말한다. 일상생활에서 우리가 열이 높다라고 말하는 것은 물질이 가진 온도가 높은 걸 말한다. 따라서 뭐 냉열이 높으니 낮으니, 차가운 열, 차가운 에너지라는 표현은 정확한 표현은 아니다. 정확하게 말하면 냉열이 크다라는 것은 상대방에게 열을 뺏어오는 능력이 크다 라는 것이다.
이러한 관점에서 보면 LNG가 가지고 있는 냉열은 아주 크다. 가스 수출국에서는 우리나라로 수출할 적에 천연가스를 -160oC 이하의 LNG로 만들어서 수출된다. LNG를 사용할 경우는 기체 상태의 천연가스로 기화시켜 사용한다. LNG가 기체상태의 천연가스로 바뀔 때에는 천연가스 1 Kg 당 약 200Kcal정도의 열량이 필요하다. 다시 말하면 LNG는 그만큼의 냉열을 가지고 있다고 생각하면 된다. 그 뿐만이 아니라 초저온의 천연가스는 상온으로 올라가는 과정에서도 열량이 필요하고, 이 말은 그만큼의 냉열을 가지고 있는 것이다. 연간 3000만톤을 넘게 LNG를 수입하고 있는 우리나라 기준에서는 엄청난 크기다.
실제 산업에서 LNG를 기화시켜서 천연가스 형태로 만들 경우, 그 과정에서 발생하는 냉열을 버리게 된다. 어짜피!! 필연적으로 방출되는 LNG의 냉열을 무의미하게 하지 않고 좀 더 유익하게 활용을 할 수 없을까라는 생각에서 사람들은 LNG냉열을 활용하는 것에 대해 연구하기 시작하였고 현재 활용도 되고 있다. 어떻게 활용될까??
그림에서도 알 수 있듯이 여러 가지가 있으나 대표적인 것을 몇 가지 살펴보자.
동력을 생산할 수 있다. 펌프를 사용하여 LNG를 고압으로 만든 후 해수와 열교환하여 기화시키면 고압의 천연가스를 얻을 수 있고 이것으로 터빈을 통하여 동력을 생산할 수 있다. 방식은 기상과 액상의 상변화를 동반하는 Rankine Cycle 방식과 열매체가 기상의 상태에서 상변화를 동반하는 Brayton 사이클 방식이 있다. 여기서 발생한 동력을 여러 가지로 활용할 수 있는데 가장 대표적인 것은 발전기를 돌려서 전기를 생산하는 것이다. 종합하면 LNG냉열을 이용하여 전력을 만들어 낼 수 있다.
다른 가스를 액화시키는데도 사용이 가능하다. 다시 언급하자면 냉열이 크다라는 것은 상대방에게 열을 뺏어오는 능력이 크다 라는 것이다. 이 성질을 이용하여 LNG는 열교환기 등을 통하여 다른 가스의 열을 뺏어와(냉열을 공급하여) 액화시키는 것이다. 수소, 이산화탄소, 헬륨 등의 액화에 활용이 가능하다.
냉동 창고 등으로도 활용이 가능하다. LNG가 기화될 때 주위의 열을 빼앗으면서 주위 온도가 낮아지는데 이 원리를 냉동 산업에 이용하는 것이다. LNG의 냉열을 이용한다는 것에서 뭔가 좀 특별하게 보일 수도 있지만 사실 이 원리는 현재 사용되고 있는 냉장고, 냉동고등의 원리와 다를 바가 없다. 버려지는 냉열을 활용한다는 것에서 의미가 있다. 장점이 있다면 LNG의 냉열을 활용하는 냉동고는 일반적인 냉동고와 비교하면 상대적으로 설비가 간소하고, 부지를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있다. 설비가 간단해서 그런지 소비되는 전력도 많이 줄어든다. 즉, 경제적이라는 것이다. 단점은 LNG의 냉열을 활용해야 한다는 것 자체가 단점이다. 왜냐하면 LNG냉열을 활용하려면 당연히 LNG 기지와 가까운 곳에 위치해야 한다는 거리적 제약이 있다. 하나밖에 없는 단점으로 보이지만 사실 큰 단점이라고 할 수 있다.
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