LPG
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1. 개요
액화석유가스 / Liquefied Petroleum Gas
가정용, 업무용, 공업용, 운송용의 연료로 쓰인다. 잘못 다루면 폭발할 가능성이 높기에 주의. 원유를 정제할 때 제일 처음 나오는 물질로 주성분은 프로페인과 뷰테인이다. 프로페인은 가정용으로(20kg 그 이상의 가스통에 담긴 게 이거다) 사용하며 뷰테인은 자동차용으로 주로 쓰고 캔에 담겨 부루스타(블루스타)라 불리는 휴대용 가스레인지에 넣는 용도로 사용한다. (부탄가스 문서 참조.) 차량용으로 사용 시에는 오토가스(autogas = automobile + gas)라고 한다.
2009년도 말에 공정거래위원회에서 담합과 관련[1]하여 정유사 전체에 총 6689억 원의 과징금을 부과하였는데[2] 이는 2016년까지 부과된 과징금 사상 최고액에 해당[3]했다. 이후 행정소송이 진행되었는데 정유사의 패소 쪽으로 저울추가 기울고 있다. 2011.08.18일 현대오일뱅크가 패소 판결을 받았고 나머지 정유사도 큰 이변이 없는 한 동일 조건의 판결을 받을 것으로 보인다. 뉴스 참조 [4] 결국 대법원 상고심에서 공정위의 처분이 정당하다는 결론으로 최종 확정 되었다. 뉴스 참조
2. 상세
2.1. 수송용 LPG
프로페인의 경우 끓는점이 낮아(-43℃) 기화가 쉬운 대신 열량이 비교적 낮고 뷰테인은 끓는점이 높아서(-0.5℃) 추운 겨울철에는 부탄이 기화되지 않아 야외에서 사용이 좀 어렵지만 열량이 더 높다. LPG 충전소에서도 위의 문제로 겨울에는 프로페인을 일부 섞어서 판다.
사용량의 상당량을 외국에서 수입하며[5] 사우디 아람코 사에서 정한 가격(CP, Contract Price)에 환율, 세금 등을 묶어서 매월 1일 가격고시 후 팔고 있다. 휘발유 값이 쭉쭉 떨어지던 2014년~2015년초 당시에도 LPG는 가격 하락이 진행되지 않아 공급사들은 욕을 바가지로 먹었으며(특히 택시 기사들의 반발이 거셌다) 2016년 현재 가격은 휘발유의 60% 수준에서 유지되고 있다.
최근에는 비싼 나프타로 만들던 플라스틱 생산의 핵심 원료인 에틸렌을 LPG로 만드는 설비가 증가하면서 LPG 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 나프타로는 개도국을 중심으로 폭발적으로 증가하는 플라스틱 수요를 감당하기 어렵기 때문에 LPG로 에틸렌을 생산하려는 것이다. 그로 인해서 앞으로 저유가가 지속되더라도 LPG 가격이 하락할 유인이 사실상 없다.
2.2. LPG의 성질
무색, 무취이며(보통 LPG에서 냄새가 나는 것은 가스누출을 쉽게 감지하기 위해 부취제를 첨가하기 때문이다. 순수한 LPG는 냄새가 나지 않는다) 독성은 없으나[6] 마취성이 있다. 따라서 환기가 잘 되지 않는 장소에서의 사용은 피해야 한다. 그리고 가솔린과 같은 유기물 용매에 용해되기 쉬우며 액체에서 기체로 기화되었을 때 체적은 약 250배 팽창된다. 액체상태에서는 물보다 가볍고, 기체상태에서는 공기보다 무겁다. 때문에 어떤 상태에서든 바닥에 고이기 쉽다.
주성분이 메테인이라 분자량이 작아서 가스가 새면 하늘로 날아가는(이건 지구온난화의 주범 중 하나.) LNG와 달리 LPG는 바닥에 깔린다.[7] 그래서 가정용으로는 더욱 위험해서 취급에 절대 주의를 요한다. 같은 무게의 TNT와 비슷한 폭발력을 지닐 만큼 폭발력이 강하다. 킬로그램 단위로 새어나간 가스가 폭발하게 되면 경우에 따라서는 건물이 무너질 수도 있다.
2.2.1. LPG의 장점
- 발열량이 크다.(가지고 있는 에너지가 크다) 프로판이 12,000kcal/kg정도이며 부탄이 11,800kcal/kg이다.
- 상온에서는 기체로 존재하지만 가압시키면 쉽게 액화가 가능하다. 액화하면 체적이 1/250으로 줄어들어 운반이 용이하다. 액화 프로판 가스는 보통 온도가 적당한 압력하에 액화될 수 있다.[8]
2.2.2. LPG의 단점
- 공기보다 무겁고 물보다 가볍다. 자연적으로 환기를 시켜도 가스가 바닥에 잔류할 수 있으며 액화 상태에서도 물보다 가볍기 때문에 주수를 하면 물 위에 뜨게 된다. 때문에 누출 시에는 잔류가스에 의해서 폭발 우려가 있다.
- 용기설치장소가 필요하고 용기 관리가 중요하다.
- 유기화합물을 녹이는 용해성을 가지고 있다.
2.2.3. 연소특성
연소시킬 때 다량의 공기가 필요하다. 이론적으로 계산하면 프로판 1mol은 약 24mol의 공기를 필요로 하고 부탄 1mol은 31mol의 공기가 필요하다. 연소온도는 평균 2,150°C로 높은 편이다. 그리고 폭발한계와 폭발하한값이 낮다.(프로판: 2.2~9.5%, 부탄: 1.8~8.4%)
2.2.4. 부취제의 종류
본래 LPG는 쉽게 구분할 수 있는 냄새를 가지고 있지 않다. 이를 검지하기 위해 불쾌한 악취가 나는 화학성분 또는 유사한 화학물, 화학적 화합물이 안전성을 위하여 부취제로 첨가된다.
- Butly Mercaptan: 천연가스에 사용되는 가장 일반적인 부취제이며 대표적으로 TBM(Tertiary Butyl Mercaptan)가 있다. 양파썩는 냄새가 난다.
- DMS(Dimethyl Sulfide): TBM과 같이 혼합하여 많이 사용된다. 마늘썩는 냄새가 난다.
- Ethyl Mercaptan: LP가스에 가장 많이 사용되는 부취제다.
- THT(Tetra-Hydro Thiophene): LP가스에서 가장 많이 사용되는 부취제이다. 단일로 사용되거나 TBM과 혼합하여 상사용한다. 석탄가스 냄새가난다.
2.3. LPG 저장탱크
- 저온상압 저장탱크: 보통 수입기지에 이용되는 대용량 탱크이다. 내부압력은 대기압정도이고, 상온 저장탱크보다 강재의 두깨가 얇다.
- 상온, 고압 저장탱크: 보통 제유소, 충전소, 공업용 플랜트에 이용되는 중,소용량 탱크이다.
3. LPG 자동차
4. 일상생활에서의 이용
도시가스가 도입되기 전까지는 다른 선택지가 없었기 때문에 LPG가 널리 사용되었으나 2020년 현재는 제주도에도 도시가스가 들어올 정도로 도시가스가 보편화되었기 때문에 도시에서는 이제 잘 쓰이지 않는다. 수익성 문제로 도시가스 배관이 들어오지 않는 시골 지역에서는 아직도 난방용 연료로 사용하고 있다. LPG가 도시가스보다는 비싸지만 등유보다는 저렴하고, 화목, 연탄보다는 편리하므로 여전히 수요는 있다. 이용방식은 주로 전원주택, 빌라 등을 신축하면서 5톤 미만의 고정식 LPG 소형저장탱크를 설치하고, 가스 공급업체에서 벌크로리를 이용하여 충전해주고 계량기의 사용량에 따라 결제하는 체적거래방식이 주로 이용된다. 또한 사용량이 많지 않고 고령화로 안전관리가 허술한 농촌지역의 경우 마을 공동 소형저장탱크에 LPG를 충전하여 도시가스처럼 지하 매설 배관망을 설치, 각 가정까지 가스를 공급하는 사업을 진행하는 중이다.
도시에서도 일부 식당의 경우 화력을 높이기 위해 흔히 생각하는 가스통(20kg 용기)보다 큰 가스통(50kg 용기)을 다발로 엮어서 쓰는 경우가 많았으나, 최근에는 식당에서도 1톤 이하의 LPG 소형저장탱크를 설치하는 경우가 많다.
LPG 소형저장탱크의 경우 일정기간 일정량의 가스 공급계약을 체결하면 가스공급업체에서 탱크를 설치해 주는 경우가 많다. 산업용은 대부분 이런 식으로 이용하다 설비를 기부채납 받는 식이며, 가스공급 업체에서 주기적으로 설비를 관리해준다. 또한 용기 개당 단가로 거래(중량거래)하는 것보다 체적거래를 이용하는 것이 가격측면에서 훨씬 이득이 된다. 가스를 대부분 사용하면 용기에 가스가 남아도 교체해야 하며, 배달된 용기가 적게 들어 있어도 소비자가 정확한 양을 확인할 수 없는 등의 문제점을 보안하기 위해 법으로 체적거래를 하도록 명시(예외사항 있음)하고 있다.
2002년경 HID동지회, 설악동지회 등 북파공작원 출신들이 실체인정과 보상을 요구하면서 가스통을 불에 붙여서 굴리면서 시위를 한 사례가 다수 있었다. 아래는 유명한 소드마스터 짤방의 원본. 그러나 현재 유통되는 모든 용기는 안전장치가 부착되어 있어 밸브를 열어도 정상적으로 연결된 상태가 아니면 가스가 나오지 않는다.
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[1] 각 사별로 공급가 차이가 0.XX원 수준밖에 되지 않았다. 서울시의 경우 부동산 등의 여러 원가 요소가 감안되어 싼 곳과 비싼 곳의 휘발유 가격 차이가 리터당 수백 원까지 났던 것에 비해 이런 차이가 전혀 반영되지 않고 지역별로 가격 차이가 10원도 나지 않았던 등 여러 의혹이 제기된 바 있다.[2] 자진신고한 SK는 1602억 원을 부과받았지만 리니언시 조항에 따라 면제 받았다.[3] 현재는 퀄컴사에 부과된 1조 원이 기록을 경신했다. 물론 퀄컴은 이에 불복해서 소송으로 갔다. 해당 사건 이전 기록도 퀄컴이 갖고 있었다. 관련 기사[4] 공정거래법에 따른 재판은 이례적으로 2심제를 적용한다. 행정법원이 설립된 이래로 일반 행정소송도 3심제를 적용하지만(1심은 서울행정법원 or 지방법원 본원, 2심은 고등법원) 해당 재판은 아직도 1심을 서울고등법원, 최종심을 대법원에서 관할한다. 사유는 공정위의 처분을 '''1심으로 보기 때문'''이다. 일반적으로 소송이 진행되면서 처벌이 경미해지는 경우가 많은데, 대법원은 사실상 가부만 판단하기 때문에 경감 기회를 고법심 1회밖에 쓸 수 없다는 이야기이며, 그래서 공정위의 파워가 무시무시하다는 것이다. 이에 대해서는 불합리하다는 지적이 있어 개정을 요구하고 있다.[5] 거의 국내 소비량의 2/3에 달한다.[6] 당연하지만, 그렇다고 함부로 들이켜도 된다는 뜻은 절대 아니다. 하루종일 마시면 산소 부족으로 인한 호흡 곤란으로 사망할 가능성도 있고, 독성이 없다는 말은 치사량을 넘기지 않는 한 인체에 해가 되지 않는다는 뜻으로 이해해야 한다. '''다시 말해서, 이거 마시다가 죽을 가능성은 얼마든지 있다'''.[7] 그래서 가스누출 경보기를 설치할 때에도 LNG는 위로 뜨는 성질이 있어서 천장 쪽에 설치하며, 반대로 LPG는 바닥에 가라앉는 성질이 있기 때문에 아래쪽에 설치한다.[8] 프로판: 0.7MPa , 부탄: 0.2MPa