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조개탄

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목차

1. 개요

조개탄은 석탄 가루나 숯 가루 등을 압축하여 만든 고체 연료를 통칭한다. 초기에는 석탄 채굴 과정에서 발생한 소탄을 활용하기 위해 개발되었으며, 동아시아에서는 연탄의 형태로 가정용 연료로 널리 사용되었다. 조개탄은 숯, 갈탄, 무연탄, 바이오매스, 종이 등 다양한 재료로 만들어지며, 종류에 따라 조리용, 난방용, 또는 산업용으로 활용된다. 하지만 조개탄은 일산화탄소 중독의 위험이 있어 실내 사용에 주의해야 하며, 연소 시 대기 오염을 유발할 수 있다.

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조개탄
기본 정보
성형 목탄
성형 목탄
종류톱밥 연탄
목탄 연탄
조개탄
특징
장점일정한 모양과 크기
높은 에너지 밀도
긴 연소 시간
적은 연기 발생
재활용 가능한 재료 사용
단점제조 과정에서 에너지 소모
특정 첨가제 사용 가능성
초기 투자 비용 발생
용도
가정용난방
조리
산업용보일러 연료
발전
야금
건조
제조 과정
원료 준비톱밥, 목탄 가루, 석탄 가루, 바이오매스 등
혼합원료 혼합 및 첨가제 투입 (필요에 따라)
압축 성형고압으로 압축하여 일정한 모양으로 성형
건조수분 제거 및 강도 향상
조개탄 (한국)
연탄의 모습
연탄의 모습
주성분무연탄
용도난방
취사
역사1960년대부터 널리 사용
1980년대에 사용 절정
현재 사용량 감소 추세
문제점일산화 탄소 중독 위험
환경 오염 문제

2. 역사

조개탄, 즉 석탄 브리켓의 역사는 석탄 채굴 과정에서 필연적으로 발생하는 잘게 부서진 석탄 가루, 이른바 '소탄'을 효과적으로 활용하려는 노력에서 시작되었다. 이러한 작은 석탄 조각들은 그대로 연료로 사용하기에는 공기 흐름 확보가 어려워 불을 지피기 힘들고, 굴뚝을 통해 쉽게 빠져나가 검은 연기를 내뿜는 문제가 있었다.

초기의 브리켓 형태인 '컬름 폭탄'(Culm bomb)은 젖은 점토를 바인더로 사용하여 손으로 직접 빚어 만들었으나, 점토가 타지 않고 많은 재를 남겨 연소 효율이 떨어지는 단점이 있었다. 엔지니어링 기술이 발달한 빅토리아 시대에 이르러 유압 프레스가 도입되면서 기계적인 생산이 가능해졌다. 이때 도시 가스 제조나 석유화학 공업에서 얻어지는 타르나 피치를 바인더로 사용하여 재가 적고 효율적인 연료를 만들 수 있게 되었다.

영국의 사우스 웨일스 탄전에서는 이드리스 존스가 Powell Duffryn사를 위해 개발한 '퍼너사이트'(Phurnacite)와 같은 특정 브랜드의 브리켓이 등장하기도 했다.[3][4] 초기 브리켓은 벽돌 모양이었으나 점차 규칙적인 형태로 발전하며 연소 효율을 높였고, 이는 기계를 통한 자동 연료 공급 시스템 개발에도 영향을 미쳤다.[4]

2. 1. 석탄 브리켓

갈탄 브리켓


석탄 브리켓


석탄 브리켓은 '소탄', 즉 채탄 과정에서 불가피하게 발생하는 잘게 부서진 석탄을 활용하기 위한 수단으로 오랫동안 생산되어 왔다. 그대로 사용하기에는 작은 조각들 사이로 적절한 공기 흐름을 확보하기 어려워 불을 지피기 힘들기 때문이다. 또한 이러한 작은 석탄 조각들은 연통 통풍에 의해 굴뚝 밖으로 쉽게 빨려 나가 시커먼 연기를 내뿜는 경향이 있다.

최초의 브리켓은 컬름 폭탄(Culm bomb)으로 알려졌으며, 약간의 젖은 점토를 바인더로 사용하여 손으로 빚어 만들었다. 하지만 이 방식은 효율적으로 연소시키기 어려웠는데, 타지 않은 점토가 많은 양의 재를 생성하여 화격자 사이의 공기 흐름을 방해했기 때문이다.

엔지니어링 기술이 발전한 빅토리아 시대에는 유압 프레스와 같은 기계가 도입되면서 최소한의 바인더만 사용하여 기계로 브리켓을 만드는 것이 가능해졌다. 이때 바인더로는 타르나 피치가 사용되었는데, 처음에는 가스 제조 과정에서 얻었으나 나중에는 석유화학 공업에서 공급받았다. 이러한 유기물 바인더는 완전히 연소되어 재가 적게 남는 연료를 만들 수 있었다.

사우스 웨일스 탄전에서 생산된 브리켓 중 유명한 브랜드로는 이드리스 존스가 Powell Duffryn사를 위해 개발한 '퍼너사이트'(Phurnacite)가 있다.[3][4] 이 브리켓은 Cynheidre 광산의 무연탄과 같이 고품질의 석탄을 모방하기 위해 만들어졌으며, 다양한 등급과 출처의 석탄을 혼합하여 사용했다. 퍼너사이트의 혼합 비율은 다음과 같다.[4]

Phurnacite 혼합물 구성[4]
성분비율
역청탄25%
증기탄45%
건식 증기탄22%
피치8%



초기 브리켓은 크기가 크고 벽돌 모양이었으나[4], 퍼너사이트 브리켓은 이후 사각형 단면의 타원형 모양으로 바뀌었다. 이 규칙적인 모양 덕분에 브리켓 사이로 공기가 원활하게 흐를 수 있어 연소가 잘 되었고, 화상(火床)을 고르게 채울 수 있었다. 또한, 기계 장치를 통해 자동으로 연료를 공급하기 쉬워져, 사람의 개입 없이도 며칠 동안 작동할 수 있는 자동 제어 난방 보일러의 개발을 가능하게 했다.

2. 2. 동아시아의 조개탄 (연탄)

일본의 역사에서는 에도 시대에 숯 가루와 홍조류에서 추출한 다당류를 결합제로 사용한 수제 숯탄(''tadon'', 炭団일본어)이 있었다. 메이지 시대에 증기 기관이 도입된 후에는 석탄과 점토가 주요 재료가 된 ''rentan''(練炭일본어)과 ''mametan''(豆炭일본어)이 만들어졌다. 특히 렌탄은 19세기에 발명되어 20세기 전반에 걸쳐 만주국, 한국, 중국 등지로 전파되었으며, 당시 만주국과 평양에는 많은 렌탄 공장이 세워지기도 했다. 이들 연탄은 중국과 한국으로 수출되었다.

오늘날 일본에서는 황산화물 배출 문제로 인해 석탄을 원료로 한 연탄의 사용은 크게 줄었으나, 숯을 이용한 숯탄은 전통적인 요리나 야외 활동에 여전히 사용되고 있다. 현대에는 톱밥이나 커피 가루 등을 활용한 ''Ogatan''(オガ炭일본어)이나 ''High calo tan'' 같은 새로운 형태의 숯탄도 생산된다.

퀵 그릴 숯탄


''연탄'', 한국의 석탄 연탄


''Mametan'', 일본의 석탄 연탄


''Ogatan'', 톱밥으로 만든 일본 숯탄


고체형 ''Ogatan''


커피 가루로 만든 ''High calo tan''


연료 브리켓, 중국 전역에서 판매되는 '메이'(석탄 煤)


중국에서는 '펑 워 메이'(蜂窩煤 / 蜂窝煤), '메이'(煤), 또는 '롄탄'(練炭 / 练炭)이라고 불리는 원통형 연탄이 특수 제작된 조리기구와 함께 널리 사용된다. 이 조리기구는 보통 세라믹 용기에 금속 외피를 씌운 형태로, 연탄을 하나 또는 세 개씩 나란히 넣을 수 있으며, 때로는 이중으로 쌓아 사용하기도 한다. 작은 불쏘시개로 불을 붙인 뒤 연탄을 올리고, 연탄이 다 타면 특수 집게를 이용해 새 연탄을 위에 얹어 아래의 남은 열기로 불을 옮겨 붙이는 방식으로 불씨를 유지한다. 각 연탄은 한 시간 이상 연소되며, 주로 차를 끓이거나 계란, 수프, 스튜 등을 조리하는 데 사용된다. 이러한 연탄은 보통 수레를 통해 각 가정이나 업소에 배달되며 가격이 매우 저렴하다.

일본에서는 1970년대 이후 렌탄 사용이 급감했지만, 중국과 베트남(현지에서는 '탄 토 옹'이라 불림)에서는 여전히 대중적인 연료로 사용되고 있다.

2. 3. 이탄 브리켓

이탄 블록


아일랜드에서는 낮은 산소 환경의 늪에서 식물이 분해되어 만들어진 이탄으로 브리켓을 만든다. 이 이탄 브리켓은 일반적인 고체 연료 중 하나로, 가정에서 생 이탄 덩어리 대신 많이 사용된다. 잘게 썬 이탄을 압축하여 만들기 때문에 거의 연기가 없고 천천히 타며, 보관과 운송이 편리하다.[8] 이탄 브리켓은 주로 불을 피우는 유일한 연료로 사용되기도 하지만, 석탄불을 빠르고 쉽게 피우는 데에도 쓰인다. 또한, 이탄 브리켓은 고기나 채소를 그릴에 구울 때 독특한 향을 더해주기 때문에 요리에도 활용된다.[8] 보드 나 모나 Bord na Móna|보드 나 모나gle는 이탄 관련 사업을 담당하는 아일랜드 국영 기업으로, 이탄 브리켓 생산도 맡고 있다.[8]

3. 종류 및 구성 물질

조개탄은 사용하는 주재료와 제조 방식에 따라 여러 종류로 나뉜다.


  • '''석탄 브리켓''': 채탄 과정에서 나오는 잘게 부서진 석탄(소탄)을 활용하기 위해 만들어졌다. 작은 석탄 조각은 공기 흐름이 원활하지 않아 불을 지피기 어렵고, 연통으로 쉽게 빨려나가 검은 연기를 내뿜는 경향이 있기 때문이다. 최초의 브리켓은 '컬름 폭탄'으로, 젖은 점토를 결합제로 사용해 손으로 만들었다. 하지만 점토가 타지 않고 재를 많이 만들어 공기 흐름을 막는 단점이 있었다. 이후 유압 프레스와 같은 기술 발달로 타르나 피치를 결합제로 사용한 기계식 브리켓이 등장했다. 이 결합제는 완전히 연소되어 재가 적게 남았다. 사우스 웨일스 탄전에서는 Powell Duffryn사가 개발한 'Phurnacite'라는 브랜드가 유명했는데, 고품질 무연탄을 모방하여 여러 등급의 석탄을 혼합해 만들었다.[3][4] Phurnacite의 초기 혼합 비율은 다음과 같았다.[4]
  • 역청탄: 25%
  • 증기탄: 45%
  • 건식 증기탄: 22%
  • 피치: 8%

초기 브리켓은 크고 벽돌 모양이었으나[4], Phurnacite는 나중에 사각형 타원형 모양으로 바뀌어 공기 흐름을 좋게 하고 기계 공급을 용이하게 하여 자동 난방 보일러 개발에 기여했다.

  • '''일본의 성형 목탄''': 일본에서는 에도 시대부터 숯가루에 홍조류 추출물 등을 섞어 만든 炭団|타돈일본어이 사용되었다. 메이지 시대 이후에는 석탄과 점토를 이용한 練炭|렌탄일본어과 豆炭|마메탄일본어이 등장하여 한국과 중국으로 전파되기도 했다. 현대에는 톱밥 등을 이용한 オガ炭|오가탄일본어 등이 주로 사용된다. 자세한 내용은 하위 섹션 일본의 성형 목탄 참조.

  • '''중국의 원통형 브리켓''': 중국에서는 蜂窩煤|펑 워 메이중국어(벌집탄), 煤|메이중국어(석탄), 또는 練炭|롄탄중국어(반죽탄)이라 불리는 원통형 브리켓이 널리 사용된다. 이는 19세기 일본에서 발명된 練炭|렌탄일본어에서 유래했으며, 20세기 전반 만주국, 한국, 중국으로 퍼졌다. 특수 제작된 화덕에 넣어 사용하며, 차를 끓이거나 간단한 음식을 조리하는 데 쓰인다. 브리켓을 쌓아 올리며 아래쪽의 타버린 브리켓을 새것으로 교체하는 방식으로 불을 유지한다.

  • '''이탄 브리켓''': 아일랜드에서는 늪 지대에서 생성된 이탄을 압축하여 만든 브리켓이 흔한 가정용 연료로 사용된다. 잘게 썬 이탄을 압축하여 만들며, 연기가 거의 없고 천천히 타며 보관과 운반이 편리하다. 이탄 브리켓은 음식에 독특한 향을 더하기 때문에 그릴 요리에도 사용된다.[8] 아일랜드 국영 기업인 보드 나 모나(Bord na Móna)가 생산을 담당한다.

  • '''바이오매스 브리켓''': 농업 폐기물 등을 압축하여 만든 연료로, 화석 연료의 대안으로 사용된다. 재생 가능 에너지원으로 간주되며, 탄소 배출량이 적다는 장점이 있다. 자세한 내용은 하위 섹션 바이오매스 브리켓 참조.

  • '''종이 브리켓''': 파쇄된 종이를 압축하여 만든다. 폐지 부피를 줄여 운송 및 보관을 용이하게 하고, 연료나 단열재로 활용될 수 있다. 자세한 내용은 하위 섹션 종이 브리켓 참조.

3. 1. 조리용 조개탄

타오르는 ''오가탄''


음식을 조리하기 위해 판매되는 조개탄은 다음과 같은 물질들을 포함할 수 있다.[5][6]

조개탄은 불을 붙이기 어려운 단점이 있지만, 다음과 같은 장점 때문에 널리 사용된다.

  • 모양이 균일하고 가격이 비교적 저렴하다.
  • 연소 시 폭발 위험이나 연기, 냄새가 적다.
  • 장시간(약 3~5시간) 동안 안정적으로 높은 화력을 유지한다.


이러한 특징 덕분에 꼬치구이나 불고기와 같이 숯불을 사용하는 음식점에서 업무용 연료로 많이 사용된다. 또한 캠핑용 더치 오븐을 가열하는 데 사용되기도 하는데, 일반적으로 숯탄 20개는 오븐 온도를 약 약 277.8°C만큼 높일 수 있다.[7]

한편, 야자 껍질 숯은 조개탄보다 화력은 높지만 연소 시간이 비교적 짧아 주로 캠핑이나 레저 활동에 사용된다.

3. 2. 숯 브리켓



음식 조리용으로 판매되는 숯 브리켓(숯탄)은 다양한 재료를 포함할 수 있다.[5][6] 주요 구성 성분은 다음과 같다.

  • 목탄 (연료)
  • 갈탄 (연료)
  • 무연탄 (연료)
  • 석회석 (재 색상 조절)
  • 전분 (결합제)
  • 붕사 (이형제)
  • 질산나트륨 (연소 촉진제)
  • 톱밥
  • 왁스 (일부 제품: 결합제, 촉진제, 점화 보조제)
  • 왕겨 (쌀겨 및 땅콩 껍질)


일반적으로 숯탄 1개는 캠핑용 더치 오븐의 온도를 약 약 13.9°C만큼 올리는 효과가 있어, 숯탄 20개를 사용하면 온도를 약 약 277.8°C 높일 수 있다.[7]

조개탄 형태의 숯 브리켓은 불을 붙이기 다소 어렵지만, 모양이 일정하고 가격이 비교적 저렴하다는 장점이 있다. 또한 연소 시 터지거나 연기, 냄새가 적고, 3~5시간 동안 안정적으로 높은 화력을 유지할 수 있어 꼬치구이나 불고기 등 숯불을 사용하는 음식점에서 널리 사용된다. 반면, 야자 껍질로 만든 숯은 화력은 강하지만 연소 시간이 상대적으로 짧아 캠핑이나 레저 활동에 주로 이용된다.

3. 3. 바이오매스 브리켓

짚 또는 건초로 만든 바이오매스 브리켓


압축된 바이오매스 브리켓


바이오매스 브리켓은 농업 폐기물을 이용하여 만들며, 화석 연료(예: 석유 또는 석탄)를 대체하는 데 사용될 수 있다. 주로 제조 공장의 보일러를 가열하거나 개발 도상국에서 활용된다.[9] 바이오매스 브리켓은 기술적으로 재생 가능 에너지원으로 분류되며, 연소 시 배출되는 탄소는 인위적인 온실 가스로 간주되지 않는다. 이는 석탄기 동안 지구 깊숙이 격리되었던 탄소를 배출하는 석탄 브리켓과 달리, 바이오매스 브리켓은 비교적 최근에 대기 중의 탄소를 흡수한 식물을 원료로 하기 때문이다.

브리켓화 기술은 재생 에너지 생산에 유용하지만, 고압 브리켓화 프레스의 높은 초기 투자 비용과 에너지 소비량 때문에 널리 보급되는 데에는 한계가 있다. 그러나 작동 압력이 낮은(<5 MPa) 수동 저압 브리켓화 프레스는 사용이 간편하고 에너지 소비가 적어 개발 도상국에게 현실적인 대안이 될 수 있다.[10]

인도에서는 많은 기업들이 보일러 연료 비용을 절감하기 위해 기존의 벙커C유 대신 바이오매스 브리켓으로 전환하고 있다. 특히 인도 남부 지역과 마하라슈트라 주의 여러 공장에서 이러한 전환이 활발하게 이루어지고 있다. 바이오매스 브리켓 사용은 대기 오염 물질 배출을 줄여 탄소 배출권 확보에 기여할 뿐만 아니라, kg당 열량이 더 높아 연료 비용을 약 30–40% 절감하는 효과도 있다. 란세스 인디아(Lanxess India)를 비롯한 일부 대기업들은 이러한 이점 때문에 바이오매스 브리켓을 사용하고 있는 것으로 알려졌다.

선진국에서는 톱밥과 같은 목재 폐기물을 압축하여 만든 재구성된 통나무 형태의 브리켓이 장작 대용으로 인기를 얻고 있다. 이는 나무 펠릿 제조와 유사한 과정이지만 더 큰 규모로 이루어진다. 이 과정에서는 별도의 화학적 결합제를 사용하지 않고, 나무 자체에 포함된 자연적인 리그닌 성분이 입자들을 서로 단단하게 결합시키는 역할을 한다. 나무 브리켓은 수분 함량이 4% 정도로 매우 낮아, 수분 함량이 65%에 달할 수 있는 일반 생 장작보다 훨씬 효율적으로 연소된다.

압출 방식을 통해 생산된 톱밥 브리켓은 특히 높은 품질을 가진다. 이 기술은 160°C에서 350°C 사이의 고온 상태에서 압출 스크류를 이용하여 짚, 해바라기 껍질, 메밀 등 농업 폐기물이나 잘게 부순 목재 폐기물(톱밥)을 고압으로 압축하는 방식이다. 우크라이나에서 이 방식으로 생산된 톱밥 브리켓의 주요 특성은 다음과 같다.

매개 변수값
브리켓 밀도, t/m31.0–1.2
열량, MJ/kg19.3–20.5
재 함량, %0.5–1.5



(MJ = 메가줄. 3.6 MJ는 1 kWh와 같다.)

톱밥 브리켓은 시간이 지나면서 두 가지 주요 형태로 발전했다. 하나는 중앙에 구멍이 뚫려 있는 형태이고, 다른 하나는 속이 꽉 찬 단단한 형태이다. 두 유형 모두 브리켓으로 분류되지만, 제조 기술에는 차이가 있다. 단단한 브리켓은 피스톤 프레스를 사용하여 톱밥 층을 압축하는 방식으로 만들어진다. 반면, 구멍이 있는 브리켓은 스크류 프레스를 사용하여 생산되는데, 이때 중앙을 통과하는 스크류 나사산에 의해 자연스럽게 구멍이 생긴다. 이 구멍은 브리켓의 표면적을 넓혀 공기와의 접촉을 늘림으로써 보다 효율적인 연소를 돕는 역할을 한다.

3. 4. 종이 브리켓

종이 브리켓은 파쇄된 종이 재료를 작고 원통형으로 압축하는 브리켓 기계의 결과물이다. 브리켓 기계는 기존의 파쇄기나 회전 칼날 분쇄 시스템에 추가 부착되는 시스템으로 판매되는 경우가 많다. 미국 국가안보국(NSA)은 파쇄기나 회전 칼날 분쇄기를 통과하는 파쇄된 종이 재료에 대해 최대 입자 크기 규정을 가지고 있으며, 이는 일반적으로 1/8 제곱 인치를 초과하지 않는다.[11] 이는 교차 절단 파쇄기(cross-cut shredder)를 통과한 재료가 종이 브리켓으로 압축하기에 적합한 크기임을 의미하며, 긴 종이를 생성하는 스트립 커팅 파쇄기와는 대조적이다.

파쇄기를 통과한 후, 종이 입자는 일반적으로 브리켓 기계로 보내지기 전에 공기 시스템을 통해 먼지와 원치 않는 자기성 물질을 제거하는 과정을 거친다. 이 공기 시스템은 폐기물 입자의 수분 함량을 조절하는 역할도 하는데, 브리켓 제조는 특정 수분 범위 내에서 최적으로 작동하기 때문이다. 연구에 따르면 파쇄된 입자의 최적 수분 비율은 종이의 경우 18%, 밀짚의 경우 22%이다.[12]

종이 브리켓은 여러 가지 주목할 만한 이점을 가지며, 이는 파쇄 시스템에서 발생하는 종이 폐기물의 영향을 최소화하는 데 기여한다. 여러 제조업체는 브리켓으로 만든 종이 폐기물의 부피가 기존 파쇄 방식에 비해 최대 90%까지 감소한다고 주장한다. 파쇄된 폐기물의 부피를 줄이면 운송 및 보관 효율성을 높여 폐기 과정에 필요한 비용과 연료를 절감할 수 있다.

폐기물 부피 감소와 관련된 비용 절감 외에도, 종이 브리켓은 압축되지 않은 파쇄 재료보다 제지 공장에서 재활용 종이를 만드는 데 더 유용하다. 또한 압축된 브리켓은 불을 지피는 연료나 단열재로도 활용될 수 있다.

3. 5. 일본의 성형 목탄

일본에서는 숯 생산 이후 수제 숯탄인 炭団|타돈일본어이 만들어졌다. 에도 시대에는 홍조류에서 추출한 다당류가 결합제로 널리 사용되었다. 메이지 시대 이후 석탄과 점토를 주원료로 하는 숯탄(練炭|렌탄일본어, 豆炭|마메탄일본어)이 생산되어 중국과 한국으로 수출되기도 했으나, 현재는 황산화물 배출 문제로 인해 사용이 줄었다. 현대에는 톱밥이나 커피 찌꺼기 등을 활용한 성형 목탄(예: オガ炭|오가탄일본어)이 주로 사용되며, 전통 요리나 야외 활동에 여전히 쓰이고 있다.

;오가탄

: 오가라이트(톱밥 고압 성형재)를 탄화시킨 숯이다. 가운데 구멍이 뚫린 도넛 모양이 많지만, 구멍이 없는 형태도 있다. 탄화 과정이 백탄과 유사하여 성질도 비슷하게 단단하고 화력이 좋으며 오래가지만, 백탄과 달리 구조적으로 터질 위험(폭발)이 거의 없다. 탄소 외 가연 성분이 적어 연소 시 냄새나 연기가 적은 편이다. 다만 백탄처럼 불을 붙이기는 다소 어렵다. 품질이 균일하고 비교적 저렴하며, 안정적인 고화력을 장시간 유지할 수 있어 꼬치구이나 불고기 등 숯불 요리를 전문으로 하는 음식점에서 업무용으로 널리 사용된다. 백탄과 유사한 성질 때문에 상품명에 '오가 비장탄' 등으로 표기되기도 한다. 원료 목재는 일본산 톱밥 외에도 미국 등 외국산 목재 톱밥도 사용된다.

; 야자 껍질 숯

: 야자 껍질을 탄화시킨 뒤 분쇄하여 타피오카 전분 등 점착제를 섞어 일정한 모양으로 성형하고 건조시켜 만든다. '스타 셰이프', '라운드 스토브' 등의 상품명으로 판매된다. 야자 껍질 숯가루를 막대 모양으로 성형한 것을 '오가탄'이라는 이름으로 판매하는 경우도 있다. 불을 붙일 때 특유의 냄새가 나지만, 불이 완전히 붙으면 냄새는 사라진다. 오가탄에 비해 화력은 높지만 연소 시간이 짧아 주로 캠핑이나 레저용으로 사용된다.

; 하이칼로탄

: 커피 추출 후 남은 찌꺼기를 작은 원기둥 모양으로 성형하여 탄화시킨 숯이다. 흑탄의 일종으로, 불을 붙일 때 약간의 연소 냄새가 나지만 비교적 쉽게 점화할 수 있어 바비큐 등에 편리하게 사용된다. 품질이 균일하여 화로, 시치린, 탁상용 미니 화로, 더치 오븐 등 다양한 기구에 적합하다. 7,500kcal/kg 정도의 높은 발열량을 가져 도자기 소성용 연료로도 쓰인다. 점화 시 커피 탄 냄새가 나지만 불이 붙으면 사라진다.

서양의 숯 브리켓


; 숯 브리켓 (Charcoal Briquette|숯 브리켓영어)

: 서양에서 바비큐 용도로 주로 사용되는 성형탄으로, 일본의 豆炭|마메탄일본어(콩탄)과 외형이 유사하다. 하지만 일본의 콩탄과 달리 주성분이 석탄이 아닌 숯인 경우가 많다. 일본 내에서는 '캡틴 스태그 콩탄'이라는 이름으로 판매되는 제품도 실제로는 숯가루로 만들어졌다.

; 숯덩이 (炭団|타돈일본어)

: 숯 가루나 잘게 부서진 숯 조각에 풀과 같은 점착제를 섞고, 경우에 따라 흙 등을 첨가하여 주먹 크기로 둥글게 뭉쳐 만든 숯이다. 일반 숯만큼 강한 화력은 없지만 오랫동안 타는 특징이 있다. 에도 시대 서민들의 주요 난방 및 취사 연료였으며, 고도 경제 성장 시기까지 일본 전역에서 만들어 사용되었다.

; 반련제 회로 재

: 에도 시대 겐로쿠 시대 초기부터 사용된 재식 회로(잿불을 담아 쓰는 휴대용 난로)의 연료이다. 숯 가루에 보온 효과가 좋은 나뭇가지 등을 태운 재를 섞어 만든다.

4. 환경 및 안전 문제

조개탄은 연소 과정에서 검은 연기를 발생시켜 대기 오염을 유발할 수 있으며, 특히 실내에서 사용할 경우 일산화탄소와 같은 유해 가스 배출로 인한 중독 위험이 있어 주의가 필요하다.[13][15][16]

4. 1. 환경 문제

석탄 브리켓은 채탄 과정에서 발생하는 잘게 부서진 석탄을 활용하는 방법이지만, 연소 시 검은 연기를 내뿜는 등 대기 오염을 유발할 수 있다. 초기 브리켓은 점토를 바인더로 사용해 재가 많이 발생하고 연소 효율이 낮았으나, 이후 타르나 피치 등을 바인더로 사용하며 개선되었다. 그러나 근본적으로 화석 연료인 석탄을 사용한다는 점에서 환경적 부담을 안고 있다.

반면, 바이오매스 브리켓은 농업 폐기물 등으로 만들어져 화석 연료를 대체할 수 있는 재생 가능 에너지원으로 간주된다.[9] 연소 시 배출되는 탄소는 비교적 최근에 대기에서 흡수된 것이므로, 석탄기에 저장된 탄소를 배출하는 석탄과는 달리 인위적인 온실 가스 증가에 미치는 영향이 적다는 장점이 있다. 인도 등지에서는 보일러 연료로 바이오매스 브리켓을 사용하여 탄소 배출권을 확보하고 연료 비용을 절감하는 사례도 있다. 나무 톱밥 등으로 만든 브리켓은 수분 함량이 매우 낮아(약 4%) 생 장작(최대 65%)보다 훨씬 효율적으로 연소된다. 하지만 바이오매스 브리켓 생산, 특히 고압 압축 방식은 초기 투자 비용이 높고 에너지 소비가 많다는 단점이 있어 보급에 제약이 따르기도 한다.[10]

종이 브리켓은 파쇄된 종이를 압축하여 만들며, 폐기물 부피를 크게 줄여(최대 90%) 운송 및 보관 효율을 높이고 관련 비용과 연료 소비를 절감하는 환경적 이점이 있다. 압축된 브리켓은 재활용 제지 공정에서 활용하기 용이하며, 연료나 단열재로도 사용될 수 있다. 미국 국가안보국(NSA)은 파쇄된 종이 재료에 대해 최대 입자 크기 규정을 가지고 있으며, 이는 일반적으로 약 2.54cm (약 3mm)를 초과하지 않는다.[11] 이는 브리켓 제조에 적합한 크기이기도 하다.

4. 2. 안전 문제

전문가들은 일반적으로 조개탄을 실내에서 난방용으로 사용하는 것을 경고하는데, 이는 명백한 일산화 탄소 중독의 위험 때문이다.[13] 특히 한국에서는 과거 연탄을 주요 난방 연료로 사용하던 시절, 일산화 탄소 중독 사고가 빈번하게 발생하여 심각한 사회 문제로 대두된 바 있다. 따라서 밀폐된 공간에서 조개탄과 같은 고체 연료를 난방 목적으로 사용하는 것은 매우 위험하며, 반드시 적절한 환기 조치를 취하거나 사용을 자제해야 한다.

5. 현대적 응용



조개탄은 불을 붙이기 어려운 단점이 있지만, 모양이 일정하고 가격이 저렴하며, 연소 시 폭발 위험이나 연기, 냄새가 적다는 장점이 있다. 또한, 장시간(3~5시간) 안정적으로 높은 화력을 유지할 수 있어 꼬치구이나 불고기 등 숯불 요리를 주로 하는 음식점에서 업무용으로 널리 사용된다. 한편, 야자 껍질로 만든 숯은 화력은 강하지만 연소 시간이 비교적 짧아 캠핑이나 레저 활동 시 연료로 많이 쓰인다.

음식 조리용으로 판매되는 숯탄에는 다양한 재료가 포함될 수 있다.[5][6]



일반적으로 숯탄은 캠핑용 더치 오븐의 온도를 개당 약 약 13.9°C만큼 올릴 수 있어, 숯탄 20개를 사용하면 약 약 277.8°C의 온도 상승 효과를 낸다.[7]

일본에서는 에도 시대부터 수제 숯탄(炭団|타돈일본어)을 사용했으며, 메이지 시대 이후 석탄과 점토를 이용한 연탄( 練炭|렌탄일본어)과 마메탄(豆炭|마메탄일본어)을 생산하여 중국, 한국 등지로 수출했다. 오늘날에는 황산화물 배출 문제로 석탄 브리켓 사용은 줄었으나, 숯으로 만든 브리켓은 전통 요리나 야외 요리에 여전히 사용된다. 특히 톱밥이나 커피 찌꺼기 등을 활용한 オガ炭|오가탄일본어과 같은 현대적인 숯탄이 대량으로 소비되고 있다.

중국에서는 '펑워메이'(蜂窩煤, 벌집탄) 또는 '메이'(煤), '롄탄'(練炭)이라 불리는 원통형 브리켓이 가정용 조리 연료로 널리 사용된다. 이는 19세기 일본에서 발명된 렌탄에서 유래했으며, 20세기 전반 만주국, 한국 등으로 전파되었다. 특수 제작된 화덕에 넣어 차를 끓이거나 음식을 조리하는 데 쓰이며, 하나의 브리켓은 한 시간 이상 연소된다.

아일랜드에서는 이탄(Peat)으로 만든 브리켓이 주요 가정용 고체 연료 중 하나로 사용된다. 잘게 썬 이탄을 압축하여 만들며, 연기가 적고 천천히 타며 보관과 운반이 용이하다. 주로 난방 연료로 쓰이지만, 그릴 요리 시 독특한 향을 내기 위해 사용되기도 한다.[8] 보드 나 모나(Bord na Móna)라는 국영 기업이 이탄 브리켓 생산을 담당한다.

바이오매스 브리켓은 농업 폐기물을 압축하여 만든 연료로, 화석 연료(석유, 석탄 등)를 대체하여 산업용 보일러 등에 사용된다.[9] 이는 재생 가능 에너지원으로 간주되며, 연소 시 배출되는 탄소는 최근 대기 중에서 흡수된 것이므로 지구 온난화에 미치는 영향이 적다는 장점이 있다. 개발도상국뿐만 아니라 선진국에서도 활용도가 높아지고 있다.

인도에서는 많은 기업들이 연료 비용 절감을 위해 기존 연료(벙커C유 등) 대신 바이오매스 브리켓을 사용하고 있으며, 이는 탄소 배출권 확보에도 유리하다. 바이오매스 브리켓은 발열량이 높고 연료 비용을 약 30–40% 절감하는 효과가 있다.

선진국에서는 톱밥과 같은 폐기물을 압축하여 장작을 대체하는 재구성 통나무 형태의 브리켓이 인기를 얻고 있다. 이 과정에서는 별도의 접착제 없이 나무 자체의 리그닌 성분을 이용하여 입자를 단단하게 뭉친다. 나무 브리켓은 수분 함량이 매우 낮아(최대 4%) 생 장작(최대 65%)보다 훨씬 효율적으로 연소된다.

예를 들어, 우크라이나에서 압출 방식으로 생산된 톱밥 브리켓의 특성은 다음과 같다.

매개 변수값
브리켓 밀도, t/m31.0–1.2
발열량, MJ/kg19.3–20.5
재 함량, %0.5–1.5



(MJ는 메가줄을 의미하며, 3.6 MJ는 1 kWh와 같다.)

톱밥 브리켓은 제조 방식에 따라 중앙에 구멍이 있는 형태와 없는 형태(단단한 형태)로 나뉜다. 구멍이 있는 형태는 스크류 압출 방식으로 만들어지며, 구멍은 표면적을 넓혀 연소 효율을 높이는 데 도움을 준다.

종이 브리켓은 파쇄된 종이를 압축하여 만든다. 주로 문서 파쇄기 시스템의 일부로 브리켓 제조기가 사용된다. 미국 국가안보국(NSA)과 같은 기관에서는 보안을 위해 파쇄된 종이 입자의 최대 크기를 규정하고 있는데(보통 약 2.54cm 제곱 이하), 이 크기는 종이 브리켓을 만들기에 적합하다.[11]

파쇄된 종이 입자는 브리켓으로 압축되기 전에 공기 시스템을 통해 먼지나 불순물을 제거하고 적절한 수분 함량을 조절하는 과정을 거친다. 연구에 따르면 종이는 약 18%, 밀짚은 약 22%의 수분 함량에서 브리켓 제조 효율이 가장 높다.[12]

종이 브리켓은 폐기물 처리 및 재활용 측면에서 여러 장점을 가진다.


  • 부피 감소: 파쇄된 종이 폐기물의 부피를 최대 90%까지 줄여 운송 및 보관 효율을 높이고 관련 비용을 절감한다.
  • 재활용 용이성: 압축된 형태는 제지 공장에서 재활용 종이를 만드는 데 더 유용하다.
  • 다용도 활용: 연료로 사용하거나 단열재로 활용할 수도 있다.


참조

[1] encyclopedia briquette, n. 2.
[2] encyclopedia briquette http://www.thefreedi[...] Houghton Mifflin Harcourt 2015-03-15
[3] 웹사이트 Jones, Walter Idris (1900-1971), Director General of Research Development for the National Coal Board (NCB) https://biography.wa[...] National Library of Wales 2012-06-07
[4] 웹사이트 The Phurnacite plant, the briquette http://www.aberdareo[...] 2016-12-11
[5] 웹사이트 Kingsford Brand Charcoal Ingredients http://old.cbbqa.org[...] 2007-05-11
[6] 웹사이트 All About Charcoal http://virtualweberb[...] 2007-05-11
[7] 간행물 Charcoal and Casa Uno Camp Dutch Ovens Casa Uno
[8] 웹사이트 Ultimate Guide to Briquettes https://www.lektowoo[...] 2022-08-25
[9] 논문 Manual wooden low-pressure briquetting press: An alternative technology of waste biomass utilisation in developing countries of Southeast Asia https://www.scienced[...] 2024-01-10
[10] 논문 Manual wooden low-pressure briquetting press: An alternative technology of waste biomass utilisation in developing countries of Southeast Asia https://www.scienced[...] 2024-01-10
[11] 웹사이트 NSA Standards for Disintegrators http://www.nsa.gov/i[...] 2014-08-15
[12] 문서 Physical properties of briquettes from waste paper and wheat straw mixtures http://www.sciencedi[...]
[13] 뉴스 Man died from carbon monoxide poisoning after using 'heat beads' in Greystanes home http://www.smh.com.a[...] 2015-07-18
[14] 웹사이트 ヤシガラ炭のできるまで http://www.b-info.jp[...]
[15] 웹사이트 「いろり座卓使用時の一酸化炭素中毒に注意！」国民生活センター http://www.kokusen.g[...]
[16] 웹사이트 東京都飲食業生活衛生同業組合「炭火焼飲食店における一酸化炭素中毒事故の防止について」 http://www.touinshok[...]


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