가정이나 산업에서 연료로 사용되는 가스

 

가정용과 산업용으로 사용되는 가스의 용도

가스는 주로 가정에서 음식물을 조리할 때나 난방할 때 연료로 사용하는 것으로 알려져 있지만 실제로는 훨씬 더 많은 양이 산업용으로 소비된다. 선진공업국에서는 보통 전체 소비하는 가스 양의 1/3이 산업용이며, 가정용으로는 1/4 정도만 소비한다. 나머지는 사무실, 호텔, 식당, 상점, 병원, 학교, 회사, 공공시설에서 사용한다. 천연가스자원을 산업용으로 사용하는 나라 중에는 전체 에너지 수용의 1/4을 가스가 차지하는 나라도 있지만, 많은 나라에서는 대규모 천연가스전이 없거나 부족하며, 가스 생산과 수종에 필요한 설비도 부족하여 합성가스를 주로 사용하며,  천연가스는 소량만 소비할 뿐이다. 1) 가정용 가스: 천연가스를 대량으로 사용할 수 있는 지역에서는 조리용 연료로 가스를 주로 사용하는데, 가스는 다른 어떤 연료보다도 값이 싸고, 즉시 사용할 수 있으며, 쉽게 조절할 수 있기 때문이다. 또한 주택 난방과 온수용 연료, 에어컨디셔너 작동에도 가스를 사용한다. 이동주택이나 가스 파이프라인이 성치 되지 않은 지역에서는 조리와 난방용으로 액화석유가스(LPG)를 많이 사용한다. 액화석유가스는 엘피가스(LP gas)라고도 하며 프로페인, 뷰테인 가스를 액화한 것이다. 액화석유가스는 천연가스를 구성하는 화합물이나 석유를 구성하는 기체 화합물로 만든다. 이 화합물에 압력을 가하면 액체가 되는데, 액체는 기체보다 아주 적은 공간을 차지하므로 압력이 일정하게 유지되는 작은 용기에 담아 쉽게 수송할 수 있다. 이 액화석유가스를 연료로 사용할 때는 불을 켜는 순간 압력이 변하기 때문에 액체는 다시 기체가 된다. 액화석유가스는 자동차 연료로도 사용된다. 2) 산업용 가스: 금속이나 기타 재료들을 코팅하고 자르고 성형하는 데 가스를 태워 나오는 불꽃이나 열을 사용한다. 가스 열은 우주선이 대기와 마찰할 때 생기는 높은 열에 우주선의 뾰족한 앞부분이 타지 않도록 우주선 재료를 강화하는 데에도 사용된다. 가스 불꽃으로 돼지의 털이나 코듀로이 직물의 잔털을 없애기도 한다. 가스는 이렇게 벽돌과 타일, 시멘트, 유리, 식품, 철강, 종이, 직물을 비롯해서 셀 수 없이 많은 제품들을 생산하고 처리하는 데 사용된다. 가정용으로 가스를 사용하는 것과 산업용으로 가스를 사용하는 것의 가장 큰 차이는 사용 온도이다. 예를 들어 불고기나 빵을 구울 때는 150~260℃ 정도의 온도로 구우면 되지만, 산업에서 사용하는 가스는 온도 범위가 훨씬 넓다. 즉 자동차 칠을 굳히는 온도는 177℃이며, 강철이나 다른 금속을 처리하는 온도는 1,600℃이다. 기계를 가동하는 데 필요한 동력을 가스로 공급하는 시설을 갖춘 공장들이 점점 늘고 있다. 가스로 전동기나 엔진에 동력을 공급하면 그 힘으로 발전기가 전기를 생산하고, 전동기나 엔진이 돌면서 내는 열은 다시 물체를 가열하거나 냉각하는 데 사용된다. 3) 가스 제품들: 천연가스는 석유화학 제품의 중요한 원료이다. 석유화학 제품은 세제, 약품, 비료, 페인트, 플라스틱, 합성고무뿐만 아니라 아크릴, 나일론, 폴리에스터 따위 합성섬유까지 많은 제품을 만드는 데 필요한 기초 물질이다. 석유화학 제품은 천연가스와 원유에 들어 있는 여러 탄화수소 화합물로 만든다. 메테인, 에테인, 프로페인 따위가 탄화수소 화합물인데 이 화합물들은 원료물질에서 분리해 단독으로 사용하건, 분해하고 구조를 바꾸어 새로운 화합물로 만들어 사용한다. 또, 다른 화학물질과 혼합해서 세제, 약품 따위 여러 제품들을 만든다. 천연가스에 들어 있는 모든 화합물이 열을 발생시키는 데 쓰이는 것은 아니다. 액화가스는 가스가 파이프라인을 통해 수송되기 전에 따로 액체 형태로 제조된다. 액화가스 제조공장과 석유화학 회사는 대개 가스정 근처에 세운다.

 

오랜시간 열과 압력을 받아 생성되는 가스

수백만 년 전 지구 표면이 지금보다 더 많이 물로 덮여 있었을 때 물속에 살던 작은 생물인 플랑크톤이 셀 수 없이 많이 죽어서 바다 밑에 가라앉았고, 그 위에 모래와 진흙이 덮여 죽은 생물이 떠내려가지 않고 쌓여 퇴적층을 이루었다. 퇴적물의 엄청난 무게와 박테리아, 열 또는 다른 자연의 힘이 가해져서 퇴적물이 퇴적암이 되고, 그 속에 있던 플랑크톤이 화학적 변화를 일으켜 천연가스와 석유가 된다. 가스와 석유는 석회암이나 사암, 그 밖의 다른 작은 구멍이 많은 다공질 바위의 구멍으로 흐르다가 단단한 바위를 만나면 더 이상 흐르지 못하고 모여 있게 된다. 다시 오랜 세월이 흐른 후에 지각이 변동해서 바다가 육지로 바뀌거나 깊숙이 있던 지층이 위로 올라오면 가스와 석유가 매장되어 있는 지역이 드러난다. 천연가스는 석회암이나 사암 또는 다공질(작은 구멍이 많은) 암반의 구멍에서 차을 수 있다. 구멍이 없는 단단한 암석이 가스를 함유하는 암석 위에 뚜껑처럼 놓여서 가스를 가두어 두는데, 시추기로 단단한 암석에 구멍을 내거나 지각 변동으로 위에 놓인 암석에 틈이 생기지 않는 한 가스는 밖으로 새어 나오지 않는다. 천연가스는 석유와 생성 원리가 같기 때문에 대개 유전에서 석유의 위쪽에 고여 있거나 석유 속에 녹아 있는 상태로 발견되다. 가스를 탐사한 후 생산, 수송, 분배 그리고 저장 단계까지 이루어진다.