[에너지라이프] 따뜻한 식사를 책임지는 취사 연료, 프로판!

GS칼텍스 - 2019.10.16

취사 연료로서 따뜻한 식사를 책임지는, ‘프로판’

#프로판 #프로페인 #안전한 사용 #LPG와 LNG의 차이 #계절별 다른 LPG

2000년대 초반만 하더라도 큰 쇠통을 데굴데굴 굴리며 배달하는 모습을 많이 보셨을 겁니다. 바로 그 회색 통 안에 오늘의 주인공 프로판이 주로 들어 있었습니다. 프로판은 부탄가스와 함께 LPG (Liquefied Petroleum Gas, 액화 석유 가스)로 불리며 많이 사용되었죠. 프로판은 무색무취의 에너지원으로 가정, 교통, 농업, 상업 등 전 분야에 걸쳐 이용되고 있죠. 휘발유나 경유에 비해서는 생소한 연료인 프로판이 어떻게 사용되고 있는지 알아볼까요?

천재 발명가의 특허로 시작된 프로판 산업

프로판의 역사는 생각보다 길지 않습니다. 프로판은 1857년 프랑스의 화학자 마르슬랭 베르텔로 (Marcellin Berthelot)에 의해 발견되었습니다. 이후 상업적으로 활용되기까지는 50년이 넘는 세월이 걸렸는데요.

일생에 걸쳐 약 200개의 특허를 출원한 미국 광산 관리국의 천재 발명가 월터 오 스넬링(Walter O. Snelling) 이 프로판이 널리 활용될 수 있게 한 주역입니다. 그는 1910년 휘발유의 휘발되는 성분이 프로판임을 발견하게 됩니다. 쉽게 휘발되는 프로판을 에너지로 활용하기 위해서는 프로판을 안정적으로 저장하는 방법이 중요했는데요. 1912년, 스넬링은 휘발유에서 증발하는 프로판을 액화시켜 병에 저장하는 방법을 개발하고 특허를 냅니다.

프로판을 안정적으로 저장하는 방법을 개발했다는 것은 상업적으로 활용이 가능해졌다는 의미인데요. 그는 바로 다음 해인 1913년에 프로판에 대한 특허를 Phillips Petroleum Co. 의 설립자인 프랭크 필립스 (Frank Phillips)에게 그 당시 돈 50,000달러에 팔게 됩니다. 화폐 인플레이션을 고려할 때 현재 가치로 120만 달러 (약 14억 원) 정도의 가치이죠. 특허를 넘겨받은 Phillips Petroleum Co. 사는 이미 석유 산업에 뛰어든 업체로서 프로판의 가능성을 미리 알아보고 특허를 구매한 것이었는데요.

이후 프로판을 사용한 가정용 기기와 가스 장비에 대해 연구하는 동시에 적극적인 마케팅 전략을 펼쳐 1929년까지 미국의 프로판 판매가 천만 갤런에 육박하게 되죠. 프로판을 저장하는 천재 과학 발명가의 특허와 사업가의 수완으로 프로판 산업이 본격적으로 시작된 것입니다.

생각보다 많은 곳에서 활용되는 프로판!

프로판은 높은 에너지밀도를 가지고 있어서 적은 양으로 오래 사용할 수 있습니다. 그래서 가정, 산업, 농업 등 다양한 분야에 걸쳐 사용되고 있는데요. 가정에서만 하더라도 난방, 벽난로, 주방 취사, 냉장고, 건조기, 자동차 등 다양한 제품의 에너지원으로 쓰이고 있습니다.

농가에서도 프로판이 다양하게 사용되고 있습니다. 곡물이나 과일이 잘 자랄 수 있기 위해서 과일의 항상성(온도나 습도)을 유지하는 것이 중요한데요. 이렇게 항상성을 유지하기 위해 프로판을 난방용으로도 사용하고 열수를 식혀 온도를 낮추는 데도 이용합니다. 트랙터, 잡초 제거기 등 다양한 농기구의 연료로도 사용되고 심지어 잡초를 제거하는데 사용되는 화염방사기에도 프로판이 필요합니다.

산업용으로는 금속을 절단하거나 납땜, 생고무에 황을 섞어 가열하는 가황 작업에도 이용하고 있으며 아스팔트를 가열하여 포장하는 데 사용되기도 합니다. 그뿐 아니라 공사 현장에서 콘크리트나 석고를 건조하는 데 사용되기도 합니다. 그리고 추운 겨울 건설 및 도로 공사 현장에서 추운 노동자를 위한 히터로도 사용되지요. 이외에도 비닐 봉투, 나일론, 고무, 제약 및 기타 제품을 만들기 위한 연료로도 사용되는데요. 정말 프로판이 사용되지 않는 분야를 찾기 힘든 정도입니다. 에너지경제연구원에 따르면 2017년 한 해 동안 프로판 사용량이 약 6천만 배럴(약 97억 리터)이라고 하니 사용되는 양 또한 어마어마하네요.

첫번째도 안전, 두번째도 안전! 가스 보일러 안전하게 사용하기

프로판은 지금 흔히 사용하는 LPG 가스에 포함되어 있습니다. LPG 가스에는 프로판 뿐만 아니라 메탄, 부탄과 같은 저분자 탄화수소들이 함께 섞여 있죠. 저분자 탄화수소들은 불이 매우 잘 붙고 폭발할 수 있는 위험성이 있습니다. 물론 지금은 보관 및 사용기술이 매우 발전했고, 대부분의 경우 정상적으로 점검하고 안전하게 사용하기 때문에 문제가 없습니다.

하지만 관리가 제대로 이루어지지 않아 프로판 가스가 새어 나오게 되어 신체에 장기간 고농도로 노출되면 일산화탄소 중독으로 이어질 수 있습니다. 실제 가스 배출로 인해 벌어진 사고의 74%가 일산화탄소 중독으로 인해 벌어진 사고라고 합니다. 이때 위험한 것이 LPG, LNG 모두 무색, 무취로서 눈으로 봐도 냄새를 맡아도 인지하는 것이 어렵다는 것이죠.

그래서 가스를 공급할 때 일부러 특이한 냄새가 나는 화학물질을 혼합하여 가스에 노출되었을 때 인지할 수 있도록 하는 것입니다. 그런데도 2013년부터 2017년까지 가스보일러 사고로 49명의 사상자가 발생했는데요. 5년간 교통사고 사망자가 2만 명이 넘는 것에 비하면 적은 숫자로 보이지만, 여전히 가스보일러 사용 시 안전의 중요성을 간과할 수 없습니다. 그러면 어떻게 사용해야 안전한 것일까요?

보일러실은 환기가 가장 중요합니다. 빗물이나 찬 바람을 막기 위해 환기구나 배기관을 막아 놓으면 유해가스가 실내로 들어오게 되죠. 프로판가스의 경우 공기보다 1.5배 무거워 바닥부터 서서히 가스가 차게 됩니다. 공기보다 아래 가라앉은 가스를 배출하기 위해서는 창문보다는 문을 열어야 합니다. 반면 도시가스(LNG)는 공기보다 0.55배 정도 가벼워 위에서부터 가스가 차게 됩니다. 창문만 열더라도 효과적으로 가스를 배출할 수 있죠.

또한 보일러 가동 시 과열이나 소음, 진동, 냄새가 평상시와 다를 경우 무조건 전원을 끄고 전문가에게 점검을 받아야 합니다. 따뜻한 겨울을 보내기 위해 한동안 사용하지 않았던 가스보일러를 작동하기 전에 꼭 위의 사항들을 숙지하고 점검해서 가스보일러를 안전하게 사용하는 것이 필요합니다.

프로판 가스가 자동차의 주 연료였다면?

프로판이 LPG에 포함되어 있다 보니, 프로판은 자동차 연료로도 사용된다고 볼 수 있습니다. 사실 따지고 보면 프로판은 자동차 에너지원으로 굉장히 적합한 면이 많은데요. 일단, 탄소수가 적은 단일 성분이다 보니 휘발유보다 깔끔하게 연소하고, 납이나 탄소 침전물들을 남기지 않죠. 그렇다 보니 차량 엔진뿐만 아니라 피스톤이나 밸브, 플러그의 내구성에 긍정적인 연료라고 할 수 있겠습니다.

그리고 프로판은 별도의 첨가제 없이 사용할 수 있는 좋은 연료입니다. 프로판은 옥탄가가 110 이상으로, 90~95 수준인 휘발유의 옥탄가보다 높습니다. 옥탄가는 연료의 노킹 정도를 측정하는 값으로, 옥탄가가 높을수록 고급 연료로 분류되는데요. 프로판은 고급 휘발유보다도 이 값이 높은 것이죠. 그리고 환경적으로도 같은 거리를 운행할 때 다른 연료에 비해 이산화탄소 배출량도 적습니다. 하지만, 이렇게 좋은 점만 있다면, 우리는 주유소에서 프로판만 주유하겠죠.

현실적으로 어떤 문제점들이 있길래 프로판이 자동차의 주 연료로 사용되지 않는 것일까요? 우선 가장 큰 문제점은 프로판이 휘발유보다 취급이 어렵다는 것입니다. 액화시켜서 저장해야 하고 사용하는 시스템 자체가 다르기 때문이죠. 그렇기 때문에 일반 자동차를 프로판 연료 자동차로 바꾸는 것은 비용이 많이 듭니다.

그리고, 사용량 대비 연비도 조금 떨어집니다. 프로판이 자동차 연료로서 좋은 점도 많지만, 1등이 아닌 것에는 다 현실적인 이유가 있었던 것이죠.

제대로 사용된 지가 약 100년밖에 안 된 연료이지만, 우리가 음식을 익혀 먹거나, 추운 겨울을 따뜻하게 보내기 위해 보일러를 틀었을 때 등 프로판은 다양한 곳에서 활용되며 중요한 역할을 해주었습니다. 앞으로 프로판이 또 어떤 새로운 곳에서 우리를 위한 따뜻한 에너지원이 되어줄지 궁금해집니다! 이상 <에너지 라이프 프로판> 편, I am your Energy GS칼텍스였습니다!