인천항과 함께 배우는 화물 기초 상식 제 2탄 -석탄(Coal Cargo)-

석탄

산업혁명의 원동력이자 현재에도 중요한 에너지 자원으로 쓰이고 있는 석탄! 양곡과 함께 세계 주요 Dry bulk cargo 중 하나에 속하는 이 석탄 또한 인천항을 통해 들어오는 중요한 화물 중의 하나인데요. 제 2탄에서는 이 석탄 화물에 대해 자세히 알아보겠습니다!

석탄의 형성 과정

석탄은 약 3억 년 전 식물들의 유해가 퇴적암의 지층과 함께 퇴적되어 남게 된 유기적 퇴적암의 일종입니다. 고생대 시기 식물군이 지각변동에 의해 땅 속으로 매몰되어 두꺼운 지층을 만든 후 오랜 시간동안 퇴적 작용을 통해 열과 압력을 받아 산소가 빠져나가고 탄소만 남는 탄화작용이 발생했는데요. 이때 형성된 것이 바로 석탄이랍니다.

석탄의 종류

석탄의 종류는 탄소의 함유량에 따라 굉장히 다양하게 분류할 수 있는데 보통 5가지의 종류로 분류를 됩니다. 토탄은 식물 유체의 퇴적물이 균류 등에 의해 생화화적 변화를 받은 것으로 땅 속에 파묻힌 기간이 길지 않아 탄화작용이 제대로 일어나지 않은 석탄입니다. 갈탄은 토탄이 두껍게 매몰되어 지하에서 지열과 지압을 받아 탄화작용이 진행된 것으로 갈색이나 흑갈색을 띠고 있어 갈탄이라 불립니다. 토탄과 갈탄은 주로 연료용으로 많이 사용이 됩니다. 아역청탄은 갈탄과 역청탄의 중간 단계로 주로 전력발전에 사용이 되며 화학 합성 산업의 중요한 자원이 됩니다. 역청탄은 갈탄보다 탄화가 더 진행된 것으로 보통 코크스 제조용으로 사용되며 석탄 화학 공업의 중요한 자원입니다. 마지막으로 무연탄은 석탄 중 탄화도가 가장 높은 것으로 탈 때 연기가 나지 않아 무연탄이라 불립니다. 우리나라에서 생산되는 석탄은 대부분 무연탄이며 난방용, 연탄제조용, 발전용 등 가장 다양하게 이용되는 석탄입니다. 

석탄의 이용

이러한 석탄들은 종류에 따라 화력 발전이나 각종 보일러, 난방용 등의 연료로 이용되고 있고 코크스를 만들어 철의 정련에 사용하거나 석탄가스, 콜타르로 변환하여 여러 가지 화학제품으로 만들어지기도 합니다.  

석탄은 국제해사기구(IMO)의 화물 분류법에서 위험물로 분류될 정도로 취급을 할 때 많은 주의를 요하는 화물인데요. 지금부터는 석탄의 특징을 알아보고 이에 따라 어떤 주의사항이 요구되는 지 알아보겠습니다. 

coal cargo self-heating

대부분의 석탄은 메탄을 배출하는데, 이 메탄은 작은 불꽃이나 스파크에도 쉽게 점화되는 강한 폭발성을 가진 기체입니다. 특히 메탄은 공기층보다 가벼운 성질을 가지고 있는데, 만약 화물칸 윗부분에 빈 공간이 남아있는 상태에서 석탄을 선적하게 되면 이 빈 공간으로 메탄이 차게 됩니다. 이 상태에서 화물칸 해치를 닫는다면 스파크가 발생하거나 혹은 마찰이 일어나 엄청난 폭발이 발생할 수 있습니다. 그렇기 때문에 해치의 윗부분에 반드시 환기 시스템을 갖추고, 석탄 수송 시 정기적으로 메탄 수치를 체크해야 합니다.      

또한 석탄은 수분의 영향을 많이 받는 화물인데요. 석탄이 수분에 많이 노출이 되면 수분과 석탄이 만나 산화를 일으키게 되고 선박 내 화물칸 같은 선박 구조가 부식이 될 수 있습니다 더욱이 산화가 발생하면 화물칸의 온도가 상승하여 대형 폭발로 이어질 수 있기 때문에 이 점을 매우 유의해야합니다.

그렇다면 어떻게 석탄을 취급해야 위와 같은 상황을 예방할 수 있을까요?

ship ventilation funnel

우선 선박의 선장이 모든 선원들에게 석탄 화물의 위험성과 취급 시 주의사항을 교육하는 것이 중요합니다. 이를 통해 선원들이 화물의 선적, 수송, 하적 시 수시로 수분과 온도, 산성도를 체크하도록 하는 것이지요. 또한 화물 칸 내 환기 시스템을 계속 가동하여서 혹시나 발생할 수 있는 메탄가스를 제거하는 것도 필수적입니다.  

ISO 위험 화물 취급 주의 마크

무엇보다 가장 중요한 것은 석탄이 폭발할 수 있는 위험한 환경을 제거하는 것입니다. 화물칸 해치의 이음새 부분이나 바퀴부분을 기름칠 하여 해치가 열고 닫힐 때 스파크가 발생하지 않도록 해야 합니다. 또한 전선이나 전등 등 화물 칸 안에 있는 전기 제품의 손상여부를 꼼꼼히 체크해야합니다. 만약 손상이 되어있는 제품이 있다면 스파크가 발생하여 폭발할 수 있기 때문이죠. 그렇기 때문에 되도록 Bulk선의 화물칸에는 전기 제품이 없는 것이 원칙입니다. 또한 만일의 경우를 대비하기 위해서 석탄 화물 선상에는 흡연을 하는 것은 불가능합니다.  

이번 편에서는 이렇게 석탄 화물의 특징과 취급 시 주의사항에 대해서 알아보았는데요. 지난 1편 때 다루었던 양곡 화물과 함께 석탄 화물은 Dry bulk cargo 속하는 화물입니다. 이 둘은 공통점이 많기 때문에 bulk Ship으로 수송이 되는데요. 3편에서는 Bulk ship의 종류와 함께 이용되는 장비에 대해서 알아보도록 하겠습니다!