1609년경에 Jan Baptista Van Helmont는 불타는 나무 또는 석탄에서 증기 또는 정기(Spirit)를 확인하고 그것을 gas라고 명명했다.
“Hunc spiritum incognitum hactenus, novo nomine gas voco”(이 정기는 지금까지 알려져 있지 않은데 나는 이를 ‘가스’라는 새로운 이름으로 명명한다.)
이 이름은 Van Helmont가 Chaos를 뜻하는 그리스어 xaos에서 따온 것으로 보이지만 귀신(ghost)을 뜻하는 플랑드르 말 geist에서 취했을 가능성도 있다.
이 gas라는 명칭을 창안한 Van Helmont는 어떤 사람일까?
그의 생애가 자못 흥미로워 여기에 소개한다.
그는 1580년 벨기에의 브루셀에서 태어나 1644년까지 살았다.
화학자이며 생리학자이며 물리학자였던 그는 가스와 이산화탄소를 처음으로 확인한 사람이다.
간단히 말해서 그는 당시의 연금술사였다.
다른 연금술사와 마찬가지로 그도 우주용제(universal solvent, alkahest라고도 함)를 찾으려 했을 것이다.
연금술사들이 지구상에 존재한다고 믿은 이 물질은 무슨 물질이건 용해할 수 있는 능력이 있는 물질이었다.
세상은 Jan Baptista Van Helmont를 연금술과 화학의 다리를 놓은 사람으로 평하고 있다.
신비로울 정도로 현자의 돌(philosopher's stone)을 찾는데 몰두했던 그는 William Harvey라던가 갈릴레오의 학문의 숭배자였고, 세심한 관찰자였으며, 빈틈없는 실험가였다.
그는 버드나무의 어린 가지에 5년동안 빗물로 물을 주었다.
그런 다음 그 가지의 무게를 달았다.
그는 무게의 증가는 순전히 물 때문이라고 했다.
그 가지가 섭취한 것은 물뿐이니까라는 주장을 한 것이다.
그는 물이 자체를 나무로 변형시키고 그런 다음 불과 재로 변형시킨다고 생각했다.
그는 또 물이 정액정기(seminal spirit)또는 avkahest의 도움을 받아 금속으로 변할 수 있다고 생각했다.
연소와 발효에 대한 그의 연구에서 Van Helmont는 공기와 연소와 발효의 산물, 즉 가스 사이의 구별을 이끌어냈는데, 그는 가스를 또한 연소 가스 및 불연소 가스로 구분했다.
이로부터 400년이 지난 오늘날 가스라 하면 누구나 천연가스(natural gas)를 떠올리게 된다.
천연가스는 이상적인 연료 제품이며 화학 산업의 원료이다.
천연가스는 석유에 수반해서 발생하므로 석유의 발생에 바람직한 지질 조건은 천연가스 발생에도 바람직한 지질 조건이 된다.
천연가스는 가스정에서 처리되지 않은 채 곧바로 생산해서 사용할 수 있지만, 어떤 천연가스는 이산화탄소, 황화수소, 기타 유황성분을 제거하기 위해 처리된다.
가장 오래전에 알려진 비투멘, 아스팔트와 같이 천연가스의 존재가 BC6000∼2000년 사이에 이란에서 최초로 발견됐다.
중국에서는 BC900년경에 천연가스를 사용했다는 기록이 있고 AD900∼1100년경에는 이 나라의 가스정들이 시추되어 대나무 튜브 파이프를 통해 운반되었다 한다.
유럽에서는 천연가스의 역사가 잘 알려져 있지 않으나 1659년 잉글랜드에서 천연가스가 발견되었다.
석탄으로부터 정제된 가스는 1670년에 발견되었고 1790년부터 석탄가스가 사용되기 시작했다.
수송, 저장, 정제가 용이해서 내연기관과 가로등, 가정의 등불로 사용되었다.
1821년에는 뉴욕의 한 마을이 천연가스로 등불을 밝혔다.
그러나 천연가스 사용은 특정지역에 국한되어 있었고 장거리를 수송할 수 없어 1세기동안 석탄, 석유, 전기에 바탕을 둔 산업 발전의 곁길에 머물러 있었다.
1920년대에 파이프라인 수송방법이 개발되어 천연가스 사용의 중대한 국면을 맞게 되었다.
세계 제2차 대전후, 천연가스산업이 가공할 정도로 팽창, 오늘날까지 계속되고 있다.
1950년 전세계 천연가스 생산량은 2천억㎥(7.1조ft³), 그리고 미국이 주도적 생산국이었다.
1960년에는 전세계 천연가스 생산량이 4700억㎥(16조 5,900억ft³), 그리고 1970년에 1조㎥, 1980년에 1조 6,300억㎥가 예측되었다.
1950년 천연가스 소비는 전세계 에너지 소비의 12%를 차지했고 1960년에는 그 비율이 14.6%로 증가했으며 1980년에는 18.5%로 증대될 것으로 예측되었다.
천연가스는 주로 메탄과 에탄으로 구성된 혼합물이며, 이 두 물질은 대기조건에서는 기체 상태를 이룬다.
천연가스는 또한 , 프로판, 부탄, 펜탄과 같은 탄화수소와 여러 가지 액체, 보다 무거운 탄화수소를 포함하고 있는데 이들 모두는 대기조건에서 액체상태이나 저류층 내에서는 기체상태로 있다.
천연가스는 또한 질소, 이산화탄소, 수소, 황화수소, 기타 희귀가스와 같은 가스들을 포함하고 있다.
저류층 내에서는 가스와 물이 접촉하므로 천연가스는 또한 수증기를 포함한다.
이는 저류층에서 처리과정으로 이동되는 동안 부분적으로 응축되어진다.
<이승재/ sjlee44@petronet.co.kr>