<칼럼> 셰일가스 확보 경쟁에 대비해야
<칼럼> 셰일가스 확보 경쟁에 대비해야
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  • 승인 2010.10.08 19:47
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성원모 교수(한양대 자원환경공학과)
최근 들어 미국을 중심으로 신에너지자원으로 각광을 받고 있는 셰일가스에 대한 관심이 매우 높아지고 있어 이에 대해 간략히 소개하고자 한다.

셰일가스란 CBM, 치밀가스, 하이드레이트 등이 포함된 비재래 가스자원 중의 하나로 아주 미세한 암석입자들로 구성돼 있는 셰일에 매장되어 있으며 굉장히 광범위한 면적에 연속적으로 부존해 있는 것이 특징이다.

셰일가스는 공극률과 투과도가 굉장히 낮아 가스의 유동이 어렵고, 상업적 생산량을 확보하기 위해서는 지층 내에 균열이 형성돼 있어야 한다.

특히 셰일층은 퇴적면을 따라 얇고 균열되기 쉬운 성질을 갖기 때문에 치밀가스전과는 달리 수직시추를 통해서는 경제적인 생산량을 얻기 어렵다.

또한 1990년대까지 회수율이 20% 정도에 지나지 않아 재래가스전의 70%에 비해 크게 낮은 회수율을 보여 큰 관심을 받지 못했다.

또한 셰일가스전 내의 가스 생산설비 및 생산절차와 가스 처리는 기존의 재래가스전과 동일하나 투과도가 낮고 지층의 두께가 얇아 많은 가스정을 시추해야 하고 수직생산정으로는 경제적 생산량을 확보하기 어렵다는 문제점이 있어 왔다.

그러나 1980년대 이후 기술의 발달 특히 수압파쇄기법과 수평정 시추기술의 혁신으로 셰일가스의 경제성이 크게 향상됐다.

수압파쇄기법이란 물과 화학물질을 시추정을 통해 고압으로 주입해 시추공 주변지층에 균열을 일으키고 이 균열의 틈이 지층의 압력으로 인해 닫히는 것을 방지하기 위해 지지제라 불리는 물질을 주입해 균열상태를 유지시키는 방법이다.

이와 더불어 1~2km 길이의 수평정을 시추하고 여기에 여러 지점에서 수압파쇄를 시행함으로써 생산면적과 투과도를 현저히 증가시켜 천연가스의 유동을 용이하게 한다.

미국 바넷셰일 지역 내 시추된 수평가스정은 3000개, 수직정은 200개 내외로 수평시추정의 시추비율이 월등히 높으며 미국 셰일가스전 전체에 4만개 이상의 가스정이 시추됐다. 이러한 기술 발전으로 20% 미만에 머물던 셰일가스의 회수율이 50%까지 증진됐다.

이러한 셰일가스전의 생산특징은 생산량이 일반적으로 일일 2~50만㎥ 내외로 낮지만 생산량 감퇴가 천천히 발생하며 일단 생산이 안정된 이후에는 긴 생산기간을 갖는다.

현재 미국 내 전체 천연가스 매장량은 2008년 현재 58조8000억㎥이며 이 중의 1/3정도인 17조5000억㎥가 셰일가스로 추정되고 있으며, 캐나다는 현재까지 상업적으로 생산중인 셰일가스전은 없으나 서부캐나다 퇴적층 다수의 지층에서 셰일가스 매장량이 확인되고 있다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계적으로 셰일가스의 원시매장량은 456조㎥에 달하며 지역별로 고르게 분포돼 있는 것으로 알려져 있다.

하지만 가스생산을 위한 시추, 생산설비 및 파이프라인 등의 인프라가 잘 갖춰져 있는 북미지역과는 달리 유럽이나 중국 등과 같이 인프라가 상대적으로 빈약한 지역에서 단기간에 셰일가스 생산량을 크게 증진할 수는 없을 것으로 보인다.

그러나 러시아의 천연가스에 대부분을 의존하고 있는 유럽은 천연가스의 원활한 공급을 위해, 석탄 사용량이 전체 에너지 사용량의 70%를 상회하는 중국은 에너지 소비구조를 개선하기 위해 지속적으로 셰일가스 개발에 박차를 가하고 있는 실정이다.

셰일가스 개발의 문제점으로는 수압파쇄시 주입하는 화학물질이 주변의 대수층에 유입됨에 따라 환경오염 문제와 대량의 물을 사용함에 따른 수자원 부족을 들 수 있다.

하지만 이러 문제점들은 화학물질을 비독성 물질로 대체하고 적절한 물 공급 계획을 세움으로써 해결할 수 있다. 또한 2007년도 MMBtu(천연가스 열량 단위)당 8달러에 달했던 가스가격이 현재 4달러 정도로 하향안정세 추세를 보이고 있어 향후 가격상승에 따라 셰일가스의 가격경쟁력을 기대해 볼 수 있다.

셰일가스는 굉장히 넓은 면적에 연속적으로 분포하고 있어 신규광구 개발 시 탐사에 필요한 비용이 소요되지 않으며 재래가스전보다 구조의 발견 및 가스의 존재 여부에 대한 실패 위험성이 현저히 낮다.

또한 생산시설도 재래가스전에 비해 훨씬 작은 규모로 운영이 가능하며 생산기간이 길기 때문에 지속적으로 수익을 발생시킬 수 있다는 점이 셰일가스 사업의 매력이다.

따라서 현재 미국을 중심으로 일어나고 있는 셰일가스 사업이 전 세계적으로 확대될 것으로 보이며 국내의 경우도 셰일가스 자산에 대한 과감한 투자와 정부의 적극적인 지원 하에 북미지역의 셰일가스 사업에 전략적으로 참여함으로써 셰일가스 개발사업에 대한 기술력을 축적하고 관련 산업을 육성하여 향후 신흥 개발지역에 대한 셰일가스 사업권 확보 경쟁에 대비해야 할 것이다.

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