에너지원별 특성과 원단위

Energy Sources and Unit Consumption

에너지원은 모습이 달라도 발열량·TOE로 한 잣대에 올려야 비교돼요. 원단위는 생산량 대비 사용량이라 개선 여부를 숫자로 말하게 해요. 에너지관리 필기의 출발점인 단위·환산 감각이에요. 생산량과 사용량 슬라이더로 원단위 변화를 확인해 봐요.

같은 에너지, 서로 다른 얼굴

공장을 돌리는 에너지는 석탄, 중유, LNG, 전력처럼 여러 모습으로 들어옵니다. 이들을 한 잣대로 비교하려면 발열량과 석유환산톤(TOE)이 필요하고, 얼마나 알뜰히 썼는지는 원단위로 따집니다.

🔑 에너지 관리의 두 지표

①발열량: 연료 단위량이 내는 열 (kcal/kg, kcal/Nm³, kcal/kWh)

②TOE(석유환산톤): 1 TOE = 10⁷ kcal, 서로 다른 에너지원을 한 단위로 통일

③원단위: 제품 하나(또는 1톤)를 만드는 데 쓴 에너지량

④원단위가 작을수록 에너지 효율이 좋은 공정

에너지원 발열량 비교

💡 LNG(천연가스)의 특성

①청정연료, 회분 거의 없음, 발열량 최대

②단위 발열량 13,000 kcal/kg

③LNG는 발열량이 크고 회분이 거의 없어 청정연료로 분류

④전력은 2차 에너지, 1 kWh = 860 kcal 로 환산해 비교

원단위 계산: 에너지사용량 ÷ 생산량

생산량20 ton

총 에너지사용량

13.00 TOE

LNG(천연가스) 10,000 kg 사용

에너지 원단위

0.6500 TOE/ton

에너지사용량 ÷ 생산량

📏 원단위를 낮추는 것이 에너지 관리

①에너지 원단위 = 에너지사용량 ÷ 생산량

②같은 에너지로 더 많이 생산할수록(생산량 증가) 원단위는 작아진다

③생산량이 그대로여도 에너지사용을 줄이면 원단위가 준다

④연도별 원단위 추이로 에너지 절감 성과를 평가한다

핵심 공식과 관계

석유환산톤

1 TOE = 10⁷ kcal = 10¹⁰ cal

서로 다른 에너지원을 통일하는 기준 단위

총 에너지사용량

E = 발열량 × 사용량

kcal 단위로 합산 후 TOE로 환산

에너지 원단위

원단위 = 에너지사용량생산량

제품 단위당 소비 에너지, 작을수록 효율적

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①1 TOE = 10⁷ kcal (석유환산톤), 1 kWh = 860 kcal 는 암기 필수

②발열량 크기: LNG > 중유 > 석탄 (전력은 2차 에너지)

③에너지 원단위 = 에너지사용량 ÷ 생산량, 작을수록 효율적

④LNG는 청정연료(회분·황분 적음), 석탄은 저가·고오염

⑤고위발열량(총발열량)과 저위발열량(진발열량)은 물의 증발잠열만큼 차이

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 100,000 kcal는 몇 TOE인가? (답: 100000 ÷ 10⁷ = 0.01 TOE)

②[기출유형] 전력 500 kWh는 몇 kcal인가? (답: 500 × 860 = 430,000 kcal)

③[기출유형] 에너지사용량 8 TOE로 40 ton을 생산했다. 원단위는? (답: 8 ÷ 40 = 0.2 TOE/ton)