Technology Brief - Technology Brief 02
셰일가스전 개발전망
북미를 중심으로 시작된 셰일가스의 개발붐이 유럽에까지 확산되고 있다.
셰일가스란 단단한 퇴적 암석층에 갇혀있는 메탄이 주성분인 천연가스인데 지금까지 채굴비용이 높아 경제성이 없다가 이제 기술이 발달되고 국제유가가 상승되면서 새롭게 부각되고 있는 것이다.
오바마 대통령이 2012년 연두교서에서 100년 동안 쓸 수 있다고 흥분했었고 영국 일간 가디언지가 셰일가스 혁명을 베를린 장벽 붕괴와 맞먹는 뉴 그레이트 게임이라고 했듯이 셰일가스의 채굴 가능 매장량은 현재 기존 천연가스의 매장량과 유사한 187.5조m3로 60여 년간 세계가 사용할 수 있을 정도로 막대하며 기존 천연가스와는 달리 전 세계에 고르게 분포되어 있다.
개발이 순조롭게 진행된다면 중동과 러시아에 의존하던 세계 에너지 시장의 판도마저 바꿀 수 있을 전망이다.
기존의 천연가스는 특정한 지질구조에 대량으로 모여 있는 가스를 수직시추하여 쉽게 채굴할 수 있다.
그러나 셰일가스는 가스가 존재하는 셰일층이 퇴적면을 따라 얇고 균열되기 쉬운 특성을 지니므로 수평시추를 하여야 하며 시추 파이프에 뚫린 여러 구멍으로 물, 모래, 화학물질 등이 혼합된 유체를 고압으로 분사 주입하여 가스를 뽑아내는 수압파쇄법을 이용한다.
이때 유체를 주입하고 회수해 처리하는 과정에서 식수원이 오염된다는 의혹이 제기되고 있다.
실제로 2009년 미국 루이지애나에서 화학물질이 유출되면서 소 17마리가 폐사한 사례가 있다.
최근 미국 오하이오 주의회는 수압파쇄에 사용되는 화학물질의 성분을 밝히도록 조례를 통과시켰으나 채굴기업들은 그 일부 성분이 영업비밀이라 하여 공개하지 않고 있다.
사실 수압파쇄법에 사용되는 유체는 지층의 특성에 맞추어 사용되기 때문에 지역마다 구성 성분의 차이가 큰 것으로 알려져 있다.
또한 이 공법은 대량의 물이 필요하므로 물 부족 사태를 유발시킬 수 있으며 전통적인 천연가스 채굴에 비해 면적당 채굴량이 적어 많은 시추공이 필요하므로 토지의 훼손이라는 문제점도 지니고 있다.
일반적으로 천연가스는 연소할 때 이산화탄소 배출량이 석유나 석탄보다 매우 적어서 지구온난화를 늦출 수 있는 청정에너지로 인식되어 왔다.
그러나 셰일가스 채굴과정에서 상당한 양의 가스가 공기 중으로 새어나간다는 분석이 있어 천연가스의 주성분인 메탄이 이산화탄소와는 비교할 수 없을 정도의 강력한 온실가스인 점을 고려하면 셰일가스의 개발붐이 지구온난화를 가속화시키는 주범이 될 수 있다는 점도 생각하여야 할 것이다.
물론 셰일가스 개발로 인하여 발생되는 환경오염 가능성에 대한 반론도 만만찮아 아직은 논란 중에 있다.
셰일가스는 전 세계에 고르게 분포되어 있는데도 투자와 관심이 미국 노스다코타주 바켄과 텍사스주 이글포드의 두 지역에만 집중되고 있으며 셰일가스가 풍부한 중국에서는 복잡한 지층구조와 물 부족으로 인하여 현재 기술로는 경제성 확보가 더욱 어려운 현실이다.
또한 환경 규제가 훨씬 엄격한 유럽에서도 셰일가스 개발을 쉽게 전망하기 어렵다.
현재로서는 셰일가스의 장밋빛 전망에만 도취되지 말고 예상되는 부정적인 측면도 냉정하게 고려하여 기술개발과 상업화가 진행되어야 할 때다.
*참고자료: Nature 483, 556-557
서동진 한국과학기술연구원 책임연구원