LNG와 LPG 차이, 둘 다 액화가스인데 무엇이 다를까?

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LNG는 액화천연가스이고 LPG는 액화석유가스다. 이름에는 모두 액화가스가 들어가지만 주요 성분과 액체로 만드는 조건이 다르다. LNG는 주로 메탄으로 이뤄진 천연가스를 매우 차갑게 만든 것이고, LPG는 주로 프로판과 부탄 계열의 가스를 액화한 것이다.

액화는 기체를 액체 상태로 바꾸는 일이다. 부피를 줄여 저장하고 운반하기 위해 사용하지만, 같은 상태로 만들었다고 같은 연료가 되는 것은 아니다.

이 글의 목차

LNG와 LPG를 나누는 첫 기준은 성분이다

미국 에너지정보청 EIA의 용어집은 LNG의 주요 성분을 메탄, LPG의 주요 성분을 프로판·노말부탄·이소부탄으로 구분한다. 이들은 탄소와 수소로 이뤄진 탄화수소지만 서로 다른 물질이다.

LPG는 하나의 성분만 판매되거나 혼합물로 판매될 수 있다. 따라서 ‘LPG는 언제나 프로판과 부탄이 정확히 같은 비율로 섞인 것’이라는 설명은 맞지 않는다.

LNG 역시 ‘천연가스를 액체 상태로 만든 것’이라는 뜻이지 모든 공급 물량의 세부 조성이 완전히 같다는 뜻은 아니다. 연료 이름은 큰 범주를 말하고, 실제 공급되는 가스의 조성은 더 구체적인 정보다.

LNG는 왜 영하 162도까지 식힐까?

천연가스는 기체 상태에서 큰 부피를 차지한다. EIA는 LNG가 약 영하 260°F, 섭씨로 약 영하 162°C에서 액화되며, 기체일 때보다 부피가 대략 600분의 1로 줄어든다고 설명한다.

이렇게 부피를 줄이면 배관으로 직접 연결되지 않은 지역 사이에도 전용 선박으로 운송할 수 있다. LNG 운반선과 저장탱크가 극저온 상태를 유지하도록 만들어지는 이유다.

다만 600분의 1은 에너지가 600배 늘어난다는 뜻이 아니다. 같은 천연가스를 더 작은 부피에 담는다는 설명이다. 기체의 부피는 온도와 압력에도 영향을 받으므로 이 숫자는 대표적인 설명값이다.

LPG는 같은 극저온이 필요할까?

EIA는 LPG를 극저온 냉각 없이 압력을 가해 액화할 수 있는 가스로 설명한다. LNG와 구분되는 중요한 특성이다.

미국 에너지부 AFDC의 프로판 설명에서도 프로판은 탱크 안에서 압력을 받아 액체로 저장되고, 압력이 낮아지면 기화해 연소에 사용되는 구조로 설명된다. 기화는 액체가 기체로 바뀌는 과정이다.

따라서 ‘가스통 안에는 기체만 들어 있다’고 생각하면 실제 저장 방식을 놓치게 된다. 연료를 사용할 때의 상태와 저장·운송할 때의 상태는 다를 수 있다. 다만 이 설명은 저장 원리에 관한 것이며, 모든 LPG 설비의 압력이나 구성비가 동일하다는 뜻은 아니다.

석유가스라는 이름이면 원유에서만 나올까?

LPG의 주요 성분인 프로판은 원유 정제뿐 아니라 천연가스 처리 과정에서도 나온다. EIA는 원료 천연가스에 포함된 무거운 탄화수소를 분리하는 과정과 정유공장의 생산 과정을 함께 설명한다.

천연가스 처리시설에서는 원료 가스 속 성분들을 나누고, 분리된 액체 혼합물을 다시 처리해 프로판이나 부탄 같은 제품을 만든다. 정유시설에서도 원유를 분리하거나 더 작은 분자로 처리하는 과정에서 이들 제품이 나올 수 있다.

즉 ‘천연가스에서 나온 것은 전부 LNG, 원유에서 나온 것은 전부 LPG’라는 식으로 산지만 나누면 정확하지 않다. LNG와 LPG의 구분에는 성분과 상품 형태가 함께 들어간다.

수입한 LNG가 집까지 액체로 흘러올까?

한국가스공사의 공급 과정 설명은 액화, 전용 선박 수송, 저장, 기화, 배관 공급을 구분한다. 수입된 LNG를 저장한 뒤 다시 기체로 바꿔 발전소와 도시가스회사 등에 공급하는 구조다.

따라서 일반적인 배관 공급 과정에서는 집으로 극저온 액체가 그대로 들어오는 것이 아니다. 해외 운송 단계의 LNG와 기화 후 배관을 흐르는 천연가스를 나누어 이해할 수 있다.

도시가스는 공급 방식과 사업을 설명하는 말이기도 하다. 한국도시가스협회는 일부 배관망이 없는 지역에서 차량으로 운송한 LPG나 LNG를 공급하는 경우도 설명한다. ‘도시가스’라는 이름만으로 모든 지역의 원료와 공급 경로가 완전히 같다고 할 수는 없다.

LNG·LPG·CNG를 한눈에 나누면

구분주요 성분·대상저장 형태의 핵심
LNG주로 메탄인 천연가스극저온 액체
LPG주로 프로판·부탄 계열압력 등을 이용한 액체
CNG천연가스압축한 기체

표 근거: EIA 용어집, 미국 에너지부 AFDC 연료 특성 비교

CNG는 압축천연가스다. 천연가스를 압축해 기체 상태로 보관한다는 점에서 LNG와 다르다. 두 연료 모두 천연가스를 이용하지만 액화와 압축이라는 저장 방식이 다르다.

또한 LPG의 주요 성분인 프로판과 LNG의 주요 성분인 메탄은 서로 다르므로, 저장 방식만 바꿔 같은 연료가 되는 관계는 아니다.

차갑게 보관하는데도 LNG 일부가 기체가 되는 이유

극저온 저장탱크에 단열 장치가 있어도 외부 열의 유입을 완전히 없애기는 어렵다. 이때 액체 일부가 기화해 생기는 가스를 증발가스, 또는 BOG라고 부른다. 액화한 뒤 용기에 넣는 것으로 모든 처리가 끝나는 것은 아니다.

2018년 LNG 저장탱크 연구의 공개 초록은 외부 열 유입과 증발가스 발생을 계산 모형으로 분석했다고 설명한다. 이 연구는 LNG를 순수 메탄으로 근사한 시뮬레이션이므로, 결과를 모든 실제 저장탱크의 손실률로 옮길 수는 없다. 여기서는 열 유입과 상태 변화가 연결된다는 원리를 설명하는 데 사용한다.

미국 EPA의 LNG 저장시설 정의에도 증발가스를 포집해 다시 액화하는 압축기와 재응축 장치, 공급을 위한 기화 장치가 포함된다. 이 정의만으로 모든 시설이 같은 장비를 갖췄다고 할 수는 없지만, 액체 저장뿐 아니라 생긴 기체를 처리하는 기능도 시설 운영과 연결돼 있음을 보여준다.

저장 중 기화와 공급을 위한 기화는 같은 목적일까?

저장 중 외부 열 때문에 일부가 기체로 바뀌는 것과 배관 공급을 위해 액체를 기화하는 것은 목적이 다르다. 앞의 것은 저장 상태를 유지하는 과정의 관리 대상이고, 뒤의 것은 필요한 공급 상태로 바꾸는 단계다.

한국가스공사가 설명하는 LNG 공급 과정 역시 저장과 기화를 나누고 있다. 해외에서 액체로 운송해 온 상태와 국내 배관에 공급하는 상태를 구분하는 이유다. LNG를 ‘액화가스’라고만 부르면 액화·저장·기화 각각에서 수행하는 일을 놓칠 수 있다.

가격과 열량도 리터 숫자만으로 비교할 수 있을까?

연료의 부피가 같아도 담긴 에너지가 같지는 않다. 액체인지 압축 기체인지에 따라 부피의 의미도 달라진다. AFDC의 연료 비교표가 질량·부피와 함께 에너지 환산 단위를 제시하는 이유다.

열량은 연료가 연소할 때 내는 에너지의 양이다. 단순히 ‘한 리터 가격’만 비교하면 성분과 에너지 함량의 차이가 빠질 수 있다. 같은 에너지 기준의 가격과 실제 기기의 사용 효율 역시 서로 다른 정보다.

LNG와 LPG는 모두 저장·운송을 위해 액체 상태를 활용하지만, 성분과 액화 조건, 공급 과정이 다르다. 이름의 마지막 글자보다 무엇으로 이뤄져 있고 어떤 상태로 운송·사용되는지를 나누면 두 가스의 차이가 명확해진다.

참고자료