[연재] (37) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
[연재] (37) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
  • 승인 2008.01.28
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석유 자원의 개발효과 제고
▲ 쉘 장치안전팀장 김동섭 박사
2008년 새해에는 모든 분들에게 평화와 풍요의 한해가 되기를 바랍니다. 지난해에 이어 올해 첫 글도 에너지·자원 확보 과제를 서두로 시작합니다.

우리 모두가 그러하듯 새해가 되면 올 한해를 기대하며 새로운 결심과 다짐을 하게 됩니다. 최근 새해 결심에 대한 재미난 미국인들의 통계가 있었습니다. 이 통계에 의하면 미국인 전체 중 40% 정도가 새해가 되면 결심 소위 New Year Resolution을 한다고 합니다. 그런데 1주일이 지나면 이중 25%가 포기를 하고 2주가 지나면 29%가, 한 달이 지나면 전체의 36%가 그 결심을 포기합니다. 또 6개월이 지난 후에는 거의 절반이 새해 결심을 잊어버린다고 합니다.

우리말에도 ‘작심 3일’이란 말이 있지만 이는 미국인에게도 동일한 모양입니다. 새해를 맞아 새로운 결심을 하고 한해를 시작하는 사람이 그렇지 않은 사람보다는 목표를 달성할 확률이 10배가량 높다는 조사도 이채로운 사실입니다.

마지막으로 미국인들에게 가장 흔한 새해 결심 톱 10은 무엇일까 살펴보면 다음과 같습니다. 먼저 10위는 ‘정리 정돈 잘하기’, 9위는 ‘술 덜마시기’, 8위는 ‘새로운 취미생활 하기’, 7위는 ‘더 나은 직장으로 옮기기’, 6위는 ‘금연’, 5위는 ‘배우자 만나기’, 4위는 ‘가족과 더 많은 시간 갖기’, 3위는 ‘부채 줄이기’, 2위는 ‘절약’이라합니다. 마지막으로 1위는 예상한바 데로 ‘몸무게 줄이기’라고 합니다.

전 세계 에너지소비의 70% 정도 차지하는 것이 석유에너지 자원입니다. 부족한 우리나라에서 어떻게 안정적으로 에너지 자원을 확보할까하는 과제는 여러 연구진과 보고서를 통해 다양하게 보고되고 있으리라 생각합니다. 본인도 에너지 국제 기업에서 거의 20년간을 종사하고 있지만 이에 대한 방향성을 잡기는 참으로 쉬운 일이 아닙니다.

그러나 한 가지 확실한 것은 우리나라나 세계적인 에너지 글로벌 기업도 마찬가지겠지만 앞으로 추구하는 방향은 기술을 혁신하는 것만이 에너지 문제를 해결하는 정도라는 것입니다. 기술 개발과 혁신이 우리의 갈 길이란 사실입니다.

EOR 기술개발에 지속적 노력 필요
CO2활용기술, 환경·자원 동시 해결

지난호에 바이오에너지의 기술력 확보에 대해 언급했다면 이번호에는 EOR(Enhanced Oil Recovery)의 신기술을 개발해 기존 또는 미개발 자원을 미리 확보하는 정책이 아주 효과적이란 말을 하고 싶습니다. 이중에서 현재 각광받고 있는 분야는 본인이 주 연구 과제를 맡고 있는 오일 쉘이나 오일 샌드라고 생각합니다. 이에 대한 주제는 다음에 다루기로 하고 기존 기술을 이용한 혁신방안에 대해서 이번호를 통해 돌아보고자 합니다.

일반적으로 원유 채굴은 고전적인 방법인 유정에 내재해 있는 자체 고압으로 가스와 기름을 뽑아내고 수년이 지나 내부 압력이 낮아지면 sucker rod 등의 펌프기술을 이용해 채굴하는 것입니다. 하지만 이 방법만으로 고작 채굴이 가능한 석유자원은 매장량의 약 20~35%에 지나지 않습니다. 압력이 점점 낮아지면 결국 자원개발에 채산성 문제에 부딪치게 되기 때문입니다.

지금도 석유자원이 충분한 후진국가에서는 이같은 기술력 부재로 인해 많은 양의 채굴 가능한 원유가 그대로 땅속에 묻혀있다고 보면 될 것입니다. 그러나 고유가시대를 맞아 기술적인 문제만 해결하면 기존 폐광과 같았던 곳에서도 다시금 오일 개발 붐을 일으킬 수 있습니다. 이러한 상상은 이미 1960년대 말에서 70년대 초에 캘리포니아 중북부 유전에서 사용한 기술입니다. 바로 이 기술을 EOR이라고 하는데 그 방법들을 살펴보면 다음과 같습니다.

먼저 Thermal recovery인 고온의 수증기를 유정에 불어넣어 고밀도의 헤비 오일 비중을 낮춰 채굴하는 방법입니다. 미국에서 사용하고 있는 EOR 방법의 약 50% 정도가 이 기술에 의존하고 있으며 캐나다에서도 널리 사용되고 있습니다. 하지만 이 기술은 채굴 깊이가 깊어질수록 수증기가 액화하면서 많은 열을 빼앗아가 효율적인 측면에서는 획기적인 방법이라고 할 수 없습니다. 본인도 고순도 수증기 인젝션 방법을 개발해 98년 우리 기술개발팀이 ‘올해의 연구팀상’을 수상하기도 했지만 이 기술은 차세대 기술혁신이라고 보기 어렵습니다.

둘째 방법은 화학약품을 주입해 압력을 높이거나 아니면 표면 활성제를 사용해 표면 장력을 낮춰 기름의 흐름을 증가하는 방법인데 특히 deep water에서 약간 사용되고 있는 기술입니다. 마지막으로 이산화탄소나 질소를 유정에 주입해 압력을 높이거나 밀도를 낮춰 공동 석(porous stone)에 잔류한 기름을 채취하는 방법으로 미국 EOR의 거의 절반을 차지합니다.

그렇다면 우리가 혁신적인 기술력을 확보할 분야는 어디일까? 본인의 견해로는 환경오염과 EOR 두 가지를 동시에 해결해주는 이산화탄소 EOR 기술이라고 생각합니다.

현재는 유전에서 생산된 CO2를 이용하고 있지만 앞으로는 공장에서 생산된 이산화탄소를 파이프라인을 통해 공급받아 EOR에 사용할 수 있을 것이라 생각합니다. 뿐만아니라 이 기술을 계속 발전 증진하면 석유자원의 채굴효율을 50~60%까지도 올릴 수 있다는 기대도 하고 있습니다.

이에 대해 현재 많은 기술들이 개발, 이용되고 있으므로 해당 분야의 전문가가 아닌 본인의 입장에서 자세한 언급을 할 수는 없지만 EOR로 인한 신재료 개발, 신기술 개발은 향후 환경과 에너지 문제를 동시에 해결하는 아주 좋은 방법이라고 생각합니다.

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