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석유 대체 연료로 바이오 디젤은 석유와 어떤 차이가 있나요?
최근 이란 전쟁으로 석유가격이 심각할 정도로 비쌉니다. 그런데, 석유를 대체할 수 있는 바이오 디젤은 석유와 성분적으로 어떻게 차이가 있는지 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
석유 디젤과 바이오디젤은 겉으로 보기에는 비슷한 연료처럼 보이지만, 근본적인 성분과 환경적 특성에서 큰 차이가 있습니다.
석유 디젤은 원유를 정제해 얻은 화석연료로, 주로 긴 사슬 탄화수소(C10~C20 범위의 알케인과 방향족 화합물)로 이루어져 있습니다. 이 성분들은 연소 과정에서 이산화탄소, 황산화물, 미세먼지 등을 많이 배출하기 때문에 대기오염과 온실가스 문제를 심화시키는 원인이 됩니다.
반면 바이오디젤은 식물성 기름이나 동물성 지방을 메탄올과 반응시켜 만든 지방산 메틸에스터가 주성분입니다. 이 분자는 산소를 포함하고 있어 연소 과정에서 매연과 황산화물 배출이 거의 없으며, 생분해성이 높아 토양이나 수질 오염 위험도 낮습니다. 또한 원료가 재생 가능한 자원이라는 점에서 석유와 달리 지속 가능성이 있습니다.
다만 바이오디젤은 생산 비용이 원료 가격에 크게 좌우되고, 순수 바이오디젤만을 사용하는 경우 엔진 적합성 문제나 겨울철 점도 증가 같은 기술적 한계가 있어 대부분 석유 디젤과 혼합해 사용합니다.
즉, 석유 디젤은 화석연료 기반의 탄화수소 혼합물, 바이오디젤은 재생 가능한 지방산 메틸에스터라는 점에서 성분적으로 뚜렷한 차이가 있으며, 환경적 부담을 줄일 수 있는 대안으로 활용되고 있습니다.
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채택된 답변안녕하세요.
바이오디젤은 석유와는 분자 구조와 생성 경로가 근본적으로 다른 액체 연료입니다. 우선 석유 기반 디젤은 원유를 정제하여 얻는 혼합물인데요, 주성분은 탄화수소입니다. 반면에 바이오디젤은 콩기름이나 폐식용유 같은 식물성 기름을 화학적으로 처리해 만든 지방산 메틸 에스터가 주성분이기 때문에, 탄소와 수소뿐 아니라 산소 원자가 포함되어 있다는 점이 다릅니다. 이와 같은 구조적 차이로 인해 석유 디젤은 산소를 가지고 있지 않으므로 연소 시 공기 중 산소에 의존해 타면서 불완전 연소가 일어나기 쉽습니다. 결과적으로 미세먼지, 일산화탄소, 황산화물이 발생 가능한데요, 하지만 바이오디젤은 분자 자체에 산소를 포함하고 있어 연소가 상대적으로 더 완전하게 일어납니다. 따라서 미세먼지와 CO 배출이 감소하는 경향을 보이며, 식물 유래이기 때문에 황 성분이 거의 없어 황산화물 배출도 매우 낮습니다.
하지만 바이오디젤은 산소를 포함하고 있기 때문에 에너지 밀도 측면에서는 불리하게 작용하는데요, 같은 부피 기준으로 보면 바이오디젤은 석유 디젤보다 약 8~12% 정도 에너지 함량이 낮아 연비가 소폭 감소할 수 있습니다. 또한 분자 구조상 점도가 더 높고 저온에서 쉽게 굳는 특성이 있습니다. 생산 과정에서도 큰 차이가 있는데요, 석유 디젤은 지하에서 형성된 화석연료를 정제하는 방식이고, 바이오디젤은 식물성 기름의 트리글리세리드를 메탄올과 반응시키는 전이에스터화 반응을 통해 생성됩니다. 이 과정에서 글리세롤이 부산물로 나오고, 연료로 사용할 수 있는 에스터가 만들어지는데요, 바이오디젤은 재생 가능한 생물 자원을 기반으로 한다는 점에서 지속가능성 측면의 장점이 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
같은 디젤이긴 하지만 석유의 경우는 유기물로 부터 만들어진 것이고 바이오디젤은 식물성 기름이나 동물 지방을 개질하여 만든 연료 입니다.
분자 구조상으로는 석유의 경우는 산소가 포함되어 있지 않고 바이오디젤은 지방산 형태를 띄고 있기에 내부에 산소가 포함되어 있습니다.
이 포함된 산소 때문에 바이오 디젤의 경우 연소가 더 잘일어나긴 하지만 이때문에 질소산화물이라는 유해물질을 더 많이 만들어낸다는 단점이 있습니다. 또한 포함된 산소 때문에 연비도 낮습니다.
그리고 산소 때문에 공기중의 산소와 수분과 반응하기 쉬워 쉽게 산폐를 하여 보관주기가 짧고 장기간 보관이 어렵습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)