에너지 단위 (J, BTU, Quad, TOE, Bbl)

 
안녕하세요 H&K Environment의 K입니다.
 
요즘 한국형 그린뉴딜 사업에 힘입어 신재생에너지가 대두되고 있는데요.
 
이와 관련 에너지 단위를 정리해 보았습니다.
 

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 에너지: 에너지는 물리계가 일을 얼마나 많이 할 수 있는지를 정량적으로 나타낸 것을 말한다.
* 일: 일은 어떤 물체에 일정한 힘을 가하여 움직이게 했을 때, 힘의 물체 운동방향 성분의 크기와 물체가 움직인 거리의 곱을 말한다.
[한국물리학회]
 
 신재생에너지 (신에너지 및 재생에너지 개발/이용/보급 촉진법, 신재생에너지법)
1) 신에너지
기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지
- 수소에너지
- 연료전지
- 석탄을 액화ㆍ가스화한 에너지 및 중질잔사유를 가스화한 에너지 (대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지)
- 그 밖에 석유ㆍ석탄ㆍ원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하는 에너지
 
2) 재생에너지
햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지
- 태양/풍력/수력/해양/지열
- 생물자원을 변환시켜 이용하는 바이오에너지 (대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지)
- 폐기물에너지(비재생폐기물로부터 생산된 것은 제외)로서 대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지
- 그 밖에 석유ㆍ석탄ㆍ원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하는 에너지

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1. J(Joule)
1J은 1N(뉴턴)의 힘으로 물체를 힘의 방향으로 1m만큼 움직이는 동안 하는 일. 또는 그렇게 움직이는 데 필요한 에너지이다. 열과 일에 대해 업적을 남긴 영국의 물리학자 J.P.줄의 이름을 땄다.

1J = 질량×가속도×이동거리 = 1N·m = 1kg·m/s²·m (MKS 단위)    = (1,000g)·(100cm)²/s² = 105dyn·100cm (CGS 단위)    = 10 7 erg

- MJ(Mega Joule): 10 ⁶ J

- GJ(Giga Joule): 10 ⁹ J

- TJ(Tera Joule): 10 ¹² J

- EJ(Extra Joule): 10 ¹⁸ J (가장 큰 단위이고, 세계 총 에너지 생산 혹은 소비량을 나타낼 때 사용됨)

 

* MKS 단위: 길이에 m, 질량에 kg, 시간에 sec를 기본단위로 하여 구성된 단위
* CGS 단위: 길이에 cm, 질량에 g, 시간에 sec를 기본단위로 하여 구성된 단위

* erg: 1erg=1dyn·cm=10 ^-7 J. 그리스어 ergon에서 유래. 1873년 영국에서 제안. 단위 크기가 너무 작아서 현재는 잘 쓰이지 않고 전자기학이나 천문학에서 사용됨

 
2. BTU(British Thermal Unit)
영국의 열량 단위로서 1파운드의 물을 대기압 아래에서 1℉ 올리는 데 필요한 열량이다. (영미에서 사용)

1BTU = 1,055J = 1.055kJ = 252.151cal

* 1.055kJ × 1cal / 4.184J × 1,000J / 1kJ = 252.151cal (1cal는 1기압에서 물 1g의 온도를 1℃올릴 때 드는 에너지의 양인데, 이것을 J로 나타내면 4.184J이 된다.)
 

3. Quad(Quadrillion BTU)
가장 큰 단위이고, 세계 총 에너지 생산 혹은 소비량을 나타낼 때 사용됨

1quad = 10 15 BTU = 1.055 × 10 18 J = 1.055EJ

 
4. TOE(Ton of Oil Equivalent)
원유 1ton을 연소하는 데 필요한 에너지의 양. 대게 Mtoe를 많이 사용함 (1000만 kcal=4.184J/kcal*1000만 kcal=41.84GJ)

1toe ≈ 42GJ Mtoe = 10 6 toe ≈ 42 × 10 3 TJ = 0.042EJ

 
5. bbl(Barrel of OIl)
원유 1배럴(159L, 석유기준)을 연소하는 데 필요한 에너지의 양

- Mbbl: 10 ⁶ bbl, 보통 원유의 생산, 소비, 보존량을 나타낼 때 사용함 (북미/캐나다)

 
* 배럴은 나무로된 둥근 통(오크통)에 액체를 담아 나르던 시절부터 내려오던 단위

 
6. cf(Cubic feet)
1ft³(28.32L) 천연가스를 연소하기 위해 사용되는 에너지의 양

- Mcf: 10 ⁶ cf, 보통 가스의 생산, 소비, 보존량을 나타낼 때 사용함

 
* 1ft: 미국 단위계의 길이 단위. 원래 피트의 기준은 성인 남자의 발 사이즈를 기준으로 하였으나, 편의상 인치와 조율하여 12인치(2.54cm)를 1피트(30.48cm)로 규정되었다.

* 1ft³ × 30.48³cm³ / 1ft³ × L / 10³cm³ = 28.32L

 
7. ton of coal
1ton(1,000kg) 석탄을 연소하기 위해 사용되는 에너지의 양

- Millions tons of coal: 10 ⁶ tons of coal, 보통 석탄의 생산, 소비, 보존량을 나타낼 때 사용함

 
감사합니다.