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신 에너지원 ‘셰일가스’의 황금시대, 과연 열릴 것인가?

메탈넷코리아(월간 해양과조선) 취재부 이 명 규 기자
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  • 인터뷰 ①: 인천대학교 경제학과 교수 손양훈(신에너지원 셰일가스, 미래를 보고 준비해야 한다!)
    셰일가스가 주목 받게 된 배경은 중국, 인도 등의 신흥경제국들의 에너지 소비량이 급증함과 세계 경제불안으로 인해 배럴당 20달러 정도하던 유가가 배럴당 100달러까지로 치솟게 되어 새로운 에너지 대안
  • 셰일가스가 미래의 에너지 산업과 관련 산업에 미칠 파급력에 전 세계가 주목하고 있다. 셰일가스는 진흙이 쌓여 만들어진 퇴적암층인 셰일층에 존재하는 천연가스로 화학적 조성은 기존의 가스와 동일하며 난방용, 연료용, 석유화학 연료 등으로 사용된다.
    엑손모빌, 토탈 등 주요 에너지 기업들이 셰일가스 사업에 적극 참여하고 있으며, 중국의 국영기업들은 뒤처진 채굴기술을 확보하기 위해 해외기업을 인수하고 합작투자를 하는 등 다양한 사업을 추진하고 있다.

    셰일가스는 전 세계가 약 59년간 사용할 수 있을 만큼 막대한 양이 매장되어 있는 것으로 확인되었는데, 이는 기존의 가스나 석유의 매장량과 비슷한 규모다. 기존의 가스가 중동이나 러시아 등에 집중적으로 매장되어 있는 것과 달리 셰일가스는 전 세계에 고르게 매장되어 있다. 특히 에너지 수요가 높은 중국과 미국에 많은 양이 매장되어 있다.
    1800년대에 발견된 셰일가스가 2000년대에 들어 생산이 본격화된 것은 혁신적인 채굴 기술이 개발되었기 대문이다. 이러한 기술개발로 북미 셰일가스 생산량은 2006년 이후 급증했다. 오바마 미대통령은 2012년 연두교서에서 “셰일가스를 안전하게 개발하기 위한 모든 조치를 취할 것”이라고 천명했다. 세계에너지기구(IEA)도 셰일가스의 개발로 가스 황금시대가 도래할 것으로 전망했다.

    1998년 미국의 셰일가스 1일 생산량은 2천 800만㎥로 미국 전체 천연가스 생산량 가운데 1.9%에 불과했으나, 2008년에는 1억 4천 100만㎥를 생산해 그 비중을 8.9%로 높였다. 이처럼 생산량이 늘고 있는 것은 기술혁신에 따른 것이다.
    2006년 뱅크 오브 아메리카(Bank of America)가 추정한 셰일가스 생산비의 손익 분기점은 지역에 따라 입방피트 당 4.20∼11.50 달러였는데, 2009년 바클레이즈 캐피털(Barclays Capital)이 미국 내 주요 5개 셰일 개발지구 비용을 분석한 결과에서는 1천 입방피트 당 최대 6.80달러로 나타나 주요 개발지구의 비용구조가 크게 개선됐음을 보여주었다.

    그러므로 우리는 글로벌 메이저 업체들의 움직임을 눈여겨 봐야 하는데, 이들 기업들이 본격적으로 셰일가스 개발에 참여하면 기술혁신이 탄력을 받아 추가적인 비용 하락이 더 빠르게 일어날 수도 있기 때문이다. 2020년 미국의 셰일가스 관련 투자 규모가 676억 달러로 전망됨에 따라 가스 시추관, 파이프라인용 강관, 가스 압축기 등 관련 자재 및 설비수입이 확대될 것으로 예상된다.
    2011년 미국 강관 수입시장 비중이 캐나다 15%, 한국 14%, 멕시코 8% 등으로 2016년 이후 미국의 셰일가스 수출이 본격화되면 LNG선, 에탄 운송선 등의 발주 증가가 점쳐지고 있다. 또한 우리나라는 2011년 신규 발주된 LNG선 54척 중 47척을 수주했기 때문에 이 부분에서도 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다.

    또한 저가 원료 확보를 위한 해외 에너지 개발 투자 및 공장진출 확대를 모색하고, 셰일가스 등 비전통에너지 부상이 기존 산업에 미치는 영향을 파악한 후 대응책을 마련해야 한다. 장기적으로 저렴한 셰일가스 공급이 확대될 경우, 신재생 에너지 등의 산업에 영향이 미쳐질 것으로 예상되므로, 비전통 에너지 시장과 기술에 대한 모니터링을 강화하고 한국기업이 추진 중인 에너지 사업의 경쟁력 확보 방안을 찾기 위해 노력해야 할 것이다.

    Ⅰ. 셰일가스의 개요
    1. 셰일가스의 정의
    셰일가스는 진흙이 쌓여 만들어진 퇴적암층인 셰일층에 존재하는 천연가스이다. 그림 1과 같이 전통가스는 셰일층에서 형성된 후, 암석의 투과도에 따라 오랜 세월 동안 지표면 방향으로 이동하는데, 셰일가스는 셰일층 위에 불투과 암석층에 있어 이동하지 못하고 셰일층에 잔류한다. 유전이나 가스전에 농축되어 있는 전통가스와 달리, 셰일가스는 암석의 미세한 틈새에 넓게 산포된 ‘비전통가스’의 일종이다. 비전통가스는 발견되는 지층의 종류에 따라 셰일가스(셰일층), 타이트가스(사암층), 탄층가스(석탄층) 등으로 분류할 수 있다.(그림 2 참조)

    2. 셰일가스 개발의 과정
    (1) 막대한 규모의 매장량
    (2) 중동과 러시아에 대한 천연가스 의존도가 약화
    (3) 혁신적인 채굴기술 개발로 경제성 확보

    Ⅱ. 셰일가스 개발의 현황
    1. 셰일가스의 주도권을 확보한 미국
    2. 셰일가스를 와일드 카드로 활용하려는 유럽
    3. 다크호스로 떠오르는 중국
    4. 셰일가스 개발 본격화로 선제적인 대응을 취하고 있는 한국과 일본

    Ⅲ. 셰일가스 개발의 전망
    1. 가격 전망
    2. 천연가스 수출
    3. 미국 셰일가스 개발의 정치적 측면
    4. 미국 셰일가스 개발의 경제적 측면
    5. 미국 셰일가스 개발의 안보적 측면
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    Ⅳ. 셰일가스 개발의 영향과 당면과제
    1. 셰일가스 개발이 가져올 변화
    (1) 가스산업: 저가격 가스시대의 도래
    (2) 석유화학 산업: 가스원료 중심으로 구조 전환
    (3) 전력산업: 가스발전 비중 확대
    (4) 조선과 해양, 항만과 해운산업: 가스 관련 선박과 물동량 증가 및 항만설비 재정비
    (5) 셰일가스 개발로 인해 유가가 하락할 수 있나?
    2. 셰일가스 개발 확대와 관련한 당면과제
    (1) 환경오염 가능성
    (2) 수자원 부족 문제
    (3) 미국 외 지역의 인프라 부재

    Ⅴ. 마무리
    현재 미국 정부는 원자력발전소 건설을 재개하기로 결정하는 한편 의회에 계류중인 기후변화법안을 통해 경제성이 낮은 청정석탄(Clean Coal) 사용 조항을 포함시키는 등 천연가스 이외 자원 사용에 적극적인 모습을 보이고 있다. 그럼에도 불구하고 지난 4월 미국 에너지정보청(EIA)이 발표한 ‘연간 에너지 전망 2010’에 따르면 2035년 미국 내 셰일가스 생산량은 약 1천600억㎥로 전체 천연가스 생산량의 24%를 점유할 것으로 전망하고 있다.
    이처럼 미국 내 셰일가스 공급량 증가가 예상되면서, 미국 에너지정보청(EIA)은 올해 발표한 2025년 미국의 LNG 수입량을 2005년 전망치 1천800억㎥보다 큰 폭으로 하락한 360억㎥으로 전망했다. 에너지 관련 연구 및 컨설팅 전문 업체인 IHS는 셰일가스의 미래를 더욱 밝게 보고 있다. 지난 3월 휴스턴에서 개최한 컨퍼런스에서 2035년의 천연가스 공급량 중 셰일가스의 비중이 50%에 이를 것이라고 전망, 발표했다.
    환경문제에 민감한 유럽의 경우도 셰일가스 개발이 활발하게 전개되고 있다. 주로 글로벌 에너지 업체들을 통해 개발이 이루어지고 있는데, 독일 작센 주에서 개발권을 확보한 엑슨모빌은 10개 지점의 시추를 추진하고 있다. 프랑스에서는 토탈이 미국의 데번(Devon)과 손잡고 개발을 진행하고 있으며, 영국에서는 유로 에너지(Euro Energy)가 시추를 시작했다.
    올해 헝가리에서도 엑슨모빌이 탐사에 착수했고, 스웨덴은 쉘과 함께 개발을 추진키로 했다. 폴란드는 그 중에서도 가장 뜨거운 감자가 되고 있다. 가장 많은 글로벌 에너지 기업들이 진입해 있으며, 비교적 인구 밀집도가 낮기 때문에 유럽 내에서 가장 빨리 대량으로 셰일가스를 생산할 것으로 예상되고 있다.
    지금까지 개발된 셰일가스 시추기술은 아직 환경 문제를 안고 있다. 셰일가스를 포집하기 위해서는 일부 화학물질(전체의 0.5%)을 사용해야 하고, 지표수와 지하수 모두에 환경적 영향을 미치는 등 기술적으로 해결해야 할 문제들을 안고 있다. 많은 유럽 국가들이 이런 우려에도 불구하고 셰일가스 개발에 적극 나서고 있는 것은 약 30%에 달하는 러시아로부터의 천연가스 의존도 때문이다.
    이처럼 높은 의존도는 러시아로 하여금 우크라이나 공급중단 사태 등 공급 불안정 사태를 몰고와 유럽 에너지 안보에 꺼지지 않는 불씨로 남아 있었다. 에너지 안보가 환경 여론을 잠재우고 있는 것이 현 유럽의 분위기다. 에너지 폭식국가인 중국 역시 적극적으로 나서고 있다. 쉘은 중국석유천연가스공사(CNPC)와 공동으로 오는 11월부터 스촨성 셰일가스를 개발키로 합의했으며, BP도 중국석유화공(SINOPEC)과 함께 셰일가스 탐사에 들어간 것으로 알려졌다.
    중국 정부는 셰일가스 생산을 위한 연간 목표치까지 설정해놓고 있다. CNPC, SINOPEC 등 국영에너지기업들이 올해 자국 내에서 300억㎥의 셰일가스를 생산하도록 목표량을 부여했는데, 이는 중국의 2008년 천연가스 소비량의 37%에 달하며, 수입량 44억㎥를 압도하는 수준이다. IEA는 2030년 중국 에너지 수요의 5.2%를 천연가스가 충족시킬 것으로, 2035년에는 중국에서 생산될 천연가스의 62%가 셰일가스일 것으로 예측하고 있다.
    셰일가스의 부상은 또 에너지 자원의 무기화를 부분적으로 약화시킬 것이라고 내다봤다. 주요 에너지 소비국이 자체적인 셰일가스 공급이 가능해짐에 따라 궁극적으로 천연가스 시장의 OPEC라 불리는 가수수출국포럼(GECF)의 영향력이 크게 줄어들 것이라는 전망이다. 현재 일본에서는 천연가스 공급을 늘리기 위해 기존 가스기업은 물론 석유기업까지 적극적으로 나서고 있는 실정이다.
    천연가스로부터 배출되는 이산화탄소량이 석유와 비교해 절반에 불과하기 때문이다. 더구나 가스발전소는 석탄발전소보다 비용이 덜 드는 것으로 확인되고 있다. 셰일가스 공급이 확산될 경우 세계 에너지 판도에 큰 변화가 예상되고 있다.
    한편, 우리나라 기업들은 향후 비전통 자원 개발 동향을 지속적으로 주시하며 관련 진출기회를 적극 모색할 필요가 있다. 우리나라의 비전통 자원 개발 사업은 현재 초기 단계로 자원개발 공기업 중심으로 비전통 자원 개발에 일부 참여하고 있는데, 한국가스공사는 2010년 2월 캐나다 Encana사와 공동으로 캐나다 British Columbia주에 위치한 Horn River 및 West Cutbank지역의 비전통 가스를 탐사, 개발 및 생산하는 지분양수도계약 체결했다.
    Horn River지역은 북미에서 유망한 셰일가스 지역 중 하나로 평가받고 있는 곳으로 현재 한국가스공사는 Kiwigana광구의 지분 50%를 보유했다. 또한 2010년 12월 석유공사의 캐나다 자회사인 Harvest는 Hunt로부터 Horn River 셰일가스 자산 100%를 인수한 바 있다.
    그 외에도 한국가스공사는 해외 비전통 가스 기반의 LNG 도입 계약을 연이어 체결했다. CBM을 사용하는 호주 Gladstone LNG사업에서 2015년부터 20년간 연간 350만 톤의 LNG를 도입하는 계약을 체결함과 동시에 가스전과 액화플랜트에도 15% 지분 참여했으며, 올 1월에는 2017년부터 20년간 미국 셰일가스 기반의 LNG를 연간 350만 톤 도입하는 계약을 체결했다. 민간기업 역시 비전통 가스 사업에 관심이 있으나 현재 미국의 낮은 천연가스 가격 등으로 투자결정에 신중을 기하고 있는 상황이다.

    ■ 참고문헌
    · IEA
    · BP
    · kbc
    · LyondellBasell
    · U.S.Department of Energy·NETL
    · Chesapeake
    · 미국에너지국
    · 삼성경제연구소
    · 한국가스공사
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