가스자원 확보 위해 세계를 누빈다
한국가스공사가 천연가스 도입·판매에서 벗어나 세계적인 에너지자원개발 기업으로 도약하기 위해 한국석유공사 등 국내외 에너지기업들과 함께 다양한 프로젝트를 추진하고 있다.
특히 에너지 공급원의 다원화를 위해 석탄층 매탄가스, 셰일가스 등 비전통가스 개발에 적극 나설 계획이다.
올해 성과를 중심으로 한국가스공사의 해외자원개발 현황 및 계획을 살펴본다. 또 해외의 비전통가스 개발사례와 가스공사의 추진현황 및 계획을 집중 조명한다. /편집자주
■ 국내외 가스산업 여건
‘International Energy Outlook 2010’(EIA, 2010년 7월)에 따르면 세계 가스수요가 2020년까지 연평균 1.8%(석유 0.7%) 증가할 것으로 전망된다. 국가에너지기본계획(2008년 8월)에 따르면 국내 가스 수요도 연평균 1.9%로 꾸준히 증가할 것으로 예상된다.
또 가스공사에 따르면 국가 주도의 에너지공기업이 세계 자원개발시장에서 전통적 오일메이저(Chevron, Exxonmobil, BP 등)에 맞서 영향력를 확대하고 있는 상황이다.
가스 수입국인 중국 CNPC와 CNOOC, 인도 ONGC와 GAIL, 프랑스 GdF와 TOTAL, 이태리 Eni 등이 자국의 가스 자주개발을 견인하고 있다.
특히 천연가스 등 전통가스의 5배에 달하는 막대한 매장량과 채굴기술의 발전에 따라 셰일가스(Shale Gas), 석탄층 메탄가스(Coal Seam Gas) 등 비전통가스 확보경쟁이 가열되고 있다.
북미에 이어 유럽과 중국도 이 분야의 진출이 본격화될 것으로 예상되고 있다. 메이저사들의 비전통가스분야 전문업체 인수·제휴 추진이 활발해지고 있다.
이러한 여건 변화로 한국가스공사는 해외 메이저사들과의 에너지자원 확보경쟁에 적극 뛰어들고 있다. 적기에 가스자원을 확보할 필요성이 커진 것이다.
한국가스공사의 관계자는 “천연가스는 우리나라 1차 에너지소비의 15%를 차지하는 민생연료로서 장기적, 경제적, 안정적 확보가 긴요하다”라며 “E&P, EPC, O&M사업 확대로 민간 해외진출 교두보 역할을 강화하고 있다”고 설명했다.
가스공사는 그동안 LNG 국적선사업, LNG 개발·생산·플랜트사업에 민간기업의 참여를 주도해 민간부문 사업역량 제고와 수익원 제공 역할을 톡톡히 했다.
이 관계자는 또 “비전통가스에 대한 세계 가스산업의 관심이 고조되는 시점에서 신사업 기회 발굴 및 선점을 위해 비전통가스 개발에도 적극 나설 필요가 있다”고 강조했다.
■ 가스자원 자주개발 목표
한국가스공사는 2017년 자주개발 850만톤(25%)을 목표로 하고 있다.
이를 위해 탐사→개발→생산→수송→공급을 잇는 가스산업 밸류체인 통합 및 연관사업을 활성화하고 있다. 특히 비전통가스·DME·가스하이드레이트 등 에너지원의 수평통합을 추진하고 있다.
가스공사는 우선 전방위 사업시너지 극대화를 위해 LNG 구매력을 활용한 가스전 개발·생산사업을 주도적으로 운영하고 세계 최대 LNG터미널 건설·운영 노하우를 활용한 EPC, O&M사업을 활성화하는 데 노력하고 있다. 에너지 트레이딩, 가스화학, CNG사업 등 전후방 연관사업 진출도 추진하고 있다.
특히 천연가스는 물론 셰일가스, 타이트가스, 석탄층가스, DME 등으로 에너지자원 확보 다변화 및 LNG사업화 연계를 적극 추진하고 있는 동시에 기존의 중동 위주에서 북미, 오세아니아, 중앙아시아, 아프리카, 남미, 러시아, 북극권 등으로 거점지역을 확장하는 데 주력하고 있다.
LNG도입과 연계한 지분투자사업(오만 OLNG, 카타르 Rasgas, 예맨 YLNG)에도 참여하고 있다.
자원개발 전문인력 양성도 중요한 과제다. 가스공사는 2017년까지 E&P, EPC·O&M, 법률·금융·HR 등의 부문에서 800여명의 전문인력을 확보할 계획이다.
가스공사는 원활한 자원개발을 위해 투자재원을 확보하는 데도 힘쓰고 있다. 유망 자원개발 사업 적기추진을 위해 해외 지분투자수익을 활용하고 자원개발 펀드, 해외자산 유동화, 정책금융, 연기금 등 자금 조달원의 다양화를 추진하고 있다.
가스공사는 올해 5월 석유·가스전 개발의 시너지 효과를 높이기 위해 한국석유공사와 ‘자원개발협력단’을 출범시키고 자원개발사업 협력을 위한 약정을 체결했다.
■ 신규 자원개발사업 발굴
가스공사는 이라크 유·가스전 개발 사업 등 10개국 14개 프로젝트에 참여 중이며 새로운 자원개발 사업을 발굴·추진하는 데 노력하고 있다.
LNG 구매력을 활용해 해외 프로젝트 진출을 확대하겠다는 전략이다. 현재 호주 GLNG 프로젝트에의 참여를 추진 중이다. Queensland 내륙에 위치한 가스전 개발사업에 15% 지분 참여한다는 것. 가스전, 배관망 및 액화플랜트 건설·운영사업에 참여해 안정적 LNG 도입 및 운영 노하우를 축적한다는 계획이다.
인도네시아 동기-세노로 LNG 공동 운영사업에의 참여도 추진하고 있다. 이 사업은 Senoro Toili 가스전 개발 프로젝트(200만톤/연)로서 가스공사는 가스전 9.8%, 액화플랜트 15% 지분 확보 및 일본 미쯔비시 등과의 공동 운영을 추진하고 있다. 이 계획이 성사되면 일본과의 최초 LNG 공동개발 프로젝트로 기록된다.
가스공사는 또 자원의 보고인 북극 그린랜드 유·가스탐사 및 개발사업에의 참여를 모색하고 있다.
이라크 유·가스전을 점령한다!
한국가스공사는 국내·외 주요 에너지기업과 협력해 탐사·개발·생산부문에서 다양한 해외자원개발 프로젝트를 진행하고 있다.
특히 이라크 유·가스전 개발에 심혈을 기울이고 있다. 현재까지 주바이르 및 바드라 유전개발 등 총 4개의 유·가스전을 확보했다. 올해 10월 확보한 이라크 아카스 가스전의 경우 가스공사가 처음으로 운영사로 참여한다는 데 의미가 크다.
가스공사는 이라크 주바이르, 바드라 유전에 이어 아카스 가스전에 운영사 참여를 계기로 유·가스전 운영경험 확보, 인력양성 및 기술력 확충을 통한 E&P부문 역량을 강화함으로써 국내 유·가스 자주개발율 증대 및 안정적 유·가스 공급선 확보에 기여할 계획이다.
이밖에 가스공사는 해외 LNG터미널 운영사업을 진행하고 있다.
이라크 유·가스전 개발사업
주바이르 유전
한국가스공사는 올해 1월22일 총생산량 63억배럴의 초대형 유전인 이라크 ‘주바이르 유전’ 개발의 최종사업자로서 본계약을 체결했다.
이라크 국영회사인 SOC(South Oil Company)와 운영사인 ENI(32%), 컨소시엄사인 가스공사(18.75%), 미국의 Occidental, 이라크 국영사인 Missan Oil Company(25%)간 20년 동안(5년 연장 가능) 서비스 계약조건으로 계약이 체결됐다.
이로써 가스공사는 사업기간 동안 약 2억배럴의 석유를 확보하게 되며 일일 최대생산량으로 계산하면 약 22만배럴(국내 일일 소비량의 약 10%)의 원유를 생산하게 됨으로써 비상시 원유의 국내도입 가능성도 크게 높이는 괄목할 만한 성과를 거두게 됐다.
가스공사는 본사업을 위해 올 상반기 네덜란드에 자회사 Kogas Iraq B.V를 설립한데 이어 약 800만달러 투자를 시작으로 본격적인 사업 참여를 진행 중이다. 특히 주바이르 유전의 오일 생산량이 지난 9월23일 시점으로 초기보다 10% 이상 달성돼 내년 상반기부터 투자회수가 시작될 것으로 기대된다.
주바이르 유전 생산량은 가스공사 컨소시엄사가 운영에 참여하기 시작한 시점인 올해 1분기에는 일일 약 18만3,000배럴 수준이었으나 8월 말 이후 이 물량의 10%가 넘는 20만1,000배럴 이상을 생산 중에 있다.
이에 따라 컨소시엄은 내년 상반기 시점부터 투자비용 회수 및 일정수준의 서비스대가를 원유로 인수할 수 있을 것으로 전망된다.
바드라 유전
한국가스공사는 이라크 주바이르 유전 계약에 이어 올해 1월28일 바드라 유전 개발ㆍ생산 본계약을 체결했다.
이번 계약은 이라크 NOC(North Oil Company)와 컨소시엄 운영사인 러시아 Gazprom Neft(30%)를 비롯해 가스공사(22.5%), 말레이시아 Petronas Carigali(15%), 터키 TPAO(7.5%), 이라크 국영회사인 Oil Exploration Company(25%)간 체결됐다.
가스공사는 지난해 12월12일 이라크 중앙정부가 시행한 이라크 유·가스전 개발사업 제2차 국제입찰(총 10개 유·가스전)에 한국기업으로는 유일하게 참가했다.
가스공사 컨소시엄은 20년 사업기간(5년 연장 가능) 동안 총 약 8억배럴의 원유를 생산하게 됐으며 가스공사는 이 기간 동안 약 2,000만배럴의 원유를 확보하게 됐다.
바드라 유전은 원시매장량 약 24억배럴 규모로 20년간 약 8억배럴을 생산할 계획이며 최소 7년간 일일 최대목표 생산량이 17만배럴에 달한다. 20년간 약 35억2,000만달러가 투자될 계획이며 가스공사는 이중 약 10억5,000만달러를 투자하게 된다.
아카스 가스전
가스공사는 지난 10월20일 이라크 유·가스전 3차 입찰에 참여해 이라크 시리아 국경 부근의 아카스(Akkas, 매장량 3.3Tcf, 원유환산시 약 5억9,000만배럴) 개발 가스전을 확보하는 데 성공했다.
공사는 카자흐스탄의 KMG사와 컨소시엄을 구성해 이번 입찰에 참여했으며 Total+TPAO 콘소시엄을 누르고 낙찰 받은 것이다.
가스공사는 이라크 국영석유회사와의 본계약 체결을 준비하고 있으며 2011년 상반기부터 본격 개발에 착수할 계획이다.
특히 가스공사는 최초로 운영사(operator) 자격으로 아카스 가스전을 확보함에 따라 LNG 도입 및 판매 위주의 역할에서 벗어나 E&P 전문기업으로 성장하는 획기적인 계기를 마련한 것으로 평가되고 있다.
아카스 가스전은 원시매장량 3.3Tcf(약 5억9,000만배럴)로 평가되는 개발광구다. 가스공사와 KMG는 7년 이내에 일산 최대 400mmcf의 천연가스(원유 환산시 7만2,000배럴) 생산에 도달, 13년 이상 최대 생산량을 유지해 20년 계약기간 동안 2.6Tcf(원유 환산시 약 4억6,000만배럴)를 생산할 계획이다.
가스공사는 또 TPAO(터키)와 컨소시엄으로 참여해 만수리아 가스전도 확보하는 성과를 거뒀다.
미얀마 광구 개발사업
가스공사는 대우인터내셔널과 함께 미얀마 A-1 및 A-3 광구 가스전 개발을 진행하고 있다.
지식경제부는 지난해 11월 대우인터내셔널(운영권자)과 한국가스공사가 참여하는 컨소시엄이 미얀마 A-1 및 A-3 광구 가스전의 상업성 선언을 했다고 발표한 바 있다.
미얀마 광구 내 쉐(Shwe), 쉐퓨(Shwe Phyu), 미야(Mya) 3개 가스전 개발사업이 탐사단계에서 공식적으로 개발단계에 진입하게 된 것이다.
프로젝트 참여사별 지분은 대우인터내셔널 51%, 한국가스공사 8.5%, 인도 국영석유회사 ONGC Videsh 17%, 인도 국영가스회사 GAIL이 8.5%, MOGE 15%이다.
미얀마 가스전 매장량은 최소 4.5조ft3(약 9,000만톤)로 국내 4년치 도입량에 해당되며 개발작업과 시운전이 마무리되는 2013년 5월부터 일산 5억ft3씩(원유환산 약 10만B/D, 가스 1만1,000톤/일) 25~30년간 생산될 예정이다.
생산된 가스는 중국 CNUOC에 수출한다.
한편 컨소시엄은 가스전 시설물 건설공사(EPCIC, 14억달러 규모)를 수행할 업체로 현대중공업을 선정했으며 미얀마 정부의 승인을 받아 올해 2월 본계약을 체결했다.
LNG터미널 운영사업
가스공사는 가스플랜트 건설·운영 노하우를 활용한 신성장동력을 창출하고 민간기업과의 동반진출을 통한 국가의 플랜트 수출정책에 부응하기 위해 멕시코, 태국 등 해외에서 LNG터미널 운영사업을 추진하고 있다.
가스공사는 기존에 수주한 LNG터미널 운영사업을 효율적으로 관리하고 Cyprus LNG터미널 사업 등 양질의 해외 LNG터미널 투자 및 기술사업을 지속적으로 발굴할 계획이다.
국내 민간기업의 해외 LNG플랜트 수주지원 및 동반진출도 모색할 계획이다. 국내·외 민간기업 등과의 공동투자를 통해 리스크를 줄일 방침이다.
비(非)전통가스 개발, 아직은 걸음마
최근 세계적으로 셰일가스 등 비전통가스에 대한 관심이 고조되고 있다. 전통가스전의 고갈과 자원량 부족으로 매입가격이 증가하고 심해광구 개발 등 전통가스를 확보하기가 점차 어려워지고 있기 때문이다.
자원개발 전문가들에 따르면 셰일가스(Shale Gas), 석탄층메탄가스(CBM: Coal Bed Methane), 치밀가스(Tight Gas), 가스하이드레이트 등은 전통적인 방식으로 생산하기 어려운 지층에 포함돼 있는 경우 상업적인 생산·개발이 어려웠다.
그러나 지난 2000년 이후 수평정 시추, 수압 파쇄 등의 첨단기술 등이 발전하면서 이를 활용한 비전통가스의 상업적 생산량이 증가하고 있는 추세이다.
전세계적으로 자원량 기준 약 3만2,500Tcf 이상의 비전통가스가 부존돼 있는 것으로 추정되고 있다. 이는 전통가스 부존량(약 1만6,631Tcf, IEA, 2008년)의 약 2배 수준으로 향후 매우 큰 개발 잠재력을 가지고 있는 에너지원으로 평가되고 있다.
특히 비전통가스 중 셰일가스는 미국과 캐나다를 중심으로 활발히 개발되고 있다. 이는 개발기술의 발전에 따른 경제성 증가와 청정연료를 요구하는 시대적 필요성에 부응하는 것으로 우리 정부도 이러한 추세를 주목할 필요가 있다는 지적이다.
이처럼 비전통가스에 대한 필요성이 부각되면서 Shell, 엑손모빌 등 오일·가스 메이저사들은 미국, 호주 등의 전통가스 분야 전문업체 인수·제휴 등을 활발하게 추진하고 있다.
국내 에너지기업들도 비전통가스 개발을 통한 신사업 기회 발굴 및 시장선점이 필요하다는 지적이 제기되고 있다. 박진 의원은 올해 한국가스공사에 대한 국정감사에서 비전통가스를 확보하기 위한 중장기 로드맵을 마련하라고 지적하기도 했다.
박 의원은 “호주, 미국 등의 비전통가스 개발회사들과 협력해 기술이전 및 신규개발에 박차를 가하는 동시에 북미지역뿐만 아니라 러시아, 라틴아메리카, 중동 및 북아프리카 지역 등 비전통가스가 매장돼 있는 주요거점 지역으로 진출하기 위한 전략도 마련해야 한다”고 밝혔다.
한국가스공사는 이미 비전통가스 분야에 관심을 갖고 캐나다 혼리버·웨스트컷뱅크 개발사업에 참여하고 있다. 아직은 시작에 불과하지만 기존의 해외 프로젝트를 효율적으로 추진하는 동시에 비전통가스 분야 프로젝트 발굴·추진에 본격적으로 나설 계획이다.
■캐나다 혼리버·웨스트컷뱅크 개발
가스공사는 올해 2월 엔카나(EnCana)社가 보유 중인 키위가나(셰일가스), 잭파인 및 노엘(치밀가스) 등 3개 광구(캐나다 브리티시 컬럼비아주 북동쪽) 지분 50%에 참여하는 지분참여 및 공동운영 계약을 체결하고 엔카나사와 공동으로 탐사, 개발 및 생산 사업을 진행해오고 있다.
이 사업은 가스공사가 비전통가스 분야에서 처음으로 진행하는 프로젝트이다. 북미지역 비전통가스 탐사·개발 사업에 본격 진출할 수 있는 교두보를 마련했다는 데 의미가 크다. 특히 3개 광구가 위치한 혼 리버 및 웨스트 컷뱅크 지역은 최근 북미를 중심으로 활발히 생산 중인 비전통가스의 유망 지역으로 주목받고 있는 곳이다.
가스공사는 올해 10월5일 앨버타주 웨스트컷뱅크 지역의 잭파인 광구에서 첫 공식 상업생산에 들어갔다.
잭파인 광구는 올해 7월과 8월에 걸쳐 시험생산을 완료하고 10월부터 공식 생산을 시작하게 됐다. 이번에 생산되는 가스는 당분간 북미지역에서 판매될 예정이며 향후 LNG로 국내 도입도 검토할 예정이다.
또한 공사는 2010년 2개, 2011년에 총 10개의 시추공으로부터 가스를 추가로 생산할 예정이다.
혼리버 지역의 키위가나 광구도 2011년 4분기 중 본격 생산에 들어갈 예정이다.
가스공사는 3개의 광구로부터 향후 40년 동안 약 1.2Tcf(2,500만톤)의 가스를 생산·판매할 것으로 기대하고 있다.
■몽골 CBM사업
한국가스공사는 비전통가스 중 하나인 석탄층 메탄가스(CBM: Coal Bed Methane) 사업을 추진하고 있다.
가스공사와 몽골 정부(자원에너지부 연료정책국, 석유청)는 지난 7월 12일 몽골 내 석탄층 메탄가스를 개발해 에너지로 활용하기 위한 공동연구 협약 및 탐사계약을 체결했다.
본 계약 체결 후 몽골 울란바트로 시내 인근의 날라이 탄광지역에서 CBM개발 잠재력을 확인하기 위한 탐사시추 및 시험생산을 실시할 계획이다. 생산된 가스는 DME 또는 CNG형태로 전환돼 시범보급을 추진할 예정이다.
이를 위해 공사 가스공사 연구개발원과 한국지질자원연구원은 정부에서 주관하고 있는 에너지자원 기술개발 연구사업에 공동으로 참여해 관련 기술개발을 추진하고 있다.
가스공사는 지난해 4월 ‘한·몽 양국 간 가스분야 협력 사업’ 논의를 시작해 몽골의 CBM탐사 및 개발을 통해 생산된 메탄가스를 공해가 심한 울란바타르시 등에 공급하기 위한 협력사업을 추진해 왔다.
공사의 천연가스 기술 및 자원개발 기술을 접목함으로써 한-몽 정부 간 상호 우호적 협력분위기 조성에 기여하고 CBM개발기술 국산화를 통해 경제성 극대화를 도모하는 해외 자원개발 신사업 모델을 제시함과 동시에 해외 자원개발권 확보 및 온실가스 공동사업인 CDM연계사업 추진으로 해외자원개발 및 녹색성장의 일익을 담당할 계획이다.
CBM은 석탄의 근원인 식물이 지하에서 석탄화 과정 동안에 생성돼 석탄에 흡착돼 있는 가스로 메탄가스(CH4)를 95% 이상 함유하고 있다. CBM은 전 세계적으로 약 25조톤 가량 부존돼 있는 것으로 보고되고 있으며 이에 포함된 메탄가스 양은 LNG 환산 800억~1,400억톤으로 추정된다.
몽골의 경우 총 석탄 매장량은 1,500억톤으로 추정되며 동부 지역에는 아역청탄, 갈탄, 중서부 지역에는 역청탄이 매장돼 있으나 아직까지 CBM탐사가 이뤄지지 않아 전체적인 매장량 추정은 어려운 실정이다.
다만 Hattarbagtai와 Nuursthogor탄광에 1,050만톤, Tabantolgoi 탄광에 약 970만톤 정도의 CBM이 매장돼 있는 것으로 보고되고 있으나 관련기술 사업이 이뤄진 적은 없다.
이에 따라 막대한 석탄부국인 몽골과 공사의 CBM자원개발 및 DME를 포함한 천연가스 기술 접목을 통해 양국 발전의 막대한 시너지 효과의 유발이 가능하다. 특히 공사의 비전통에너지 자원개발 및 기술선도 전략에 첨병 역할을 할 것으로 기대된다.
■비전통가스 개발기술 확보
비전통가스 개발을 위해선 수평정 시추, 수압 파쇄 등의 첨단기술이 필요하다. 가스공사도 첨단기술 확보를 위해 적극 나설 계획이다.
가스공사 연구개발원은 지난 10월20일 호주 퀸즈랜드 대학과 비전통 가스자원 분야 연구기술협력에 관한 MOU를 체결했다. 이번 MOU 체결을 통해 연구인력 및 전문가 교환, 국제 공동연구 수행, 인력자원 개발 및 교육훈련, 국제회의 및 세미나 공동 개최, 정보교환 및 기술이전, 연구시설 공유 및 전문가 컨설팅 등을 추진하게 된다.
비전통가스자원 분야의 선도적 기술을 보유하고 있는 호주 퀸즈랜드 대학과의 연구기술협력으로 가스공사는 현재 기술도입단계에 있는 비전통가스자원개발 분야 국내 기술 수준의 향상과 관련분야에서의 해외 네트워크 구축을 통해 가스공사의 비전통에너지자원개발의 사업경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
가스공사는 이번 MOU 체결 후속 1단계 과제로서 석탄층 메탄가스 회수증진 기술(ECBM: Enhanced Coal Bed Methane) 분야에서 2011년부터 2년간 퀸즈랜드 대학과 국제공동연구를 수행할 계획이다. 이후 점차 협력범위를 넓혀 호주 퀸즈랜드 대학 내에 ‘가스공사 부설 공동연구센터’를 설립할 것을 검토할 예정이다.
미래 에너지원으로 발전 잠재력 크다
비전통가스는 일반적인 석유가스자원에 대비되는 개념으로 유체 유동능력이 떨어지는 대량 부존 석유가스자원을 말하며 유형에 따라 상업화 정도가 다양하다. 비전통가스에는 가스하이드레이트, 석탄층가스(CBM), 셰일가스, 치밀가스, 오일샌드, 오일셰일이 있다.
비전통가스 자원개발 현황
■ 가스하이드레이트
가스하이드레이트(Gas Hydrate)는 0℃ 26기압, 10℃ 76기압 등의 저온·고압 하이서 주성분인 물분자 사이에 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등의 저분자 탄화수소 및 N2, CO2 등의 가스가 포획돼 얼음 형태의 고체상 격자구조로 형성된 결합체다.
가스하이드레이트는 가스의 주성분이 90% 이상 메탄가스로 구성돼 있어 메탄하이드레이트로 불린다. 외견상 드라이아이스와 유사해 ‘불타는 얼음’이라고도 불린다. 통상 수 백 미터 이상의 심해저 퇴적층 혹은 육상 동토층에 존재하며 가스하이드레이트가 해리돼 가스화할 경우 170배의 부피로 팽창된다.
전세계에 약 10조톤(LNG 환산톤 기준)의 가스하이드레이트가 매장돼 있는 것으로 추정되며 이는 350~3,500년간 전 세계 에너지수요를 공급할 수 있는 양이다.
미국은 연방정부 주도 하에 에너지성에서 2단계(1982~1991년, 2001~2010년) 10개년 개발 프로그램을 추진했다. 2015년 상업생산(육상 알라스카)을 목표로 하고 있다. 미국의 가스하이드레이트 원시매장량은 9,066조㎥로 미국 천연가스 매장량의 1,800배에 달한다.
일본은 경제산업성 주도 하에 메탄 하이드레이트 개발 프로그램(MH21)을 운영(2001~2016년/연간 100억엔 이상)하고 있다. 일본의 가스하이드레이트 매장량은 35조㎥로 연간 천연가스 사용량의 약 460배에 달하며 2008년 압력 감압만으로 장기 시험생산에 성공한 바 있다.
최근 캐나다, 중국, 인도, 호주 등도 관심을 갖고 활발하게 가스하이드레이트 개발을 진행하고 있다.
국내의 경우 2005년 산업자원부(현 지식경제부) 주관 하에 가스하이드레이트 개발사업단이 설립돼 한국가스공사(2000~2004년), 한국석유공사(2001년 10월~2004년 6월), 한국지질자원연구원이 공동으로 동해안 물리탐사 및 시추를 통해 동해안 심해에 가스하이드레이트가 부존돼 있음을 확인했으며 약 8억톤 이상의 부존량(국내 30년분 소비량)이 있는 것으로 추정된다.
우리 정부는 2004년 6월 가스하이드레이트 자원개발사업 기본계획(2005~2014년)을 수립해 사업을 추진 중이다. 2015년 상업생산을 목표로 하고 있다.
■ 석탄층메탄가스
전세계의 석탄 매장량은 약 25조톤, CBM 매장량은 1,300~5,500억톤(LNG환산)으로 추정된다. 미국의 석탄 매장량은 3조7,900억톤, CBM 매장량은 400조ft3(LNG 환산 88억톤)이다. 미국은 1994년 8,580억ft3(미국 가정용 가스소비량의 5%), 2004년엔 1조7,500억ft3(미국 가스생산량의 9%)의 CBM을 생산했다. Sanjuan basin, Warrior basin이 최대의 CBM 생산지다.
중국의 석탄 매장량은 4조톤, CBM 매장량은 1,060~2,800조ft3(LNG 환산 230~610억톤)이다. 1996년 CBM 개발을 총괄하는 CUCBM을 설립해 요녕성 부신, 산서성 진성에서 상업적 CBM을 개발해 이용하고 있다. 현재 약 11억4,500만㎥의 CBM을 이용하고 있다.
호주의 석탄 매장량은 1조7,000억톤(세계 4위 석탄 생산국), CBM은 2억3,000만톤(LNG 환산)으로 추정된다. 호주의 CBM 생산량은 2008년 기준으로 연간 293만톤, 일일 7,542만톤이다. CBM이 호주 동부지역 가스수요의 25%를 공급하고 있다.
국내의 경우 한국가스공사가 CBM을 이용한 몽골 그린에너지사업, 호주 Blue Energy 및 GLNG 투자사업을 진행하고 있다.
■ 셰일가스
셰일가스(Shale Gas)는 셰일층 내 유기물에 흡착된 가스로 동상 200~8,000ft 사이의 심도에 존재한다. 생산성이 양호한 셰일층의 두께는 300~600ft. 셰일층 내 수압파쇄 등의 인공 자극법에 의해 가스의 유동경로를 만들어 흡착된 가스를 탈착하는 방식으로 개발한다.
셰일가스는 퇴적면을 따라 얇고 균열되기 쉬운 특성 때문에 수직시추를 통해서는 경제적인 생산량을 얻기 어렵고 대부분 수압파쇄 수평정을 통해 생산한다.
수평수압파쇄 가스정은 기술개발이 가스시장의 판도를 바꾼 대표사례로 최근 수평정 시추와 수압파쇄기법이 동시에 적용되고 있다. 수평정 시추공(길이: 1~2km)당 4~15개 지점에서 수압파쇄를 수행해 회수율이 크게 증가(12%→50%)했다. 가스가격을 5달러로 가정할 경우 IRR은 30% 이상으로 향후 가스가격의 상승 정도에 따라 수익성이 크게 개선될 수 있는 여지가 있다.
미국의 추정 부존량은 500~1,000Tcf로 1980년대부터 상업적 생산을 본격화했다. 미국의 총 가스 생산량의 9.5%를 차지한다. 유럽의 경우 독일, 폴란드, 헝가리가 시추하고 폴란드가 개발하는 방식이다. ENI, OMV, Total, Shell, BP 등 메이저사들이 유럽 내 셰일가스 개발을 추진하고 있다.
중국의 추정매장량은 100Tcm, 가채매장량은 26Tcm이다. 중국은 2004년 셰일가스 조사를 시작했으며 2009년엔 미국과 셰일가스 자원개발지원을 체결했다.
국내의 경우 한국가스공사가 캐나다 키위간(셰일가스), 잭파인과 노엘(치밀가스) 광구를 개발하는 캐나다 기업 EnCana의 광구지분 50% 이상을 인수했다. 2010년말 시험생산을 거쳐 2011년 상업생산을 시도할 예정이다.
■ 치밀가스
치밀가스(Tight Gas) 저류층은 통상 유체투과도가 0.1md 이하로 주로 가스를 배태한다. 주로 Multi-layered 시스템으로 층별 두께가 얇아 구간별 수압파쇄를 통해 생산된다.
치밀가스는 쇄설성 혹은 탄산염 퇴적환경에서 주로 발견된다. 세계적으로 미국과 캐나다에서만 ‘basin-centered gas’ 또는 ‘continuous gas’라는 이름으로 최근에 개발되고 있다. 매장량은 풍부하지만 수압파쇄 등의 인공 자극법에 의해서만 개발이 가능하다.
치밀가스 저류층은 지역적으로 광범위하나 경계가 불명확(연속적 형태로 분포)하다. 매우 낮은 유체투과로 회수율이 매우 낮다.
미국의 치밀가스 부존량은 1,200Tcf 이상으로 생산량이 가장 많으며 총 가스 생산량의 약 24% 이상을 차지한다. 캐나다는 부존량이 1,300Tcf 이상으로 85~113 mcm/day를 생산한다.
비전통가스산업 전망
현재 석탄층메탄가스, 셰일가스, 치밀가스 등 비전통가스 자원개발 이용은 주로 미국 및 캐나다가 주도하고 있으며 상업화에 성공한 국가다.
최근 캐나다, 호주, 중국, 몽골 등 석탄자원부국에서 CBM에 대한 관심고조 및 정부차원의 개발을 중시하고 있다.
특히 교토의정서 발효 이후 온실가스 배출 규제와 배출권거래 시행이 공식화되면서 석탄보유국들은 국제 온실가스 배출규제에 대처하고 에너지자원 확보 차원에서 CBM 개발에 접근하고 있어 향후 발전 잠재력과 개발 가능성이 매우 큰 시장으로 평가되고 있다.
셰일가스의 경우 미국 내 천연가스 매장량의 1/3 정도인 175조㎥가 셰일가스로 추정된다. 미국 천연가스 생산량의 9.5%를 셰일가스가 담당하고 있으며 2035년에는 전체 생산량의 24%를 점유할 것으로 전망된다.
시추, 생산설비 및 파이프라인 등의 인프라가 잘 발달된 북미지역과 달리 유럽이나 중국 등과 같이 인프라가 상대적으로 빈약한 지역에서 단기간에 셰일가스 생산량을 크게 증진시킬 수는 없을 것으로 전망되나 글로벌 에너지기업의 적극적인 참여로 문제 해결 여지가 있어 셰일가스의 비용 구조에 영향을 미칠 것으로 예측된다.
가스하이드레이트는 전 세계적으로 상업적 생산기술이 개발되지 않아 상업생산까지는 아직도 상당한 기간이 필요한 것으로 보이나 잇따른 시험생산 성공으로 기술개발 진척도가 빠르게 진전되고 있다.
특히 약 10조톤이라는 막대한 부존량은 여전히 미래 주요 에너지원으로서 잠재력을 보유한 산업으로 평가된다.
Wood Mackenzie의 보고에 의하면 CBM, 셰일가스, 치밀가스 등 비전통가스산업은 향후 10년 내 천연가스 생산량의 2배에 달할 것으로 예측하고 있다.
에너지자원의 해외 의존도가 높은 국내의 경우 비전통가스 자원개발을 추진하는 것은 경제성 이외에도 에너지 자주개발율에 일조하고 기술개발 선점이라는 의미가 있다.