연료

요약 일반적으로 열과 빛을 얻을 목적으로 연소되는 물질로 발화법(發火法)의 발명은 인류문화 향상의 제일보였으며, 불을 사용하게 됨에 따라 연료가 필요하게 되었다.

연탄

열원으로서의 연료는 주로 나무·마른풀·나무뿌리 등이나 소·말의 마른 똥 등이었고, 광원으로서는 동식물의 유지(油脂)나 납(蠟)이 주로 사용되었다. 중세에는 목재가 건축재나 연료로써만이 아니라, 목탄(木炭)으로서 금속 제련이나 화약 연료로도 사용되었고, 목회(木灰)로서 비누나 초석(硝石)의 원료로도 사용되는 등 수요가 두드러지게 증대되었다. 한편, 의료용 양모를 얻기 위해 산림을 벌채하여 목장을 만들었기 때문에 나무가 점점 부족하게 되었다. 이에 따라 등장한 연료가 석탄이다. 석탄을 채굴·사용하게 된 것은 중세부터이다.

공업용으로는 14세기경부터 국부적으로 사용되었으나, 가정용으로는 17세기부터 쓰이게 되었다. 영국에서는 18세기 초에 제철업에서 목탄 대신 코크스를 사용하는 데 성공한 이래 석탄은 코크스로 대량 사용되었다. 18세기 말에는 석탄가스로 조명을 할 수 있게 되었고, 19세기 전반에는 세계 각 도시에 가스등이 설치되기에 이르렀다. 19세기 후반부터 20세기 초에 걸쳐 전등이 실용화함으로써 가스는 도시연료로서 중요시되어 오늘에 이르고 있다.

석유도 이미 오래전부터 그 존재가 알려져 있었으나, 현대의 석유공업은 1859년 미국의 펜실베이니아 유전에서 유정을 시굴한 때부터 시작되었다고 할 수 있다. 이상과 같이 연료는 동식물질의 것에서 석탄으로, 석탄에서 석유로 이행하였으나, 19세기 후반에 이르러 전기가 개발되고, 더욱이 근년에는 원자력이 발전하여 에너지원도 풍부해졌다.

현재 연료로 사용되고 있는 것은 석탄·석유·천연가스 등 광물자원에 의한 것이 압도적으로 많으나, 나무·목탄·마른풀·동식물 유지 등 생물자원에 의한 것도 있다. 석탄은 그냥 그대로 사용하는 경우가 많으나, 직접 연료로서 사용하면 착화조작이 번거롭고, 재가 나와 더러워지며, 다른 유용한 함유물도 타버리는 등의 결점이 있으므로, 오히려 건류하여 석탄가스·가스액·콜타르·코크스 등으로 만들어 연료나 화학공업원료로 사용하고 있다.

코크스는 석탄을 1,000℃ 내외의 온도에서 건류할 때 노(爐) 중에 잔류하는 회백색·다공질의 단단한 탄소이며, 발열량이 7,500∼8,000cal로 고체연료 중 특히 우수하므로 고온을 필요로 하는 제철주물 등 금속공업연료로 사용된다. 이 밖에 코크스에는 50℃ 정도의 저온에서 건류한 반성(半成) 코크스가 있는데, 이것은 점화가 용이하고 그을음이 나지 않으므로 가정용 연료로 사용된다.

또 석탄가스는 수소를 주성분으로 하고 메테인·일산화탄소 등을 포함하여 특유한 냄새를 가지고 있으나, 도시가스로 도시가정의 주요 연료로 쓰이는 외에 공업용 연료로도 사용되고 있다. 이리하여 석탄은 뛰어난 열원·동력원으로써 옛날부터 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 석유(원유)로 대체되어 가고 있다. 이것은 석유가 열효율이 높고 안전하며, 취급(저장·후처리 등)도 간단하여 경제성이 뛰어나기 때문이다.

이러한 고체연료에서 액체연료로의 이행은 제2차 세계대전 후 세계적인 규모로 급속히 진행되고 있다. 석유(원유)는 끓는점의 차를 이용한 분류에 의하여 휘발유(가솔린)·등유·경유·중유 등으로 나누어진다. 가솔린은 비행기·자동차 그 밖의 내연기관의 연료로 매우 중요하며, 자동차의 대량 보급으로 소비량도 급증하고 있다. 등유는 난로 등 가정용 연료로 사용되며, 경유는 대형 디젤기관 등에 사용되고 있다. 또 중유는 선박용 대형 디젤기관이나 보일러 등의 중요한 연료일 뿐 아니라 화력발전에도 사용되고 있는데, 전력이 수력발전에서 화력발전으로 이행함에 따라 그 소비량이 늘어나고 있다.

이와 같이 석유는 용도가 다양하고 경제적인 연료이나, 황분을 포함하고 있어 공해의 원인이 되는 단점도 있다. 이 밖에도 천연가스가 있는데, 한국에는 매장량이 없으므로, 전량 수입하여 각 가정의 도시가스로 사용되고 있다.