독도도발은 동해 에너지 점유 포석-Gas Hydrate

   

 

가스하이드레이트(Gas Hydrate)

천연가스가 저온ㆍ고압 상태에서 물과 결합해 형성된 고체 에너지원이다. 러시아 알래스카 캐나다 등 영구동토나 심해저에 주로 분포해 있다. 화석연료 고갈에 따라 이를 대체할 가장 유력한 청정에너지원으로 주목받고 있다. 미국 일본은 1970년대부터 가스하이드레이트 개발과 기술 축적에 노력해 왔으며, 2015~2020년께 상업생산을 목표로 본격적인 개발에 나서고 있다.

[박용범 기자]매일경제

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가스 하이드레이트(gas hydrate), 석유를 대체할 미래의 자원

[재밌는 세상 DS WORLD]

최근 석유 값의 폭등과 곧 석유 자원이 고갈될 것이란 전망은 우리 시대의 경제적 심리적 악재라는 사실을 우리 모두는 알고 있다. 따라서 전 세계의 많은 국가들은 석유를 대체할 자원 개발에 힘쓰고 있다. 물론 강대국 미국을 포함하여 우리들이 살고 있는 대한민국에 이르기까지 전 세계의 많은 국가들은 현재 대체 자원의 개발에 열을 올리고 있다.

석유대란 그리고 고갈 문제를 해결할 수 있는 자원이 있을까? 에탄올? 현재 미국이 개발하고 있는 에탄올이 과연 해결책일까? 아니다 대체 자원은 따로 있다 바로 가스 하이드레이트(gas hydrate)이다. 혹시 들어본 적이 있는가? 필자는 가스 하이드레이트를 TV에서 처음 접했었다. 따라서 당시에는 석유를 대체할 자원으로만 인식했으나, 최근 석유 대란으로 인해 대체 자원에 관심을 갖게 되었고, 그에 따른 조사를 하기로 하였다.

                                               채취한 가스 하이드레이트의 모습

가스 하이드레이트는 천연가스가 저온, 고압하에서 물분자와 결합되어 형성된 고체물질이고, 드라이 아이스와 같은 모습에 불에 타는 성질이 있어, '불타는 얼음'이라고 불리운다. 다음의 이미지를 보면, 빨간색은 메탄가스이고, 초록색은 물로 구성되어 있음을 알 수 있다.

특히 하이드레이트는 각 객체에 따라 존재 가능한 온도, 압력, 조건이 다르며, 적절한 온도, 압력 조건이 파괴될 경우 원래 상태의 주체와 객체로 갈라지게 되는데, 이를 해리(dissociation) 라 한다. 따라서 1cc의 이산화탄소 하이드레이트는 상온, 상압에서 172CC의 메탄가스와 0.8CC의 물로 갈라지게 된다. 사실 가스 하이드레이트를 이용한 저장법은 효율성에서도 매우 뛰어날 것으로 판단되는데 바로 미량의 물을 첨가하고 가압(0℃에서 26기압 10℃에서 76기압)을 하면 부피비로 계산했을 때 170배의 이산화탄소를 저장할 수 있기 때문이다.

 

(사진 출처 : 청정에너지 개발 사업단)

그러면 하이드레이트의 어떤 점이 주목할 만한 점일까? 이것은 이 얼음 속에 얼마나 많은 양의 가스를 담을 수 있는지를 알면 그 이유를 알 수 있다. 기체가 고체로 변할 때 165에서 215배 정도로 압축이 되는데, 이 이론을 적용하면 약 200L의 가스를 1L의 얼음에 담을 수 있다는 것이다. 놀랍지 않은가? 바로 이 점이 하이드레이트가 석유를 대체할 에너지 자원으로 주목받고 있는 이유이다.

 

 

위 의 이미지는 채취한 하이트레이트에 불을 붙인 모습이다. 여기서 또 한 가지 하이드레이트의 장점을 알 수 있다. 바로 연소 될 때 발생하는 이산화탄소의 양이 휘발유에 비해 0.7배 이고 다른 탄화수소 가스에 비해 훨씬 적은 이산화탄소를 배출하는 특성을 가졌다는 사실 때문이다. 바로 이 점이 하이드레이트가 청정 자원이라고 불리는 이유이기도 하다. 또한 하이트레이트는 발열량이 상당히 높기 때문에, 석유를 대체할 최고의 자원으로 꼽히고 있는 것이다.

이 뿐만이 아니다. 한 세기 이상을 하이드레이트의 연구에 힘을 쏟고 있는 이유는 하이트레이트가 전 세계 추정매장량이 약 1만 기가 톤이고 천연 가스 확인 매장량의 100배 그리고 석유의 2배에 해당한 다는 사실이다. 1년동안 전세계 사람들이 17억톤을 사용한다고 해도 5000년 이상을 사용한다는 것이다. 놀랍지 않은가? 하이드레이트는 특히 분포가 전 세계적으로 다양한 환경에서 분포하고 있다. 그러면 이 놀라운 석유 대체 자원은 구체적으로 어디에 분포되어 있을까?

하이드레이트는 심해 해저의 퇴적물 또는 퇴적암층에 광범위하게 분포하고 있다. 특히 온도가 매우 낮고 압력이 높은 고압상태에서 살얼음과 비슷한 버석거리는 고체 상태로 존재하는 것으로 알려져 있다. 그래서 하이드레이트는 캐나다 북쪽의 비포트해를 비롯해서 베링해와 오호츠크해 그리고 울릉도와 독도 부근 해저에 매장되어 있는 것으로 추정되고 있다.

그렇다면, 여기서 매우 중요한 사실을 찾아 낼 수 있었다. 바로 분포 위치가 한국의 영토에 있다는 사실이다. 바로 이 하이드레이트가 울릉도와 독도에 매장되어 있다는 사실이다. 더욱 주목할 만한 사실은 울릉도와 독도 근해 수심 1,500미터 지역에 6억톤 가량이 매장돼 있는 것으로 알려졌다는 사실이고, 이 양은 천연가스를 대체해 30년 동안 쓸 수 있는 양으로 채굴하여 사용한다면 252조원의 수입대체 효과가 기대된다는 사실이다. 또한 최근 보도에 의하면 20억톤이 넘는다는 분석도 있는데 이 정도의 규모이면 100년을 쓸 수 있는 규모로 엄청난 기대를 받고 있다는 것이다.

그렇다 필자는 조사를 하면서도 매우 흥미로운 사실들을 발견했다. 특히 한국에 저렇게 많은 양이 매장되어 있다는 사실은 매우 놀라웠다. 특히 한국은 기름 한 방울도 나지 않은 나라임을 감안하면 실로 엄청난 기대를 가질만한 자원임에 틀림없다. 또 누가 아는가? 중동의 사우디아라비아와 UAE가 오일머니로 엄청난 부를 누리는 것처럼 한국도 곧 미래에 하이드레이트를 통해 그러한 부를 누릴지 말이다. 특히 중동 지방에도 없는 하이드레이트가 아닌가?

물론 현재 하이드레이트를 심해에서 채굴하는 기술과 이후의 보관에 대한 기술적인 문제 등 풀어야할 난제가 많은 것은 사실이다. 하지만 국가 차원의 투자와 기술적인 성장이 있다면, 빠른 시일내에 제 2의 자원 보유국 및 생산국이 될 것이다. 가스 하이드레이트 그것은 석유를 대체할 확실한 자원이며, 한국에게도 매우 필수적인 자원이라는 사실이라는 것을 말하고 싶다.

[재밌는 세상 DS WORLD]

 

                                                Gas Hydrate Alternative Energy