석탄이 배출하는 이산화탄소의 양?

Science wave | 세상을 보는 과학의 눈 - Science Wave

 

 

석탄을 사용하는 화력발전소 전체의

30퍼센트 차지

 

석탄의 형성 과정

석탄의 영어인 coal은 ‘화석화된 탄소성 광물’이라는 의미를 가졌다. 약 3억 년 전, 지상에 무성하던 식물이 큰 홍수가 날 때마다 떠내려가 저지대에 쌓이고, 그 위에 흙이 덮이자, 나무들은 완전히 부패하지 못한 상태로 갈색의 토탄(土炭)이 되었다. 이렇게 형성된 토탄이 더 높은 온도와 압력을 받으면서 그 정도에 따라 갈탄(褐炭), 역청탄(瀝靑炭), 무연탄(無煙炭)으로 변했다. 흔히 보는 검은 석탄은 역청탄에 속하고, 가장 높은 열과 압력을 받아 형성된 것이 무연탄이다. 이보다 더 고압 고열 조건을 거치면 흑연으로 변한다.

 

석탄이 형성되던 시대에 지상에 살았던 식물은 수피가 두텁고, 줄기에는 ‘리그닌’이라는 물질이 가득했다. 리그닌은 식물의 줄기가 튼튼해지도록 해주는 화학물질이다. 오늘날의 수목 줄기(목재)는 성분의 약 20~30%가 리그닌이고, 나머지 대부분은 섬유질이다. 그런데 그 시절에 살던 식물의 줄기에는 리그닌이 약 50%나 포함되어 있었다. 리그닌은 물에 녹지 않으며, 태우면 많은 열을 내며 잘 탄다. 석탄이라는 것은 모두 당시의 '리그닌 식물'이 땅에 묻혀 생긴 것이다. 그래서 석탄을 만든 식물이 자라던 당시를 ‘석탄기’라 부른다.

 

 

석탄이 배출하는 이산화탄소의 양

현재 세계의 발전소는 석탄을 가장 많이(약 30%) 사용하고 있으므로, 그에 따라 석탄에 의한 이산화탄소 배출량도 최대이다. 2011년의 통계에 의하면, 1년간 세계 석탄 총생산량이 76억 9,500만 톤인데, 이 중에 49.5%인 35억 2,000만 톤을 중국에서 생산했다(중국은 1983년 이후 석탄 최대 생산국이며 소비국임). 그리고 2030년이 되면 석탄 소비량이 90억 5,000만 톤으로 증가할 것이라 한다. 참고로 같은 해에 미국은 9억 9,300만 톤, 인도 5억 8,900만 톤, 유럽연합 5억 7,600만 톤, 오스트레일리아는 4억 1,600만 톤을 생산했다.

​

오스트레일리아는 채굴한 석탄 중 3억 2,800만 톤을 수출하는 최대 수출국이고, 2위 수출궁은 인도네시아(3억 1,600만 톤)였다. 최대 수입국은 일본으로 2억 7,000만 톤, 2위는 중국 1억 9,500만 톤, 3위가 한국으로 1억 2,600만 톤이었다. 한국은 수입량은 3위이지만, 총소비량에서는 10위권 밖이다.

​

1999년의 통계에 의하면, 이 해에 석탄의 연소로 배출된 이산화탄소의 양은 86억 6,600만 톤이었다. 석탄 산출량보다 이산화탄소 발생량이 더 많은 것은 석탄의 주성분인 탄소(C)가 산소(O2)와 결합하여 분자가 큰 CO2로 되기 때문이다.

​

석탄 화력발전소에서는 1시간에 1메가와트의 전력을 생산하는 동안 약 99kg의 이산화탄소가 발생하는데, 천연가스는 이것의 절반 정도만 나온다. 그래서 나라마다 석탄보다 천연가스를 사용하려고 애쓴다.

 

 

남극대륙의 발견과 탐험 역사