▲ DME촉매, DME 고압반응기.

■기술소개

천연가스, 바이오메스, 석탄층 메탄에서 추출한 합성가스를 사용하여 만들어지는 디메틸에테르(DME: Dimethylether)는 물리적 성질이 액화석유가스(LPG: Liquified
Petroleum Gas)와 유사하며 LPG를 대체할 수 있다.

또한 디메틸에테르의 연료 특성인 세탄가(cetane number)는 디젤과 유사하여 디젤연료를 대체할 수 있는 친환경 청정연료이다. 특히 기존 연료 설비 구조를 일부 변경하는 것만으로도 사용할 수 있어 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

현재 중국 등 여러 국가에서는 LPG와 약 20~30% 혼합하여 가정과 상업용으로 사용하거나, 100% 디메틸에테르를 디젤 차량용으로 연간 약 1000만 톤가량 소비하고 있다. 국내에서도 소비가 늘어나 한국가스공사가 디메틸에테르 생산기술 개발에 박차를 가하고 있다.

최근에는 국내 최초이자 세계에서 세 번째로 원천핵심 기술인 촉매 및 핵심부품을 개발하는 데 성공하였다.

이에 힘입어 2009년에는 준(準)상업화 플랜트를 국산화하였고 해외가스전에 상업용 디메틸에테르 플랜트 건설을 준비하고 있다. 이외에 최근 미국의 오베론 연료(Oberon Fuel) 회사는 북미의 셰일가스와 바이오가스로부터 디메틸에테르를 생산하는 플랜트를 건설하기로 하였다(보도자료, 2013.6.6.) 이는 2015년부터 본격적으로 생산되는 볼보(Volvo) 사의 중대형 디메틸에테르 전용차량 연료로 사용될 예정이다.

디메틸에테르 생성물은 연료로서도 강점을 가지지만 에틸렌, 프로필렌, 수소 등 다양한 석유화학 기초원료의 중간체로도 사용되기 때문에 화학적 활용에 대한 원천 기술 개발도 활발히 이루어지고 있다.

▲ 10톤/일 DME 데모(DEMO)상업용 플랜트 .

■연구현장은 지금

우리나라에서 디메틸에테르가 널리 이용되려면 가정과 업소에 DME-LPG 혼합연료를 사용할 때 안전성과 문제점이 없는지 시범 보급하고, 관련법도 제정해야 한다.

이에 2011년 11월까지 약 1년간 천일, 영진, 목포 LPG 도시가스 충전소를 통해DME-LPG 혼합연료를 보급한 바 있다. 이로부터 얻은 자료를 바탕으로 ‘DME-LPG혼합연료 보급 관련법(액화석유가스의 품질기준에 관한 고시)’이 제정되었다.

이와 함께 한국가스공사가 보유한 디메틸에테르 원천 핵심 기술을 바탕으로 해외
가스전의 사업 타당성을 조사하고 디메틸에테르 상용플랜트에 필요한 범용 기본설계
를 확립하여 해외 사업에 박차를 가하고 있다.

해외 사업의 일환으로 나이지리아의 셸 석유 개발 회사(SPDC: Shell Petroleum Development Company, 이하 셸)와 현지조사 및 사업타당성조사 등을 위한 양해각서를 체결하였다.

셸은 한국가스공사의 디메틸에테르 기술을 이용하여 연간 60만 톤 규모의 디메틸에테르 가스를 생산할 계획이다. 생산시설이 설립될 예정지는 나이지리아 남부의 석유가스자유무역지역인 온네(Onne)로 1982년부터 개발 중이며 셸, 엑손 모빌, 토탈, 에니 등 약 150여 개 업체가 해상광구 등 다양한 개발사업을 벌이고 있다.