SK E&S가 만드는 친환경 CNG 에너지

SK E&S가 만드는 친환경 CNG 에너지

CNG 버스라는 말을 들어보셨나요? 우리가 이용하는 시내버스 대부분이 바로 이 CNG, 즉 압축천연가스를 연료로 하고 있습니다. 말 그대로 천연가스를 압축해 만든 에너지이기 때문에 환경오염도 적게 일으킨다고 하는데요. 국내 시내버스가 CNG 연료를 장착하게 된 이유도 바로 이 친환경성 때문이었습니다. 그뿐만 아니라 CNG는 LPG보다 연비도 좋은 편이죠. 이런 경제성 덕분에 자가용을 CNG 연료로 개조하는 소비자들도 늘어나고 있다고 하네요!

그런데 잠깐, 자동차에 기름이 떨어지면 주유소를 가야 하듯이, CNG 자동차가 움직이려면 CNG 충전소도 반드시 필요하겠죠? SK E&S가 이 CNG 충전 시스템을 운영하고 있다고 합니다. CNG가 정확히 어떤 에너지이고, 무슨 과정을 거쳐 자동차의 연료가 되는지 한 번 알아볼까요? SK E&S의 도시가스 자회사, 코원에너지서비스의 정외환 과장님을 만났습니다. 

SK Careers Editor 이하민

 

안녕하세요. 코원에너지서비스 운영기술팀 정외환 과장입니다. 코원에너지서비스 CNG 충전소 건설에 참여했었고, 현재는 전반적인 CNG 충전소의 운영 및 관리를 맡고 있어요. 충전소 설비 관리 외에 재무, 행정적인 일도 담당하고 있습니다. 

 

우리나라에서 CNG 충전소는 1990년대 초 정부 주도의 시법사업으로 시작이 되었습니다. 코원에너지서비스는 2001년부터 CNG 충전소를 건설해 운영까지 하게 되었는데요, 한창 2002년 월드컵을 준비하는 시기였죠. 당시 한국의 대기 질이 굉장히 안 좋았습니다. 시내버스의 매연이 특히 심했죠. 따라서 이를 개선해야 하는 정부의 목표가 있었고 이에 발맞춰 코원에너지서비스가 CNG 충전소를 건설하게 된 겁니다. 

SK E&S는 천연가스 채굴부터 소매까지 밸류체인을 이루고 있습니다. 해외에서 천연가스를 채굴하면 액화시켜 배로 운반해 국내 터미널에 저장합니다. 이후 액화된 가스를 다시 기화한 후 터미널의 배관을 통해 가정, 공장 등 시설에 공급하게 되죠. CNG 충전소도 이 천연가스를 사용합니다. 다만 이것을 굉장히 압축해서 사용하기 때문에 압축천연가스(Compressed Natural Gas)라고 해요. 다시 말해 액화천연가스(LNG)를 기화한 것을 아주 고압으로 압축한 상태가 바로 CNG입니다. 

도시가스에서 CNG는 차량을 위주로 활용됩니다. 버스, 승용차, 청소차 등에 연료로 공급되죠. 외국은 보트, 오토바이, 지게차 등에도 활용된다고 하네요. 서울 시내버스는 2015년 이후 100% CNG를 사용하고 있습니다. 

CNG 자동차의 가장 큰 장점은 바로 연비인데요, 택시 2,000cc급 소나타를 기준으로 했을 때, LPG 1L로 운행할 수 있는 거리나 약 5.5km입니다. 그런데 이 차량이 연료를 CNG로 교체했을 때, 1Nm3(노멀 입방미터)당 약 9.6km를 갑니다. 그만큼 연비가 좋고 가격도 더 싸다고 할 수 있죠. 또 매연도 적게 배출되기 때문에 대기오염도 덜 일으킵니다. 다만 CNG 자동차는 상용차가 안 나와서 스스로 개조를 해야 해요. LPG 자동차에 가스통이 있는 것처럼, CNG 자동차도 가스통이 필요하기 때문이죠. 그래서 적재함이 줄어든다는 단점도 있습니다. 

차에 LNG를 싣고 다니면서 장거리를 운행할 수는 있어요. 그런데 기술적인 문제가 있습니다. 가스를 액체 상태로 운반하려면 온도를 -192도로 낮춰야 하고 그러려면 냉각기가 필요합니다. 그러나 아무리 단열 진공(처리)를 해도 외부에서 유입되는 열을 100% 차단하기는 어려워요. 특히 LNG 탱크 내부의 파이프와 연결된 부분은 외부 열로 인해 급격히 기화되는데요, 이렇게 액화 상태의 LNG 중 일부 기화되는 가스를 증발가스(BOG)라고 합니다. 증발가스가 발생하면 압력이 증가해 배관이나 탱크가 터질 위험이 있어요. 터진다면 대형사고로 이어집니다. 따라서 안전을 위해 액체로 쓰지 않고 가스를 압축해서 쓰는 것입니다. 

 

 

CNG 충전 계통도. SK E&S 제공

터미널에서 각 지역으로 공급되는 도시가스가 주로 8kg/cm2의 압력을 사용합니다. 수압이랑 비교해 볼까요? 일반 수도관에서 물을 틀 때 압력이 약 3~5kg/cm2인데요, 도시가스는 수압보다 좀 더 높은 수준이죠. 그런데 이 가스를 CNG 충전소에서 사용하려면 250kg/cm2까지 압력을 높여야 합니다. 이렇게 압축을 가하려면 동력이 필요한데요, 압축기, 엔진, 모터 등이 있죠. 우리나라는 전기료가 싼 편이어서 전기 모터를 사용해 압축기를 돌립니다. 다만 한 번에 압력을 올리기는 어렵기 때문에 4단계에 걸쳐 압축합니다. 또 각 단계별로 3~5배의 비율로 압축하죠. 이 과정을 거치면 250kg/cm2의 압축이 완성되고 충전할 준비가 완료됩니다. 이후 버스가 도착하면 다시 200kg/cm2의 압력으로 낮춘 후, 충전소와 버스의 압력 차(차압)을 통해 CNG 가스를 채워줍니다.

 

 

위례 CNG 충전소. 코원에너지서비스 제공 

저희는 충전소를 강동, 송파, 서초, 위례, 하남 두 지역에서 총 5개 운영하고 있어요. 대부분 공영 차고지 내에 있고, 98% 시내버스에 공급하고 있어요. 약 1,100대 정도입니다. 만약 저희 충전소가 멈추면 시민의 발도 멈추게 되겠죠? 

그 밖에 가스를 압축하는 시설을 운영하다 보니, 안전 관리도 매우 중요합니다. 시간당 생산할 수 있는 양이 2,400Nm3/h 초과시 3명, 480Nm3/h~2,400Nm3/h이하시 2명의 가스 자격증 취득자인 안전 관리자가 법적으로 있어야 하고요. 또 지자체에 안전 관리 규정을 제출해야 합니다. 이렇게 철저하게 관리하는 덕분에 CNG 충전소에서 사고가 난 적은 없습니다. 충전소를 안전하게 관리하는 것은 안전 관리자의 본분이고 소명이기도 해요. 또 이 모두를 총괄하는 저의 책임이죠. 365일 문제없이 기계가 돌아갈 수 있도록 해야 하는 것입니다. 

 

정체될 것으로 예상됩니다. 다른 친환경 자동차들이 등장하고 있기 때문이죠. 현재 정부는 수소 자동차를 지원하고 있어요. 지금 자동차 연료의 추세를 보면, 화석연료에서 점점 분자의 수가 줄고, 기체가 되고 있는데요, 가장 작은 기체가 바로 수소입니다. 저도 수소로 가는 방향이 맞긴 하다고 봐요. 이렇게 대체할 수 있는 친환경 자동차가 개발되고 있어서 상대적으로 CNG 자동차의 입지가 줄어들 수밖에 없는 거죠.

다만 정부가 수소 자동차 투자를 많이 하고는 있지만, 여러 난관도 있습니다. 일단 수소를 압축해서 사용하려면 CNG보다 더 많은 압축이 필요합니다. 현재 350kg/cm2를 사용하고 있고, 최종적으로는 약 600kg/cm2 이상 목표를 잡고 있어요. 이를 달성하기 위해 충전소를 지어야 하는데, 폭발의 위험성 때문에 지역 주민의 반대도 예상됩니다. 충전소 인프라도 부족한 상태에요. CNG 충전소는 대용량 기계가 있어서 버스에 충전할 수 있는데, 수소는 아직 이런 기술이 나오지 않았습니다. 따라서 수소 자동차가 상용화될 때까지는 CNG 시장이 현상을 유지할 것으로 예상합니다. 

코원에너지서비스가 처음 CNG 충전소를 건설할 때 참여하면서 이 일에 뛰어들게 되었습니다. 그런데 건설을 해 놓고 보니, 딱히 운영할 사람이 없는 겁니다. 결국 회사의 요청을 받아 운영까지 시작하게 되었는데, 자연스럽게 여기까지 오게 되었죠(웃음). 저는 CNG 충전소를 관리하면서 발생하는 여러 문제를 스스로 해결하기도 했는데요. 원래 다른 협력업체와 계약을 맺고 문제를 해결합니다. 그런데 이런 과정을 거치면 불필요한 시간이 소요된다는 것이죠. 저는 직접 문제를 해결하면서 시간과 비용을 단축할 수 있었습니다. 이런 일을 여러 번 수행하다 보니 지금까지 일할 수 있었던 것 같아요. 

 

기계 설비를 유지 및 관리하기 위해서는 기계 또는 전기에 대한 기본적인 지식이 있어야 합니다. 예를 들어 회전 기계의 작동 원리, 전기 회로 등에 관해 잘 알아야 하죠. 또 사무적인 업무를 위한 기본적인 컴퓨터 활용 능력도 있어야 해요. 

무엇보다도 끈기와 패기가 필요합니다. 이 직무의 가장 큰 목표는 CNG 충전소가 365일 안전하게 작동하도록 하는 것입니다. 이 일을 완수한다는 마음가짐이 있어야 해요. 문제가 생겼을 때 ‘과연 될까?’ 이런 마음으로는 절대 안 됩니다. 반드시 해결할 것이라는 패기가 있어야 해요. 또 휘하의 안전 관리자에게도 “정외환 과장이 오면 다 해결할 수 있어”라는 신뢰와 믿음을 줄 수 있어야 하죠. 이를 위해서는 자기 일에 대한 확신과 패기가 있어야 하는 것입니다. 

 

위에서 답변한 것과 연결되는데요, 구성원들이 설비에 관해 불안하거나 확신이 없으면 행동하지 말고 저에게 연락하라고 말합니다. 들어온 지 6개월 된 신입은 기계 설비에 대해 아직 잘 모르거든요. 잘 모르는 상태에서 무턱대고 행동하려 들었다간 사고가 날 위험이 있죠. 또 새로 온 식구들이 저와 같은 자질을 갖출 수 있도록 하는 것도 제 역할이자 책임입니다.