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유럽에서도 산업계 지도자들은 기업들이 저비용 천연 가스를 사용하는 공장에 대해 경쟁력을 잃고 생산 시설을 유럽에서 미국으로 이동시키는 현상에 점차적으로 충격받고 있다. 특히, GDP의 절반을 수출에 의존하지만 에너지 비용은 상향 추세를 유지하고 있는 독일의 걱정이 크다. 이 높은 에너지 비용은 글로벌 시장 점유율을 잃을 수 있다는 것을 의미하기 때문이다.<br><br>
유럽에서도 산업계 지도자들은 기업들이 저비용 천연 가스를 사용하는 공장에 대해 경쟁력을 잃고 생산 시설을 유럽에서 미국으로 이동시키는 현상에 점차적으로 충격받고 있다. 특히, GDP의 절반을 수출에 의존하지만 에너지 비용은 상향 추세를 유지하고 있는 독일의 걱정이 크다. 이 높은 에너지 비용은 글로벌 시장 점유율을 잃을 수 있다는 것을 의미하기 때문이다.<br><br>


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2019년 2월 20일 (수) 03:26 판

셰일 가스(shale gas)는 셰일 층 안에 갇혀 있는 천연 가스이다. 21세기 이후, 셰일 가스에 대한 관심이 미국에서 시작되어서 전 세계로 확산되어 왔다. 2000년에는 미국 천연 가스 생산량의 1.6%를 차지했던 셰일 가스가 2010년에는 20%를 넘었고, 2035년에는 46%까지 증가할 것으로 예측되고 있다.

셰일 가스가 전 세계적인 에너지 공급량을 대규모로 확대할 것이라고 예상하는 전문가들도 있다. 그리고 중국이 가장 많은 셰일 가스 매장량을 가지고 있는 것으로 평가된다.

다양한 연구 기관에 따르면, 셰일 가스의 전과정 온실가스(GHG) 배출량은 석탄보다 훨씬 더 적은 것으로 알려져 있다.

역사

1821년 뉴욕주의 Fredonia에서 최초의 시추가 이루어졌다. 1930년대에 수평 시추(horizontal drilling)가 시작되었고, 1947년에 프래킹(파쇄) 기술이 처음으로 사용되었다.

1970년에는 천연 가스에 대한 정부의 가격 통제로 인해 공급 부족 현상이 발생했다. 정부는 이에 대한 대응으로 동부 셰일 가스 프로젝트(Eastern Gas Shales Project) 등 다양한 대체 자원에 투자하고, 다른 한편 가스 연구소(Gas Research Institute)에 예산을 배정하여 연구에 박차를 가하였다. 또, 1980년 에너지법(1980 Energy Law)을 통해 셰일 가스 업계를 위해 세제 혜택 등 우호적인 제도적 장치를 만들어주었다.1986년에는 에너지부와 민간 가스 회사들이 파트너쉽을 맺어 최초의 공기 시추 다균열 수평 유정을 완성하기 위해 힘썼다. 1980~2000년에는, Section 29 세제 혜택을 통해 셰일 가스 시추에 더 큰 인센티브를 제공했다. 셰일 가스의 파쇄 공정과 해상 석유 시추에 있어서 핵심 기술이라 할 수 있는 미세 진동 촬영술은 샌디아 국립 연구소(Sandia National Laboratories)에서 나왔다. 또, 에너지부의 이 프로그램에서 업계에서 개발한 다량 수압 파쇄법과 수평 시추법이 셰일 가스 지층에 적용되었다.

이런 과정을 통해 셰일 가스의 공급이 증가했지만, 여전히 세제 혜택 없이는 경제성이 없어서 2000년에도 미국 가스 생산량의 1.6%에 머물렀다.

비용을 100만 BTU(British thermal unit; 1,100 메가 줄) 당 4달러로 줄여 Barnett Shale(Bend Arch-Fort Worth Basin에 있는 지층)에서 상업적 생존을 가능하게 한 조지 P. 미첼(George P. Mitchell)은 셰일 가스 업계의 아버지라 불린다. 미첼에너지(Mitchell Energy)는 1998년에 slick-water 파쇄법으로 최초의 경제적인 셰일 파쇄를 성공시켰다. 이때부터 셰일 가스는 미국의 주요 에너지 중 가장 빠른 속도로 성장하게되었고, 이를 통해 다른 국가들의 셰일 가스에 대한 연구도 본격화되기 시작했다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 셰일 가스를 통해 시추 가능한 천연 가스 자원의 양이 50% 정도 증가할 수 있다고 한다.

지층 구조

대개 셰일은 많은 양의 액체가 유정공까지 도달하는 것을 허용할 정도로 투과성이 좋지 않기 때문에, 대부분의 셰일은 상업성이 없다. 셰일 가스는 다양한 비전통적 천연 가스 중 하나이다. 그밖의 비전통적 천연 가스로는 탄층 메탄(coalbed methane), tight sandstones, 메탄 하이드레이트(methane hydrates) 등이 있다. 셰일 가스가 있는 영역은 종종 resource plays(↔ exploration plays)라고 불린다. 이런 종류의 영역에서는 가스를 발견하지 못한 위험성이 낮지만, 수익성도 낮다.

셰일은 매트릭스 투과율이 낮기 때문에, 상업성을 충족할 정도의 양을 확보하기 위해서는 투과율을 높이기 위한 균열이 필요하다. 이전에는 천연적으로 균열의 조건이 제공된 곳에서 주로 셰일 가스를 생산해 왔다. 그렇지만 최근에 일어난 셰일 가스 붐은 유정공 주위에 광범위한 인공적 균열을 만드는 수압식 파쇄 기술에 기인한다.

셰일 가스 유정에서는 종종 수평 시추 기술도 이용되는데, 이것은 셰일 층과 접촉하는 시추공의 표면적을 극대화하기 위해 셰일 층 안에 측면으로 최대 3,000m까지 구멍을 파는 기술이다.

경제성이 있는 다량의 가스가 매장된 셰일 층에는 다양한 공통점이 있다. 그것들은 유기 유질의 함량이 0.5%~25%로 높고, 대개 고열 고압이 석유를 천연가스로 전환시킨 발열 가스 구역에 있는 성숙한 석유 근원암이다. 따라서 셰일 층은 뚫린 균열을 유지할 수 있을 정도의 조건을 갖고 있다고 할 수 있다.

생산되는 가스 중 일부는 천연 균열 안에 들어 있고, 일부는 공극(pore spaces) 안에 들어 있고, 일부는 유기 물질 속에 흡수되어 있다. 천연 균열 속에 들어 있는 가스는 즉시 생산이 가능하고, 유기 물질에 흡수된 가스는 시추정에 의해 층의 압력이 떨어지면서 방출된다.

환경

셰일 가스와 관련하여, 온실 가스의 배출, 지하수 또는 지표수의 오염, 지진의 초래 등에 관한 논란이 있어 왔다. 그러나 2005년과 2017년 사이에 미국의 이산화탄소 배출량이 크게 개선된 것이 주로 전기 생산에 있어서 석탄 대신 셰일 가스를 사용한 데에서 비롯되었다는 사실은 매우 고무적이다: 전체 12.5% 감소, 1인당 19.9% 감소.

경제

셰일 가스는 애팔래치아 분지와 일리노이 분지에서 100년 이상 생산되어 왔지만, 그곳의 유정은 경제성이 아주 적었다. 수압 파쇄법과 수평 공법에서의 첨단 기술로 셰일 가스 유정의 경제성이 많이 향상되었다. 시추 장비의 이동 방식이 개선되고, 다수의 유정에 대해 한 개의 유정 패드가 사용됨으로써 생산성이 향상되었다.

미국은 불과 10년 사이에 수입 에너지에 의존하는 국가에서 세계 최대의 원유 생산국이 되었으며, 수백 년을 사용할 수 있는 천연 가스 매장량을 가진 나라가 되었다.

또, 1918년에 나온 하버드대학 경영대학원의 BCG 보고서는 셰일 가스와 오일의 경제적인 효과가 몇 년 안에 5조 달러(약 550조 원)에 이를 것으로 전망한다. 또, 1918년 11월 현재, 270만 개가 넘는 일자리를 제공하고 있고, 평균 임금도 미국 전체 임금 평균의 두 배나 된다. (Dirk McDermott, Altira Group)

이와 같이 미국은 셰일 혁명과 함께 제조업계의 르네상스를 맞이하고 있다. 그리고 미국의 르네상스는 중국, 유럽, 러시아, 중동 등 전세계를 긴장시키고 있다:

셰일 혁명에 의해 많은 국가들이 그들의 에너지 정책을 재평가하게 되었다. 중국은 셰일 가스 개발의 속도와 범위를 지켜보며 자신의 막대한 비전통적 가스 자원을 개발하는데 우선순위를 두게 되었다. ...

미국의 셰일 가스는 세계 경제의 경쟁력 균형에 있어서도 미국에게 유리한 방향으로 변화를 가져오고 있다. 실제로, 저가의 천연 가스로 인해 기업들이 새로운 공장을 건설하고 기존 시설을 확대하는 등 미국 제조업계에 르네상스가 일어나고 있다.

유럽에서도 산업계 지도자들은 기업들이 저비용 천연 가스를 사용하는 공장에 대해 경쟁력을 잃고 생산 시설을 유럽에서 미국으로 이동시키는 현상에 점차적으로 충격받고 있다. 특히, GDP의 절반을 수출에 의존하지만 에너지 비용은 상향 추세를 유지하고 있는 독일의 걱정이 크다. 이 높은 에너지 비용은 글로벌 시장 점유율을 잃을 수 있다는 것을 의미하기 때문이다.

- Daniel Howard Yergin

The Global Impact of US Shale