셰일오일

셰일오일(shale oil)은 퇴적암의 한 종류인 셰일(shale)층이 퇴적될 때 같이 묻힌 고대 생물들의 열과 압력을 받아 형성된 액체 탄화수소를 말한다. 셰일오일은 셰일가스나 석탄층 메탄가스 등과 함께 대표적인 비전통자원(Unconventional resources)으로 꼽힌다. 일반적으로 원유는 쥐라기와 백악기 때 형성된 지층에서 같이 퇴적된 생물들이 변형되어 화석연료가 된 것인데, 그 지층보다 더 아래쪽 지층에는 셰일층이 분포한다. 퇴적암의 한 종류인 셰일층에는 많은 양의 가스와 셰일오일이 형성되어 있는 것으로 조사되었지만, 원유에 비해 더 깊게 작업해야 하고 심부까지 시추하기 위해서 많은 기술이 필요하여 원유에 비해 개발 단가가 비싸다. 비록 아직은 원유를 대체할 정도까지는 아니지만 기술이 더 발전하여 생산단가가 맞을 경우, 석유와 석탄을 대체할 에너지 자원으로 각광받고 있다.

전 세계적으로 2조5700억 배럴의 셰일오일 및 셰일가스가 부존된 것으로 알려졌다.

개요

셰일오일은 오일셰일이라 불리는 암석에서 채취한 액체 탄화수소가 생성되는 곳에서 나온 케로신을 함유하고 있는 물질이다. 케로젠유(kerogen oil) 또는 유혈암유(oil-shale oil, 油頁巖油), 혈암유(頁巖油) 등으로도 불린다.

셰일오일은 전통적인 원유를 대체할 수는 있으나, 오일셰일로부터 셰일오일을 추출하는 일은 재정적인 면으로 보나 환경에 미치는 영향적으로 보나 원유 생산에 드는 비용보다 더 비싸다.

오일셰일 퇴적물들은 미국의 주요 퇴적 지대를 포함하여 전 세계적으로 분포하여 있다.

셰일오일 매장량은 러시아 1위, 미국 2위, 중국이 3위이다. 또한 리비아, 베네수엘라, 중국, 아르헨티나 등 세계 여러 곳에 분포해 있다. 셰일가스와 셰일오일의 매장량은 원유의 1/10 정도인 것으로 추정되며, 이는 2018년 현재 전 세계의 현재 석유 사용량을 기준으로 약 10년 정도 사용할 수 있는 양이다.

셰일오일 생산과정

• 수압파쇄법 : 고압의 물을 주입하여 지하의 암석을 파쇄하는 기술
• 수평시추법 : 셰일과 같은 퇴적층에 철근 콘크리트 관과 같은 관체 자체를 수평으로 밀면서 굴착하는 방법.

셰일오일 채굴방법

셰일오일은 전통적인 원유보다 훨씬 더 깊은 지하 3,000m의 암석층에서 뽑아내는 원유이다. 다시 말하면 셰일은 모래와 진흙 등이 단단하게 굳어진 퇴적암층을 뜻하고, 이러한 셰일 중 석유를 품은 셰일에서 뽑아낸 원유를 셰일오일이라고 한다(미디어에서는 셰일가스, 셰일오일을 구분하지 않고 넓은 의미로 사용하고 있지만, 추출 대상과 추출 방법에서 차이가 있다).

미국 셰일오일의 영향력

미국 원유생산량 및 수출물량

셰일오일 매장량 순위

셰일오일 개발이 본격화된 것은 2004년 미국 미첼에너지(Mitchell Energy)社가 수압파쇄를 통한 천연가스 개발 기술을 자체 개발, 적용해 채산성을 높인 이후였다.

미국 내 셰일 개발 사업 성장률이 가장 높은 곳으로는 텍사스 소재 퍼미안(Permian) 지역과 오클라호마 소재 아나다코(Anadarko Basin) 지역이 꼽히고 있다. 아나다코가 위치한 곳은 미국 내 셰일오일 개발지로 STACK 지역으로, SK이노베이션은 올해 3월, 미국 셰일 개발업체인 롱펠로우社(Longfellow Nemaha, LLC)의 지분 전량을 인수하며 STACK의 네마하(Nemaha) 생산광구를 추가 확보한 바 있다.

'셰일 혁명'은 미국이 에너지 자립을 가능하게 해주었다. 미국은 셰일 혁명을 통해 군사력과 달러화에 이어 세계 패권을 휘두를 새로운 무기를 얻었다. 셰일 혁명은 미국 경제 부흥에도 큰 효과를 가져왔다. 1차 셰일 혁명(2010년~2014년) 기간 동안 미국 셰일 개발 사업은 GDP $4,340억 증가, 일자리 270만개 창출, 세수 $1,110억 증가 등 직접적 효과를 거뒀다. 셰일오일을 원료로 한 화학공장을 지으려는 한국, 일본, 대만, 사우디 등 에너지화학 기업들의 미국 진출 역시 증가하고 있다.

셰일 혁명을 바탕으로 미국은 이란, 베네수엘라, 러시아 등 주요 산유국에 대해 동시 다발적으로 경제 제재를 가할 수 있게 됐다. 또한 도널드 트럼프 대통령은 '이란 핵협정' 탈퇴를 선언하고, 중동의 시한폭탄인 예루살렘을 이스라엘 수도로 인정했다. 전 세계 질서를 '신(新) 팍스아메리카나'로 다시 재편하고 있는 것이다. 그 배경에는 트럼프의 에너지 독립에 대한 강력한 의지가 있다. 당선 직후, 트럼프는 6대 국정기조 중 하나로 '미국 우선 에너지 계획(America First Energy Plan)'을 발표했다. 부존 셰일 자원개발과 인프라 투자 재원 활용, 환경 규제 철폐 등 적극적인 셰일 산업 부흥 정책이 이에 포함된다.

한편 2018년 8월, 미국의 하루 원유 생산량은 약 1,100만 배럴까지 증가하며, 19년만에 세계 1위 산유국 지위를 되찾았다. 현재 미국 원유 시장에서는 하루 10.5백만 배럴의 원유를 생산하고, 8백만 배럴의 원유를 수입하며, 하루 16.5백만 배럴 규모의 CDU를 가동하고 있다. 잔여 물량인 2백만 배럴은 수출한다.

2000년대 중반 미국 셰일오일, 셰일가스 개발이 상업화되며 전세계는 흥분에 빠졌다. 셰일오일과 셰일가스는 전 세계에 고루 분포되어 있는데다 매장량도 엄청나기 때문에, 에너지 패러다임이 완전히 변할 것이라는 전망이 다수였다. 하지만 20여년 가까이 지난 지금, 셰일자원의 수혜는 미국만이 누리고 있다. 매장량 측면에서는 중국이 세계 최대이지만, 전 세계에서 생산되는 셰일자원의 대부분은 미국산이다.

미국이 셰일의 혜택을 누리고 있는 이유에 대해 전문가들은 전통 석유개발(E&P) 강국인 미국이 셰일 개발 사업에 유리한 다양한 기술적, 경제적, 법적 기반을 갖추고 있기 때문이라고 분석한다.

구체적으로는 ▲장기간 축적된 석유개발 기술력, ▲풍부한 자금력, ▲정부 세제 혜택, ▲땅 주인(Land owner)에 대한 광물권 인정, ▲파이프라인 등 인프라 경쟁력, ▲셰일 개발에 필수적인 물 자원 접근성, ▲저인구 밀도지역의 개발 용이성 등이 성공 원인으로 꼽힌다.

셰일오일과 국제유가

국제에너지기구(IEA)가 밝힌 미국 셰일오일&셰일가스 생산 비중 예측자료(출처-statista)

셰일오일 매장량이 가장 높은 나라는 미국, 러시아, 중국 순으로 비중동지역 국가들이 상위권을 차지하고 있다. 특히 미국이 풍부한 매장량과 개발에 유리한 지리적 조건, 전통적으로 발전된 석유개발 기술을 바탕으로 셰일오일계의 선두주자로 나서자 전 세계 에너지 패권의 변동이 일어나기 시작했다.

2019년 9월 미국은 처음으로 석유 수입량보다 수출량이 앞서기 시작했고 원유 생산량은 하루 평균 1,200만 배럴을 돌파했다. 현재 에너지 독립을 넘어 에너지 패권까지 넘보고 있는 미국은 막대한 셰일오일 매장량을 기반으로 한 원유 생산으로 국제유가에 상당한 영향력을 끼치고 있다.

2012년을 기점으로 미국이 생산하는 셰일오일이 원유 시장에 본격적으로 공급되기 시작하면서 국제유가는 엄청난 하락세를 보이기 시작했다. 2014년 배럴당 100달러(두바이유)에 육박하던 유가는 2016년 30달러까지 떨어졌다. 물론 셰일오일이라는 하나의 변수가 국제유가를 폭락시켰다고 할 수는 없겠지만, 셰일오일 생산량 급증 시기와 맞물려 생각해본다면 셰일오일이 가장 강력한 변수였던 것은 틀림없다.

기존 산유국들은 자신들의 에너지 권력을 지키고 셰일오일에 대항하기 위해 원유 생산량을 증가시켜 유가를 하락시키는 유가 전쟁을 펼치기도 했다. 셰일오일의 생산 원가보다 낮은 유가를 지속해 셰일오일 산업 자체를 막으려는 시도였다.

하지만 발달하는 채굴 기술로 셰일오일의 생산원가는 더욱 감소했고, 오랜 기간의 저유가로 인해 오히려 기존 산유국들의 경제가 힘들어져 치킨 게임식의 유가 전쟁은 마무리됐다. 전 세계 에너지 권력의 흐림이 중동지역에서 미국으로 이동한 것이다. 현재 셰일오일의 생산원가는 약 40~50달러 초반으로 분석되고 있으며 국제유가에 따라 셰일오일 생산 업체들이 생산량을 조절하며 세계 원유시장에 공급하고 있다.

그런데 특이한 현상이 나타나고 있다. 2020년 하반기부터 유가는 회복세를 지속하면서 최근 배럴당 80달러를 돌파했다. 유가는 팬데믹 이전 수준을 넘어섰음에도 불구하고 셰일업계는 생산을 거의 늘리지 않고 있다. EIA(미 에너지정보청)에 따르면 2021년 3분기 미국 원유 생산량 일 1,106만배럴로 코로나19가 발생한 2020년 2분기 대비 약 3.6% 늘었을 뿐이다. 같은 시기 WTI 유가는 거의 3배(20년 4월 평균 28.5달러 - 21년 10월 평균 80.5달러)로 상승했다. 고유가는 증산을 통해 수익을 늘릴 수 있는 좋은 기회임에도 셰일 생산량은 2020년과 비슷한 수준인 것이다. 2021년 4분기에도 큰 폭의 생산량 증가는 없을 것으로 전망된다

지난 10년간 셰일이 유가 변동의 주요 요인이었던 이유는 그것이 전에 없던 새로운 물량이었기 때문이다. 기존에 없던 물량이 무서운 속도로 시장에 들어오면서 기존 질서를 흔들었다. 그러나 지금 셰일은 더 이상 굴러온 돌이 아니라 박힌 돌로 정착했다. 또한 이제부터는 현상유지만 해도 미국은 여전히 세계 최대의 산유국이다. 이젠 셰일기업은 더 이상 고위험, 고수익의 성장주가 아니라 사이클에 관계없이 일정한 생산과 수익을 유지하는 기업으로 변하려 한다.

참고자료

• 〈셰일 오일〉, 《위키백과》
• 〈셰일오일〉, 《두산백과》
• 주성원 기자, 〈한국, 사상 첫 ‘비전통 석유’ 셰일오일 유전 확보〉, 《동아일보》, 2011-03-22
• 〈셰일오일(Shale Oil) 알아보기〉, 《SK이노뉴스》, 2018-12-13
• 한화토탈, 〈셰일오일의 등장과 국제유가 영향〉, 《한화토탈공식블로그》, 2020-01-29
• 오일드림, 〈고유가에도 셰일오일 생산이 늘지 않는 이유〉, 《네이버 블로그》, 2021-11-10

같이 보기

• 오일셰일
• 셰일가스
• 원유
• 셰일혁명

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