액화천연가스(LNG) 사업

1. 개념

1-1) 액화천연가스(LNG)

액화천연가스(LNG)란 외국어로는 liquefied natural gas이다

가스전(田)에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각하여 액화하는 과정에서 발생한 액화천연가스를 말한다. 천연가스를 -162℃의 상태에서 냉각하여 액화하는 과정에서 부피가 1/600로 압축된 것이다. 정제 과정을 거쳐 순수 메탄의 성분이 매우 높고 수분 함량이 없다. LNG는 무색ㆍ투명한 액체로 주성분이 메탄이라는 점에서 LPG와 구별된다.

LNG는 기화할 때의 냉열에너지를 전력으로 회수할 수 있으며, 또 식품의 냉동 등에도 이용한다. 1950년대 이후 도시가스가 석탄가스에서 천연가스로 전환되면서 현재 도시가스로 주로 사용되고 있으며, 전력·공업용으로도 이용되고 있다.

[네이버 지식백과] LNG (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소)

1-2) 한국가스공사

정의는 천연가스의 제조·공급과 그에 관련된 사업을 하는 정부투자기관.

설립 목적은 1982년 12월 공포된 「한국가스공사법」에 의하여 1983년 8월에 설립되었다. 우리나라는 1970년대 두 차례에 걸친 석유 파동을 계기로 에너지의 장기 안정적 공급과 무연탄 수급 사정의 악화 등 국내 에너지 자원의 한계점 등으로 에너지원의 다원화가 주요 정책과제로 대두함에 따라 정부에서는 대체에너지로서 액화천연가스(LNG)의 도입정책을 추진, 국민생활의 편익을 증진하고 공공복리향상에 기여하기 위하여 이 공사를 설립하였다.

[네이버 지식백과] 한국가스공사 [Korea Gas Corporation, 韓國─公社] (한국민족문화대백과, 한국학중앙연구원)

2. 사업 및 제도 개요

LNG 냉열 사업은 액화 천연 가스는 -162도의 액체이기 때문에 연료로 이용할때에는 바다물 등으로 가온 증발시켜 가스로서 사용한다.

LNG를 기화시키는 과정에서 무효하게 해수와 공기 중으로 버려지는 냉열에너지를 재활용 하기 위한 기술 콜드체인을 물류센터를 가동할수 있으며 LNG 공급방식에 따라 직배관 방식과 탱크로리 방식으로 구분할 수 있다.

냉동 및 냉장을 위한 전기 등 에너지 비용을 절약할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 냉열을 이용한 초저온 기술은 향후 광범위한 범위에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

3. 사업 및 제도 설명

3-1) LNG 냉열의 필요성

국제에너지기구(IEA)는 최근 누리집에 게재한 "2023년 이산화탄소 배출량"보고서에서 지난해 전 세계 배출량이 374억t으로 발표했다. 이산화탄소가 증가하는 현재 CCS(이산화탄소 포집, 저장)기술을 활용해 수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 제거한 블루수소를 생산할수 있다. 이때 LNG냉열을 활용해서 블루수소를 생산하면 전기소비를 줄여 비용을 절감하는 동시에 약 15만 6,000톤의 탄소 간접배출량을 줄일 수 있을 것으로 보고 있다.

연료 사용을 목적으로 액화된 LNG 기화 과정에서 대기중으로 버려지는 LNG냉열을 회수해 재활용하는 LNG냉열 이용 시스템은 2019년 LNG사용량 기준 연간 약 850만Gcal로 추산된다. 이는 5000평 냉동창고를 약 1,000개 이상 운영할 수 있기에 재활용하면 상당량의 전력소모도 대체할수있다.

따라서 LNG냉열 이용은 탄소배출 감소, 전력소모 대체, 등등 친환경적이고 비용절감의 효과가 매우 크다

3-2) LNG 냉열 사업

LNG냉열 사업은 산업시설과 각 가정에 도시가스를 공급하기 위해 도입할 때 액화된 천연가스를 국내 생산기지에서 기화하여 송출하게 되는데, 이때 액화를 위해 사용된 해수 및 히터 등의 역할을 별도의 냉열 공급설비가 수행함으로써 얻어지는 저온을 물류창고에 사용하는 방식이다.

한국가스기술공사는 한국초저온인천이 발주한 ‘인천신항배후단지 콜드체인 클러스터 구축 사업’ 중 LNG냉열 공급설비 구매 및 시공 부문 계약을 체결했다. 인천신항배후단지 콜드체인 클러스터 구축사업은 LNG 기화 시 발생하는 냉열을 재활용해 냉동창고에 적용하는 시스템을 구축하는 국내 최대 규모의 초저온 물류센터 건설 프로젝트이다.

한국가스기술공사는 ´18년 국내 최초 LNG냉열 공급사업(평택시 오성산단 초저온 물류단지 구축사업)을 시작으로 두 번째 사업인 국내 최대규모의 LNG냉열을 활용한 사업에 선두주자로 역할을 수행할 것이며, LNG냉열 에너지를 활용한 다양한 미래사업에 박차를 가하겠다는 계획이다."라고 "인천신항 배후단지 콜드체인 클러스터 구축사업"에 대하여 언급하였다.

LNG 냉열사업으로 3-2)에서도 언급했던 친환경적이고 비용절감의 효과로 이어질것이고 냉열을 이용한 설비는 냉동창고 등의 1차적인 활용에 강점이 있을 뿐만 아니라, 냉열을 이용한 차별화된 초저온 기술을 기반으로 바이오 의약품, 식자재 보관, 폐플라스틱 처리, 재활용 설비의 파쇄를 위한 급속 냉동 서비스를 제공 등 향후 기대되는 광범위한 범위에 적용할 수 있을 것으로 예상되어 고부가 미래가치가 예상된다.

4. 근거법령

LNG 냉열의 에너지로서의 중요성이 대두되며, 도시가스사업자법이 개정되고, 신재생 에너지법 개정이 추진되는 등, 다양한 LNG 냉열 활용 관련사업분야에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 아래의 법령들은 도시가스사업자 중 일부이다.

제3조(사업의 허가) ① 가스도매사업을 하려는 자는 산업통상자원부장관의 허가를 받아야 한다. 허가받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <개정 2008. 2. 29., 2013. 3. 23.>

② 일반도시가스사업을 하려는 자는 특별시장ㆍ광역시장ㆍ특별자치시장ㆍ도지사 또는 특별자치도지사(이하 “시ㆍ도지사”라 한다)의 허가를 받아야 한다. 허가받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <개정 2008. 2. 29., 2013. 3. 23., 2013. 8. 13.>

③ 도시가스충전사업을 하려는 자는 그 사업소마다 특별자치시장ㆍ특별자치도지사ㆍ시장ㆍ군수ㆍ구청장(구청장은 자치구의 구청장을 말한다. 이하 “시장ㆍ군수ㆍ구청장”이라 한다)의 허가를 받아야 한다. 허가받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <신설 2010. 1. 27., 2013. 3. 23., 2013. 8. 13.>

④ 나프타부생가스ㆍ바이오가스제조사업을 하려는 자는 그 사업소마다 시ㆍ도지사의 허가를 받아야 한다. 허가받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <신설 2014. 1. 21.>

⑤ 합성천연가스제조사업을 하려는 자는 그 사업소마다 산업통상자원부장관의 허가를 받아야 한다. 허가받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <신설 2014. 1. 21.>

⑥ 일반도시가스사업자 또는 도시가스충전사업자가 나프타부생가스ㆍ바이오가스를 스스로 제조하려는 경우에는 제4항에 따른 허가를 받아야 한다. <신설 2014. 1. 21.>

⑦ 제1항과 제2항에 따른 가스도매사업과 일반도시가스사업의 허가는 다음 각 호의 기준에 적합한 경우에만 할 수 있다. <개정 2010. 1. 27., 2014. 1. 21.>

1. 사업이 공공의 이익과 일반수요에 적합한 경제 규모일 것

2. 사업을 적절하게 수행하는 데에 필요한 재원(財源)과 기술적 능력이 있을 것

3. 도시가스의 안정적 공급을 위하여 적합한 공급시설을 설치ㆍ유지할 능력이 있을 것

⑧ 제3항에 따른 도시가스충전사업의 허가는 다음 각 호의 기준에 적합한 경우에만 할 수 있다. <신설 2010. 1. 27., 2014. 1. 21.>

1. 사업의 개시 또는 변경으로 국민의 생명보호 및 재산상의 위해방지와 재해발생 방지에 지장이 없을 것

2. 「고압가스 안전관리법」 제28조에 따른 한국가스안전공사(이하 “한국가스안전공사”라 한다)의 기술검토 결과 안전성이 확보된다고 인정될 것

3. 시장ㆍ군수ㆍ구청장이 국민의 생명보호 및 재산상의 위해방지와 재해발생 방지를 위하여 설치를 금지한 지역에 해당 시설을 설치하지 아니할 것

⑨ 제4항에 따른 나프타부생가스ㆍ바이오가스제조사업 또는 제5항에 따른 합성천연가스제조사업의 허가는 다음 각 호의 기준에 적합한 경우에만 할 수 있다. <신설 2014. 1. 21.>

1. 나프타부생가스ㆍ바이오가스 또는 합성천연가스를 제조ㆍ공급하는 데에 적합한 가스공급시설을 설치ㆍ유지할 능력이 있을 것

2. 한국가스안전공사의 기술검토 결과 안전성이 확보된다고 인정될 것

3. 사업을 적절하게 수행하는 데에 필요한 재원과 기술적 능력이 있을 것

4. 가스수요량을 고려하여 가스공급시설이 필요 이상으로 중복되지 아니할 것

⑩ 제7항부터 제9항까지의 규정에 따른 허가기준에 관한 세부적인 사항은 산업통상자원부령으로 정한다. <개정 2008. 2. 29., 2010. 1. 27., 2013. 3. 23., 2014. 1. 21.>

⑪ 시ㆍ도지사 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장은 제7항부터 제10항까지의 규정에 따른 허가기준의 범위에서 지역특성에 적합하도록 일반도시가스사업, 도시가스충전사업 또는 나프타부생가스ㆍ바이오가스제조사업의 허가에 관한 세부 기준을 정하거나 일반도시가스사업의 공급권역(이하 “공급권역”이라 한다)을 설정하여 고시할 수 있다. 이 경우 산업통상자원부장관과 협의하여야 한다. <개정 2008. 2. 29., 2010. 1. 27., 2013. 3. 23., 2014. 1. 21.>

⑫ 산업통상자원부장관, 시ㆍ도지사 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장은 제1항부터 제6항까지의 규정에 따른 허가를 하면 7일 이내에 그 허가 사항을 관할 소방서장에게 통보하여야 한다. <개정 2008. 2. 29., 2010. 1. 27., 2013. 3. 23., 2014. 1. 21.>

[전문개정 2007. 12. 21.]

제11조(시설공사계획의 승인 등) ① 도시가스사업자가 산업통상자원부령으로 정하는 가스공급시설의 설치공사나 변경공사를 하려면 그 공사계획에 대하여 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 시설ㆍ기술기준, 인력기준 등의 요건을 모두 갖추어 산업통상자원부장관 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장의 승인을 받아야 한다. 승인을 받은 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <개정 2008. 2. 29., 2010. 1. 27., 2013. 3. 23.>

② 도시가스사업자가 가스공급시설의 설치공사나 변경공사 중 산업통상자원부령으로 정하는 가스공급시설의 공사를 하려면 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 그 공사계획을 산업통상자원부장관 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장에게 신고하여야 한다. 신고한 사항 중 산업통상자원부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 경우에도 또한 같다. <개정 2008. 2. 29., 2009. 3. 25., 2013. 3. 23.>

③ 산업통상자원부장관 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장은 제2항에 따른 신고 또는 변경신고를 받은 경우 그 내용을 검토하여 이 법에 적합하면 신고를 수리하여야 한다. <신설 2022. 2. 3.>

④ 제1항과 제2항에도 불구하고 「주택법」이나 그 밖의 다른 법률에 따라 도시가스를 사용하는 자의 부담으로 가스공급시설을 설치하거나 변경하는 경우에는 그 가스공급시설 공사를 하는 자가 도시가스사업자를 대신하여 공사계획의 승인 또는 변경승인을 신청하거나 공사 계획의 신고 또는 변경신고를 할 수 있다. 이 경우 그 가스공급시설 공사를 하는 자는 그 사실을 도시가스사업자에게 알려야 한다. <개정 2009. 3. 25., 2022. 2. 3.>

⑤ 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 해당 공사계획에 대하여 미리 한국가스안전공사의 의견을 들어야 한다. <개정 2008. 2. 29., 2009. 3. 25., 2010. 1. 27., 2013. 3. 23., 2022. 2. 3.>

1. 제1항에 따른 공사계획의 승인 또는 변경승인을 받으려는 자

2. 제2항에 따른 공사계획의 신고 또는 변경신고를 하려는 자

3. 제1항 및 제2항의 가스공급시설 외에 산업통상자원부령으로 정하는 가스공급시설의 설치공사나 변경공사를 하려는 자

⑥ 도시가스사업자가 제1항에 따른 공사계획의 승인 또는 변경승인을 받거나 제2항에 따른 공사계획의 신고 또는 변경신고를 한 경우에는 「건축법」 제11조에 따른 허가를 받거나 같은 법 제14조에 따른 신고를 한 것으로 본다. <신설 2008. 3. 28., 2022. 2. 3.>

⑦ 제6항에 따른 허가 또는 신고의 의제를 받으려는 도시가스사업자는 해당 법률로 정하는 관련 서류를 함께 제출하여야 한다. <신설 2008. 3. 28., 2022. 2. 3.>

⑧ 산업통상자원부장관 또는 시장ㆍ군수ㆍ구청장은 제1항에 따른 공사계획의 승인 또는 변경승인의 신청이나 제2항에 따른 공사계획의 신고 또는 변경신고가 있는 경우 그 시설공사계획에 제6항에 해당하는 사항이 포함되어 있는 때에는 관계 행정기관의 장과 미리 협의하여야 한다. 이 경우 관계 행정기관의 장은 협의요청을 받은 날부터 15일 이내에 의견을 제출하여야 한다. <신설 2008. 3. 28., 2013. 3. 23., 2022. 2. 3.>

[전문개정 2007. 12. 21.]

제19조(도시가스사업자의 공급 의무) ① 가스도매사업자는 제20조제1항에 따른 공급규정에서 별도로 정한 사유나 그 밖에 정당한 사유 없이 일반도시가스사업자, 도시가스충전사업자 또는 산업통상자원부령으로 정하는 대량수요자에게 공급하기로 한 천연가스의 공급을 거절하거나 공급이 중단되게 하여서는 아니 된다. 다만, 액화천연가스냉열이용자가 제8조의4를 위반하여 천연가스를 처분하는 경우에는 해당 액화천연가스냉열이용자에 대하여 천연가스 공급을 중단할 수 있다.  <신설 2013. 8. 13., 2019. 12. 10.>

② 제1항에도 불구하고 가스도매사업자는 제18조제2항에 따라 산업통상자원부장관에게 제출하는 가스공급계획에 공급의무가 반영된 경우 외에는 자가소비용직수입자에 대한 천연가스 공급의무를 부담하지 아니한다.  <신설 2013. 8. 13.>

③ 일반도시가스사업자는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 경우를 제외하고는 그 허가받은 공급권역에 있는 가스사용자에게 도시가스의 공급을 거절하거나 공급이 중단되게 하여서는 아니 된다.  <개정 2013. 8. 13.>

1. 가스공급시설의 설치가 필요한 지역으로 가스공급을 신청하는 가구 수가 시ㆍ도 고시로 정하는 수 미만인 경우

2. 철도ㆍ고속철도, 상ㆍ하수도, 하천, 암반 등 지형이 특수하여 가스공급시설 설치가 기술적으로 곤란하거나 시설의 안전확보가 곤란한 경우

3. 지리, 환경 등 지역여건을 감안할 때 가스공급이 부적절하다고 대통령령으로 정한 경우

4. 다른 법령에서 정하는 바에 따라 가스공급시설에 대한 공사가 제한되어 있는 경우

5. 그 밖의 정당한 사유가 있는 경우

5. 연구동향

국회도서관에서 기본검색으로 "LNG 냉열"을 검색하면 총 149건의 검색결과와 24건의 학위논문이 검색되고 국내학술지(DBpia)에서는 기본검색으로 "LNG 냉열"을 검색하면 총 172건의 검색결과와 31건의 학위논문이 검색된다. 사람들의 많은 관심이 있는 기술은 아니지만 사업에 대한 연구는 꾸준히 되고있다.

김성민(2023)은 기존 수소 및 이산화탄소 액화 공정의 개선을 위해, LNG 냉열을 활용한 통합 공정을 디자인하였고 이러한 전체 공정에 대해서는 LNG 냉열 이용만으로 기존 공정 에너지요구량의 약 45%를 절감하는 유의미한 결과를 도출해 냈다.

최용석, 임태우(2021)는 LNG 연료 추진 선박이 일반 내연기관 대비 이산화탄소가 20%가 감소되는것을 보고 받고, 50%까지 감축하는 것을 목표로 하고 LNG 연료 추진 선박의 냉열과 폐열을 효과적으로 회수할 수 있는 다단 열사이클을 구성하였으며, 우수한 작동유체를 발견하였다.

차규상, 최정환(2023)은 전기에너지를 생산하는 단위 장치인 가스터빈의 성능을 높이기 위해 LNG의 냉열을 활용하는 방법에 대해 연구하였고, LNG가 기화 할 때 발생하는 냉열과 TIAC기술을 접목시켜서 가스터빈으로 유입되는 공기의 온도를 낮춤으로서 가스터빈의 성능을 향상 시킬 수 있는 방법을 검토하고자 한다.