선박 대체연료의 액화 상태에서의 부피당 발열량

선박 대체연료의 액화 상태에서의 부피당 발열량을 kcal 단위로 비교하여 설명해 드리겠습니다. 연료의 부피당 발열량은 같은 공간에 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지를 나타내므로, 선박의 연료 탱크 크기나 항속 거리를 결정하는 데 매우 중요한 요소입니다.

제가 가진 정보와 일반적으로 알려진 연료의 밀도 및 발열량을 바탕으로 액화 상태 주요 선박 연료의 부피당 발열량(에너지 밀도)을 계산하여 비교해 보았습니다.

연료 종류	저장 상태	밀도 (약, kg/m³)	무게당 발열량 (약, kcal/kg)	부피당 발열량 (약, kcal/m³)	부피당 발열량 (약, kcal/L)	비고
벙커C유 (기존)	액체	950	9,560	9,082,000	9,082	기존 선박유, 높은 에너지 밀도
LNG	액화 (-163℃)	450	12,000	5,400,000	5,400	기존 연료 대비 밀도는 낮으나 발열량 높은 편
메탄올	액체	792	4,780	3,786,000	3,786	기존 연료 및 LNG 대비 에너지 밀도 낮음
암모니아	액화 (-33℃)	682	4,444  5 ,  9	3,030,000	3,030	부피당 에너지 밀도가 낮은 편입니다
액화수소 (LH2)	액화 (-253℃)	70	28,660  9	2,006,200	2,006	무게당 발열량은 높으나 밀도가 매우 낮아 부피당 에너지 밀도가 가장 낮음  3

• 위 표의 값들은 참고용이며, 실제 값은 연료의 순도, 압력, 온도 등 저장 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 계산의 편의를 위해 대략적인 평균값을 사용했습니다.
• 1 MJ ≈ 238.846 kcal의 환산율을 적용했습니다.

비교 요약:

부피당 발열량을 비교해 보면, 벙커C유가 가장 높고, 그다음으로 LNG가 높은 편입니다. 반면에 메탄올과 암모니아는 벙커C유나 LNG에 비해 부피당 발열량이 상당히 낮습니다. 특히 액화수소는 무게당 발열량은 매우 높지만, 액화 상태에서도 밀도가 매우 낮아 부피당 발열량이 가장 낮은 특징을 보입니다.

이는 같은 에너지를 내기 위해서는 메탄올, 암모니아, 액화수소와 같은 대체 연료들이 벙커C유나 LNG보다 훨씬 더 큰 부피의 연료 탱크를 필요로 한다는 것을 의미합니다

3

,

4

. 이 점은 선박 설계 및 건조 시 큰 도전 과제가 됩니다.

따라서 선박 대체 연료를 선택할 때는 단순한 발열량뿐만 아니라, 연료의 저장 방식, 필요한 탱크의 부피와 무게, 안전성, 공급 인프라 구축 현황, 가격 등 다양한 요소들을 종합적으로 고려해야 합니다.