셰일가스shale gas

셰일가스(shale gas)

오랜 세월동안 모래와 진흙이 쌓여 단단하게 굳은 탄화수소가 퇴적암(셰일)층에 매장되어 있는 가스로, 전통적인 가스전과는 다른 암반층으로부터 채취하기 때문에 비전통 천연가스로 불린다. 기술적 제약 때문에 오랫동안 채굴이 이뤄지지 못하다가, 2000년대 들어 수평정시추 등이 상용화되며 신에너지원으로 급부상하였다.

탄화수소가 풍부한 셰일층(근원암)에서 개발, 생산하는 천연가스를 말한다. 셰일이란 우리말로 혈암(頁岩)이라고 하며, 입자 크기가 작은 진흙이 뭉쳐져서 형성된 퇴적암의 일종이다. 셰일가스는 이 혈암에서 추출되는 가스로, 전통적인 가스전과는 다른 암반층으로부터 채취하기 때문에 비전통 천연가스로 불린다. 셰일가스는 난방·발전용으로 쓰이는 메탄 70~90%, 석유화학 원료인 에탄 5%, LPG 제조에 쓰이는 콘덴세이트 5~25%로 구성돼 있다. 유전이나 가스전에서 채굴하는 기존 가스와 화학적 성분이 동일해 난방용 연료나 석유화학 원료로 사용할 수 있다.

보통 천연가스는 셰일층에서 생성된 뒤 지표면으로 이동해 한 군데에 고여 있는 것이지만, 셰일가스는 가스가 투과하지 못하는 암석층에 막혀 이동하지 못한 채 셰일층에 갇혀 있는 가스다. 따라서 일반적 의미의 천연가스보다 훨씬 깊은 곳에 존재하고 있으며, 암석의 미세한 틈새에 넓게 퍼져 있는 것이 특징이다. 따라서 기존의 천연가스와 같은 수직시추는 불가능하며, 수평시추를 통해서만 채굴할 수 있다. 따라서 1800년대에 셰일가스가 발견되었음에도 이와 같은 기술적 제약 때문에 오랫동안 채굴이 이뤄지지 못하다가, 2000년대 들어 수평정시추 등이 상용화되며 신에너지원으로 급부상하게 되었다.

한편, 천연가스는 채굴의 난이도와 생산비용에 따라 크게 재래식과 비재래식으로 나눈다. 비재래식 가스는 기술적으로 채굴이 어렵고 채산성이 낮은 가스를 말하는데, 대표적으로 셰일가스·타이트가스·석탄층 메탄가스 등이 있다.

○ 셰일가스의 부상

셰일가스는 미국, 중국, 중동, 러시아 등 세계 31개국에 약 187조 4,000억 m3가 매장되어 있는 것으로 추정되는데, 이는 전 세계가 향후 60년 동안 사용할 수 있는 양이다. 경제적, 기술적 제약으로 채취가 어려웠던 셰일가스는 2000년대 들어서면서 미국을 중심으로 물과 모래, 화학약품을 섞은 혼합액을 고압으로 분사하는 수압파쇄법과 수평정시추 등이 상용화되면서 신에너지원으로 급부상했다.

실제로 2010년 북미 지역의 셰일가스 생산량은 2000년에 비해 15.3배나 확대되었으며, 미국은 2009년 이후 러시아를 제치고 천연가스 1위 생산국에 등극하였다. 그러나 셰일가스를 채취할 때 우라늄 등 화학물질이 지하수에 스며들 수 있고, 일반 천연가스보다 메탄이나 이산화탄소 등의 오염물질이 많이 발생해 지구온난화를 가속화할 수 있다는 지적도 제기되고 있다.