국내- 하루 50kg 제조설비 구축 내년부터 생산 돌입
일본- 年3만톤 제조플랜트 건설 해외진출도 계획
유럽- 年150만톤 제조플랜트 건설중^국제기구 출범


DME(Di-Methyl-Ether)란 탄화수소系 가스와 이산화탄소를 합성해 만든 새로운 물질이다. 물성은 LPG와 유사하며 보관·수송이 편리해 디젤자동차 및 발전용의 대체연료로 활용 될 가능성이 높은 21세기 차세대 연료로 각광 받고 있는 물질이다.
DME사업은 아직 초보단계에 머물고 있지만 연소時 황산화물이나 매연이 거의 없고 질소산화물 등 환경부하가 적어 미국, 일본 등에서는 이미 파이롯 제조플랜트를 완공하는 등 활발한 연구가 진행되고 있다.
가스공사 연구개발원 백영순 센터장이 발표한 DME의 국·내외 기술개발 현황과 활용기술에 대해 알아보고자 한다.
〈편집자 註


　▲ 국내 현황
국내의 DME 기술개발이 시도된 것은 지난 94년 한국과학기술연구원(KIST)에서 디젤자동차의 대체연료 가능성 조사연구 및 실험실적 연구 수행이 시작되면서부터다.
이후 96년 한국화학연구소에서 이산화탄소로부터 DME 제조 촉매 개발에 나섰다.
이어 98년에는 한국가스공사가 산자부 지원으로 ‘ 천연가스로부터 액체연료제조를 위한 기획연구’를 수행하면서 천연가스를 액체화하는 GTL(Gas to Liquid)공정에서 DME 제조 기술개발이 타당하다는 결과를 도출한 바 있다.
따라서 2000년부터 한국가스공사 연구개발원은 ‘천연가스와 이산화탄소로부터 DME 제조 기술개발’에 나서 3000kg의 DME제조 소형 벤치 플렌트(Bench Plant)를 구축했으며, 올해 안에 50kg/day DME 생산설비를 구축하고 2003년부터 운영·생산한다는 계획이다.

▲ 일본의 현황
일본에서는 정부차원에서 DME 도입에 적극 나서고 있다.
일본은 연간 DME사용량을 2006년 170만톤, 2010년 950만톤으로 전망하고 2006년까지 고압가스보안법의 규제완화 법안을 개정키로 했다.
또한 올해부터 3년간 DME 연료의 안전성확인, 연료용 DME스펙검토, lpg인프라 전용실험 등을 위한 DME 포럼을 설립 운영하고 있다.
일본의 NKK 등 2개사는 통산성의 적극적인 지원으로 ELRT 프로젝트를 수립, 지난 97년부터 5년간 18억엔(180억원)을 투입, 하루 용량 5 ton DME를 생산하기 위한 목표로 연구개발을 활발하게 진행하고 있다.
이 프로젝트에서 차량 2톤트럭(3,600cc)급으로 100시간 운행한 시험결과 현재까지 검뎅이 배출가스가 거의 없으며 경유에 비해 20% 저감되는 결과를 얻은 것으로 나타났다.
또한 일본 NKK는 DME 유한회사를 설립, 2002년부터 호까이도 큐시로에 일본 DME시장 (년5000∼8000톤)의 4.5배 준인 하루 100톤(년간 3만톤) 규모의 제조 플랜트를 건설 운영 하면서 향후 아시아와 호주 등지의 시장 진출을 위한 전진기지로 활용할 야심찬 계획을 추진중이다.

▲ 유럽 및 미국
유럽연합(EU)은 DME가 55이상 세탄가를 지녀 압축착화방식의 디젤엔진 연료로 사용할 수 있다는데 착안 디젤 대체연료에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다.
Haldo Topsoe사는 3만시간 이상 촉매실험을 통해 Topsoe DME공정을 개발했다.
이를 바탕으로 Topsoe사는 92년 천연가스로부터 하루 50Kg 규모의 생산 실험을 완료했으며, 연간 150만톤 DME 제조플랜트를 건설 중에 있다.
유럽연합은 최근에는 DME의 제조에서 사용은 물론 홍보를 위해 국제적 기구인 IDA(Interantional DME Association)를 출범시켰다.
미국의 석유회사 아모코(Amoco)사와 운송기계회사인 Navistar가 주관기관으로 ‘디젤엔진용 DME 대체연료 개발’을 목표로 덴마크의 화학회사, 오스트리아 디젤엔진회사 등과 공동으로 연구를 추진 중에 있다.
또한 7300cc급 V-8 T444E 직접분사차량에 대한 성능시험결과 디젤의 스모크 배출가스 해결과 Nox배출가스를 U.S 1998 규제치의 40%까지 줄였다.
최근에는 인도 정부도 이 기술개발에 적극적인 추진중에 있고 상용화 및 적용분야에 대한 검토가 활발한 것으로 알려지고 있다.

▲ 결론
DME는 대체에너지로서 소비자에게 다양성을 부여할 수 있다는 장점과 유한한 에너지자원의 활용도를 높임으로써 효용을 극대화하는데 기여할 수 있으며, 에어로졸 분사제로서 CFC를 대체함으로써 오존층 파괴를 방지하여 환경공해 배출감소 효과를 거둘 수 있다.
여기에 기술진보가 뒤따를 경우 타에너지에 비해 경제성 우위 확보가 가능함에 따라 DME사업은 타당성을 갖고 있고, 또한 수송과 저장이 용이하여 재고조절이 편리할 뿐 만 아니라 천연가스가 안고 있는 수급조절에 대한 어려움도 해결해 줄 수 있다.
이런 장점 때문에 해외 석유 가스 메이저들은 DME 사업을 미래지향적 투자 처로 평가하고 있다.
국내 여건은 당분간 DME사업자가 출현하기는 쉽지 않겠지만 Joint-Prouduct 공정을 통한 DME 생산체계를 구축한다면 사업타당성은 어느 정도 있을 것이란 판단이다.
특히 천연가스 복합화력발전소에서 전력 병산공정을 거쳐 비수기에 생산 저장된 DME를 피크시기로 재 사용하게 되면 가스설비이용을 극대화함으로써 가스공급비용 절감을 통한 경제성극대화를 꾀할 수 있다는 것이다. 나아가 천연가스를 이용, 전력과 열, DME를 동시 생산하는 총체적인 집단에너지사업의 일환으로도 접목될 수 있다는 주장이다.

<조남준 기자>