석탄 가스화

석탄 가스화(Coal Gasification)는 석탄을 고온, 고압 조건에서 산소(또는 공기), 수증기(또는 이산화탄소)와 반응시켜 합성 가스(Syngas)라고 불리는 기체 연료를 생산하는 공정이다. 합성 가스는 주로 일산화탄소(CO)와 수소(H2)로 구성되며, 이 외에도 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2), 질소(N2) 등의 성분을 포함할 수 있다.

석탄 가스화는 석탄을 직접 연소하는 것보다 더 깨끗하고 효율적인 에너지 생산 방법으로 간주된다. 합성 가스는 발전, 화학 제품 생산, 수소 생산 등 다양한 용도로 활용될 수 있다. 특히, 합성 가스를 정제하여 불순물을 제거하면 천연 가스 대체재인 합성 천연 가스(SNG)를 생산할 수 있으며, 액체 연료(예: 디젤, 휘발유)로 전환하는 기술(GTL, Gas-to-Liquids)도 상용화되어 있다.

석탄 가스화 공정은 가스화제의 종류, 반응 온도 및 압력, 가스화기의 형태 등에 따라 다양한 방식으로 분류된다. 주요 가스화 기술로는 고정층 가스화, 유동층 가스화, 분사층 가스화 등이 있다. 각 기술은 석탄의 종류, 처리량, 합성 가스의 조성 및 효율 등에서 차이를 보인다.

석탄 가스화는 석탄 자원이 풍부한 국가에서 에너지 안보를 강화하고 환경 오염을 줄이는 데 기여할 수 있는 기술로 평가받고 있다. 그러나 공정 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량, 높은 초기 투자 비용 등은 극복해야 할 과제로 남아있다. 이산화탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture and Storage) 기술을 석탄 가스화 공정에 통합하여 탄소 배출량을 줄이는 연구도 활발히 진행되고 있다.