위키원
경유 (연료)
경유(輕油, diesel fuel)는 원유(原油)를 분별 증류해서 얻어지는 물질로, 등유 다음에 나오는 액체 물질이다. 탄화수소의 혼합물로서, 중유에 비해 상대적으로 밀도가 낮아 한자의 '가벼울 경(輕)'자를 사용하여 부른다. 디젤, 디젤유, 디젤오일이라고도 불린다.
목차
개요
경유는 원유를 분리하여 얻은 기름의 일부로 중유보다 상대적으로 밀도가 낮고 가솔린과 함께 일반적으로 많이 사용되는 연료로 휘발성이 낮아 쉽게 불이 붙지 않아 폭발의 위험이 적다.[1] 경유는 끓는점이 250~350℃ 사이에 있는 탄화수소들의 혼합물로서, 증류탑에서 등유 다음으로 유출되는 석유로 도시가스의 열량을 높이는 데에 사용되기도 하고 그 밖에 석유 버너의 연료로 쓰이기도 하며 기계세척에 쓰이기도 한다. 단순한 연료나 원료로 쓰일 때는 간단히 정제해서 사용해도 무방하지만 디젤 기관의 연료로 쓸 때는 보다 순수하게 정제해야 한다.[2] 경유는 디젤(diesel)이라고도 부르는데, 디젤엔진의 발명자인 독일의 발명가 루돌프 디젤((Rudolf Diesel)의 성에서 따온 것이다. 경유는 연소 효율이 높고 불완전 연소로 나오는 불순물도 적어 클린 에너지로 불린다. 경유는 가솔린과 함께 일반적으로 많이 사용되는 연료로 휘발성이 낮아 쉽게 불이 붙지 않아 폭발의 위험이 적다. 경유는 디젤엔진의 연료로 널리 사용되어 디젤유 또는 디젤오일 등으로도 불린다.
등장배경
독일의 과학자인 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이 최초의 실용적인 디젤 엔진을 개발하여 2차 산업혁명을 이끌었다. 1892년 발명한 압축 점화 엔진으로 원래는 석탄 먼지를 연료로 사용하는 것을 목적으로 하였으나, 식물 기름, 경유 등으로 그 연료가 변경되어 1900년 파리 박람회에서 처음 공개된 후 다양한 운송 수단에 광범위하게 사용되고 있다.[1] 디젤 엔진은 경유를 사용하여 가솔린 엔진보다 연료비를 줄일 수 있었고 같은 양으로 1.5배의 효과를 내면서 산업 분야에서 디젤 엔진을 점차 많이 사용하기 시작하며 가솔린 엔진을 대체하기 시작했다. 루돌프 디젤은 1893년 엔진을 작동시키는 새로운 방법을 고안하여 1893년 특허를 얻게 되었다. 이 특허를 상용화하기 위해 독일 아우구스브루크 기계 제작소에서 연구비를 제공하겠다는 제안을 받고 실패를 거듭한 끝에 1894년 경유를 연료로 하고 압축, 점화에 의해 작동하는 왕복 운동형 내연기관인 디젤 엔진을 개발하게 되었다.[3]
특징
화학적 성질
경유는 탄화수소 혼합물로, 약간의 점성을 가지는 투명한 액체로 색은 혼합물의 비율에 따라 무색에서 연한 노란색 및 갈색을 나타내기도 한다. 경유의 비중은 물보다 가벼운 0.82~0.87이고 인화점은 50도 이상, 발화점은 210도 정도이다. 경유는 휘발성이 낮아 상온에서 불이 쉽게 붙지 않기 때문에 상대적으로 폭발의 위험성이 적다. 끓는점에 따라 분류하는 석유류 제품의 특성에 따라 경유는 약 250도에서 300도 끓는점 범위를 가지며, 이 범위에 해당하는 탄화수소는 탄소 10개를 갖는 데케인부터 탄소 15개를 갖는 펜타데케인이 있다. 원유로부터 직접 분리한 경유는 약 75%의 탄소와 수소가 단일결합만으로 이어진 포화 탄화수소, 약 25%의 탄화수소 벤젠고리와 같은 방향족 고리를 갖는 방향족 탄화수소로 이뤄져 있다. 일반화된 경유의 분자식은 평균 분자량을 고려하여 C12H24로 나타낸다. 경유보다 더욱더 높은 끓는점으로 분리되는 중유의 경우는 경유보다 높은 비중인 0.9~0.95 정도를 갖는다. 중유를 이루는 탄소의 수도 경유보다 많아지므로 휘발성도 낮아지고 연소가 더욱 어려워지며 폭발성은 낮아지게 되지만 연료로서 열효율이 뛰어나고, 석탄보다 발열량이 2배 이상 많아서 석탄을 대체하는 연료로 많이 사용되고 있다.[2] 이러한 이점 때문에 경유는 상용차, 철도차량, 중소형 선박의 연료로 적합하다. 미국 대통령의 전용차도 피격 시 폭발을 방지하기 위하여 디젤엔진을 탑재하고 경유를 연료로 쓴다. 다만 기화될 경우 얘기가 달라져 기화된 경유는 태생이 기름인 만큼 아주 자그만 스파크라도 일어나면 바로 폭발을 부른다. 실제로 라드브로크스 그로브 열차 충돌사고 당시 열차 충돌로 인한 압력이 열차의 경유 탱크를 파손시키며 새어 나온 경유가 기화했고 열차가 전선을 끊으면서 폭발이 일어났다.[4]
단점
경유는 지프, 트럭이나 버스 등 자동차의 주로 경유를 연료로 사용하는데, 경유에는 유황분이 함유되어 있어 공기 중으로 항산화 물질을 배출시킨다는 단점이 있다. 공기 중의 황산화물은 산화 과정을 거치고 수증기와 반응하여 황산을 만들기 때문에 사람의 눈이나 호흡기 등에 염증을 일으키고, 위장장애를 일으키기도 한다. 이에 대한 방안으로 천연가스를 연료로 사용하는 천연가스 버스가 늘어나는 추세며, 경유를 사용하는 자동차를 줄이려 노력하고 있다. 그뿐만 아니라 바이오디젤이라고 하는 연료가 시판되기도 했다. 바이오 디젤은 옥수수, 콩기름이나 폐식용유와 같은 식물성기름을 이용한 연료로써 친환경적일 뿐만 아니라 석유 고갈의 문제점을 해결할 방안으로 떠오르면서 주목받고 있다.[2] 또한 경유도 다른 석유제품과 같이 그 자체로 독성이 있으며, 특히 디젤엔진의 성분 및 연소상 가솔린엔진에서는 잘 발생하지 않는 오염물질을 배출하고[4] 가솔린과 달리, 미세먼지를 많이 발생시키는데, 경유에 함유된 유황분이 공기 중으로 항산화 물질을 배출시키는 문제점이 있다. 주로 발생하는 것으로 질소산화물, 이산화황이 있음으로, 디젤 엔진의 배기가스 중 질소 산화물(NOx), 입자상 물질(PM)을 물리적으로 불완전 연소한 디젤에서 생기는 탄화수소 찌꺼기 등의 유해물질을 세라믹 허니컴 필터로 포집한 후에, 550도 정도의 높은 온도로 다시 태워 높은 온도로 태우는 디젤 분진 필터 장치와 암모니아 수용액인 우레아를 분사하여 화학적 반응으로 질소 산화물을 중화시키는 선택적 환원 촉매 장치를 의무화하는 추세다.[5]
용도
자동차 엔진
경유는 자동차용 엔진에 광범위하게 사용 중이며, 특히 버스나 트럭처럼 높은 효율과 출력을 요구하는 상용차의 경우 대부분 디젤 엔진을 사용하고 있다. 또한, 승용차에도 디젤 엔진과 경유가 사용되고 있는데, 일반적으로 휘발유를 사용하는 가솔린 엔진보다 우수한 연비를 지니며 높은 에너지 효율성을 갖는 것으로 알려져 있다. 높은 연비와 에너지 효율성으로 인해 가솔린 엔진보다 온실가스 배출량이 적지만, 동시에 질소 산화물 및 미세먼지 등의 오염원을 많이 배출하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 오래된 경유차를 줄이고, 일반적인 디젤 엔진의 사용 범위를 줄이며 질소 산화물 배출이 없거나 적은 바이오 디젤과 이를 이용한 엔진 개발이 진행 중이다.[1] 더불어 고속엔진에 필요한 우수한 착화성을 가지고 있으며, 양호한 분무를 형성하고, 연료 분사펌프의 마모방지에 필요한 적당한 점도와 윤활성을 유지하며, 양호한 연소와 높은 열효율을 얻기 위해 적당한 증류 성상을 가지고 있고, 온도가 낮을 때 시동성 운전성 확보를 위해 필요한 저온 유동성 및 저온 여과성을 가지고 있다.[6]
대형 운송수단
증기 기관이 장착된 기차의 동력원은 석탄으로 시작되어 20세기 후반에 경유로 대체되었으며 전 세계적으로 광범위하게 이용되고 있다. 또한, 현대의 항공기는 별도의 항공유를 주 연료로 사용하지만, 1928년 개발된 비행기는 역시 처음 경유를 사용하는 디젤 엔진을 이용하였다.[1]
그 외 사용처
낮은 등급의 경유는 질산 혼합물로부터 팔라듐 등의 후전이금속을 추출하기 위한 추출제로 사용되고, 석유를 시추할 때 경유 자체를 드릴에 사용하는 윤활유로 사용하여 왔지만, 환경 문제로 인해 점차 다른 오일류로 대체하고 있다.[1]
종류
석유계/타르계 경유
원유 및 타르에서 분리된 경유는 일반적으로 석유계 경유와 타르계 경유로 나뉜다. 석유계 경유는 원유를 증류할 때 등유에 이어 유출되는 성분으로[7] 채취한 원유를 증류탑에서 분리할 때 끓는점 차이에 따라 등유 이후에 약 온도 범위 200도에서 350도 사이에서 분리되는 성분을 일컫는 말이다. 타르계 경유는 석탄 가스에서 분리되는 조경유, 타르 자체를 증류할 때 얻어지는 타르 경유 등을 말한다. 일상생활에서 일반적으로 사용되는 경유는 원유로부터 분리된 석유계 경유를 말한다.[1]
합성 경유
합성 경유는 화학 반응 및 공정을 통해서 탄소를 함유한 물질들인 바이오 매스, 바이오 가스, 천연가스, 석탄 등에서 생산될 수 있다. 원료들은 우선 합성 가스로 변환되고, 정제 후에 피셔-트롭시(Fischer-Tropsch) 공정에 의해 합성 경유로 전환된다. 석유 원료에서 분리되는 파라핀계 원료 이용하여 만든 합성 경유는 일반적으로 유황 함량이 거의 없고, 방향족 함량도 매우 낮아 독성 탄화수소, 질소 산화물 및 미세먼지의 배출이 적은 것으로 알려져 있다.[1]
바이오디젤
바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 기름을 화학 처리를 통해 경유와 유사한 연료를 제조하여 석유 기반인 경유를 대체하거나 혼합해서 사용하는 연료이다.[8] 바이오 디젤이라고 많이 알려진 지방산 메틸에스터(FAME)는 동물 지방이나 식물성 기름을 메탄올과 에스터 교환 반응을 시켜 얻는다. 생물학적 독성을 가지는 메탄올 외에도 에탄올 역시도 바이오 디젤을 합성하는 과정에 사용 가능하며, 강염기인 수산화 소듐(NaOH)이나 수산화포타슘(KOH)이 함께 사용된다. 전 세계적으로 가장 많이 생산되는 바이오 디젤은 식물에서 얻어진 유채 기름 및 콩에서 얻어지는 대두유를 처리하여 얻어진다. 일반적으로 순수한 바이오 디젤은 석유 디젤보다 약 5%에서 10% 정도 낮은 에너지 함량을 가지고 있다고 알려져 있으며, 많은 경우 바이오 디젤을 석유 디젤과 혼합하여 연료로 사용한다. 하지만 합성 디젤처럼 바이오 디젤도 낮은 황 함량을 가지기 때문에 산성비의 원인이 되는 황산화물의 배출량이 적고, 미세먼지 등 연소로 인한 오염원 배출이 적다는 장점을 가진다.[1]
최근 현황
- 노후경유 차량 폐차
2021년 2월 5일부터 노후 경유 차량을 조기 폐차할 때 받는 보조금이 대당 최대 300만 원에서 최대 600만 원으로 높아진다. 기획재정부는 이런 내용을 담은 5등급 노후 경유차 조기 폐차 지원사업 확대 개편안을 발표했다. 지원 대상은 3.5t 미만인 노후 경유 차량으로 배출가스가 5등급인 34만 대가량이다. 2002년 7월 이전 배출가스 등급 산정기준이 적용된 경유 차량이다. 대상 차량 중 매연저감장치(DPF)를 달 수 없거나 영업용, 소상공인용, 기초생활 보장 수급자 및 차상위 계층 소유 차량은 보조금을 최대 600만 원 받는다. 폐차를 할 때 지원금 상한액의 70%인 420만 원을 받고 나중에 차량을 구매할 때 나머지 30%인 180만 원을 받는 식으로 이 기준에 해당하지 않는 차량은 최대 300만 원을 받는다. 앞으로 노후 경유 차량을 폐차하고 신차가 아닌 중고차를 살 때도 조기 폐차 시 나오는 지원금은 상한액의 70% 외에 추가로 상한액의 30%도 받지만, 배출가스 1, 2등급 중고차를 구매해야 한다.[9] 더불어 2021년 4월 16일, 광주광역시는 미세먼지 등 대기오염의 주요 배출원인 자동차 배출가스를 줄이기 위해 올해 노후 경유차 조기 폐차 지원사업 대상으로 6,514대를 선정해 지원한다고 밝혔다. 선정의 우선순위는 비상저감조치로 인한 과태료 처분 유예 중인 차량 LPG 1t 화물차 신차 구매 지원 대상자 총중량 3.5t 이상 차량, 2002년 이전 제작·출고 차량 배출가스 저감장치 장착 불가 차량, 영업용 차량, 소상공인 차량, 생계형 차량 등 순이다. 이 밖의 차량은 제작연월일인 차량 연식을 기준으로 오래된 차량 순으로 선정됐다. 조기 폐차 보조금 지원액은 3월 한 달간 자동차 환경협회에 산정 및 의뢰해 결정했으며, 산정기준 자료는 보험개발원의 분기별 차량 기준가액 또는 행정안전부 시가표준액을 기준으로 차종, 연식, 형식에 따라 폐차가격을 산정했다. 보조금 지원율은 총중량 3.5t을 기준으로 3.5t 미만 차량의 경우 폐차 시 차량 기준가액의 70%를 지원하고, 폐차 후 경유 차량이 아닌 전기·수소차 등 친환경 차 구매 시 30% 잔여액을 추가 지원한다. 3.5t 이상 경유차와 2005년 이전 배출허용기준을 적용해 제작된 덤프트럭, 콘크리트믹서 트럭, 콘크리트 펌프 트럭과 같은 도로용 3종 건설기계는 최대 4,000만 원으로, 폐차 시 차량 기준가액의 100% 지원하며, 신차 구매 시 200%를 추가 지원한다. 또한 저감장치 미개발 또는 장착 불가 차량으로 광주시 또는 장치 제작사를 통해 확인받은 경우 조기 폐차 기본 지원율 상한액 내에서 60만 원 추가 지원된다.[10]
- 경유 차량 매연저감장치 부착
2021년 3월 30일, 전남 담양군은 대기환경 개선을 위해 노후 경유차 100대에 매연저감장치 부착을 지원한다고 밝혔다. 차량 소유자 자기부담금은 부착 가격의 10%∼12.5%인 28만 원∼65만 원이고, 나머지는 담양군 예산으로 지원하며 국민기초생활보장 수급 대상자의 차량은 전액 지원한다. 담양군은 이를 위해 예산 3억 8천만 원을 확보했다. 지원 대상 차량은 사업공고일 기준, 담양군에 6개월 이상 등록되고 매연저감장치 장착이 가능한 배출가스 5등급 경유 자동차이고 접수 기간은 2021년 4월 7일까지며, 환경부 자동차배출가스 등급제 홈페이지 또는 관할 읍면 사무소, 군 생태 환경과에서 신청할 수 있다. 지원받은 차량은 장치를 부착한 후 2년간 의무 운행해야 하며, 의무기간 내 장치를 뜯어내면 지원받은 예산을 반납해야 한다. 담양군 관계자는 "쾌적한 도심 대기환경 조성을 위해 배출가스 5등급 차량 저공해 장치 지원을 매년 확대할 계획"이라고 말했다.[11] 더불어 강원도 원주시도 미세먼지 발생과 대기오염의 주요 원인으로 대두되는 경유차의 배출가스 저감을 위해 매연저감장치 부착을 지원한다. 이에 8억1600만 원을 들여 총 200대를 지원할 계획이며 배출가스 5등급 경유 차량 가운데 세부조건을 모두 충족해야 하며 개인과 법인당 1대씩만 지원한다.[12]
각주
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 〈경유〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 2.0 2.1 2.2 〈경유〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 웝스, 〈디젤엔진의 발명가, 루돌프 디젤!〉, 《네이버 블로그》, 2013-01-28
- ↑ 4.0 4.1 〈경유〉, 《나무위키》
- ↑ 〈경유〉, 《위키백과》
- ↑ 에스케이이노베이션㈜ 공식 홈페이지 - http://www.skenergy.com/main.asp
- ↑ 사이언스올, 〈경유〉, 《사이언스올》, 2015-09-09
- ↑ 〈바이오 디젤〉, 《나무위키》
- ↑ 구특교 기자, 〈노후 경유차 조기폐차 보조금 최대 600만원으로 상향〉, 《동아닷컴》, 2021-02-04
- ↑ 황태종 기자, 〈광주광역시, 노후 경유차 6514대 조기폐차 지원〉, 《파이낸셜뉴스》, 2021-04-16
- ↑ 전승현 기자, 〈담양군, 경유차 100대 매연저감장치 부착 지원〉, 《연합뉴스》, 2021-03-30
- ↑ 우정연 기자, 〈원주시, 경유차 200대 매연저감장치 부착 지원〉, 《이뉴스투데이》, 2021-04-19
참고자료
- 〈경유〉, 《네이버 지식백과》
- 〈경유〉, 《네이버 지식백과》
- 웝스, 〈디젤엔진의 발명가, 루돌프 디젤!〉, 《네이버 블로그》, 2013-01-28
- 〈경유〉, 《나무위키》
- 〈경유〉, 《위키백과》
- 에스케이이노베이션㈜ 공식 홈페이지 - http://www.skenergy.com/main.asp
- 사이언스올, 〈경유〉, 《사이언스올》, 2015-09-09
- 〈바이오디젤〉, 《나무위키》
- 구특교 기자, 〈노후 경유차 조기폐차 보조금 최대 600만원으로 상향〉, 《동아닷컴》, 2021-02-04
- 황태종 기자, 〈광주광역시, 노후 경유차 6514대 조기폐차 지원〉, 《파이낸셜뉴스》, 2021-04-16
- 전승현 기자, 〈담양군, 경유차 100대 매연저감장치 부착 지원〉, 《연합뉴스》, 2021-03-30
- 우정연 기자, 〈원주시, 경유차 200대 매연저감장치 부착 지원〉, 《이뉴스투데이》, 2021-04-19
같이 보기
