LNG와 Boil off gas[BOG]

LNG산업에서 가장 신경 써야 되는 것은 뭘까? 바로 저장과 수송이다.

왜 그럴까? 그 이유는 바로 BOG(Boil-off gas)가 발생하기 때문이다.

 

BOG란 자연적으로 증발 및 기화하는 것을 말한다. 왜 발생할까?

 

LNG는 상압에서 약 -160°C 이하의 극저온 상태로 유지해야 기체로 변하지 않고 유지된다. 그렇기 때문에 고가의 냉각과정이 필요하고 열 출입을 막기 위해 고성능의 단열장치 등을 사용한다. 하지만 저장탱크로 유입되는 열을 100% 차단할 수는 없다. 결국에는 열 출입이 허용되고 그 열로 인해 탱크 내부에서는 LNG가 기화한다.

BOG가 발생하게 되는 것이다.

탱크 내에는 평균적으로 약 0.15%/day가 발생한다. LNG는 상품이기 때문에 발생한 BOG는 결국 그만큼의 경제적인 손실로 연결된다. 그렇다면 탱크 내에서 BOG가 발생하면 어떻게 해야 할까? 반드시 방출해야 한다. 방출하지 않고 그냥 놔두면 되지 않느냐는 의문을 가질 수 있는데 절대 안 된다. 무조건 방출해야 한다.

 

LNG가 기화되면 같은 질량 기준으로 약 600배 정도 부피가 커진다. 탱크의 용량은 제한적이다. 제한적인 부피 내에서 LNG에 비해 600배가 커진 BOG가 계속 생겨난다면 압력이 증가한다. 압력이 증가하여 한계를 넘어서면 탱크는 내부의 압력을 이기지 못하고 폭발하게 된다. 안전을 위해서 방출해야 한다.

 

선택적으로 방출을 해야 하는 상황도 있다. 기본적으로 LNG 저장탱크 내에는 무조건 LNG만 있어야 하는 것은 아니다. 정확하게 말하면 어느 정도의 BOG는 반드시 필요하다. 왜냐면 LNG 저장탱크는 일정한 압력을 유지를 시켜야 하기 때문이다. 만약 압력이 높다면 BOG를 방출하여 압력을 낮추고 압력이 낮다면 기화기를 이용하여 BOG를 발생시켜 압력을 높인다. 

 

어떠한 이유가 있건 결국 BOG를 방출하는 것은 경제적인 손해이다.

그래서 배출되어 발생하는 손실을 막기 위한 여러 가지 시스템이 있다.

 

첫 번째는 발생한 BOG를 연료로 소모하는 방법이다. 하지만 저장탱크의 대형화로 인하여  항시 발생한 BOG 전량을 연료로 사용할 수 없기에 잔존 BOG를 태워버려야 하므로 BOG손실의 문제는 여전히 남아있다.

 

두 번째는 별도의 냉매 사이클을 이용하여 BOG를 LNG로 재액 화하는 방법이다. 하지만 선박의 제한적 공간 및 재액화 설비의 투자비 및 운영비 문제로 인해 제한적으로만 적용이 되고 있다.

 

세 번째는 그냥 태워버리는 것이다. 여기서 태운다는 것은 BOG를 연료로 소모하거나 LNG를 재액 화하였음에도 불구하고 남은 잉여 BOG를 태운다는 것이다. 

 

네 번째는 그냥 대기에 방출하는 것이다. 잉여 BOG를 처리하기에 가장 간단한 방법이고 돈도 안 들고 최고다. 그러나 당연히 하면 안 된다. LNG성분의 대부분을 차지하는 메탄은 환경오염물질이다.

 

이렇듯 여러 가지 방법들도 크고 작은 문제들을 하나씩 가지고 있다. 그렇기 때문에 현대 LNG산업은 BOG를 유용하고 효율성 있게 처리하여 잉여 BOG를 남기지 않는 방향을 중점으로 많은 기업들이 천연가스 엔진, 재액화 공정 등 연구개발을 진행 중이다. 

 

 

함께 읽기

LNG(액화천연가스)란 무엇일까?