오일샌드

오일샌드

오일샌드(oil sands, tar sands, bituminous sands)는 원유를 포함하는 모래 혹은 사암(砂巖)으로 비투멘(bitumen, 석유로 변환되는 타르(tar)같은 물질)과 같은 중질유가 10%정도 함유되며 나머지는 모래·점토가 85%, 그리고 물이 5%정도로 구성되어 있다. 보통은 이러한 물질들이 섞여서 자연상태로 노천에 깔려 있으며 보통 2톤의 오일샌드에서 대략 1배럴 가량의 원유를 생산할 수 있는 것으로 알려져 있다.

전세계적으로 오일샌드는 베네수엘라를 제외하고는 거의 대부분이 캐나다의 알버타(Alberta)주와 사스카치안(Saskatchewan)주에 막대한 양이 매장되어 있다. 특히 알버타주의 아사바스카(Athabasca)지역, 콜드레이크(Cold Lake)지역 및 피스리버(Peace River)지역이 대표적인 오일샌드 매장지역으로 개발지역의 원시 부존량만 해도 약 840억 배럴에 이르고 있다. 미국이 2005년 한해 캐나다로부터 수입한 양을 하루 소비량으로 환산시 일일 150만 배럴분 정도 소비하였는데 이를 감안하면 150년 가까이 쓸 수 있는 매장량이다.

개요

오일샌드는 말 그대로 흙 속에 포함된 석유이다. 즉, 지하에서 생성된 원유가 지표면 근처까지 이동하면서 수분이 사라지고 돌이나 모래와 함께 굳은 원유이다.

1975년 캐다나 지질학자에 의해 발견된 이후 Great Canadian Oil Sands 개발 프로젝트 등을 통해 2000년대 이후 석유메이저 시장에 진입한 오일샌드는 원유를 포함한 다공질 사암을 의미한다. 원유가 천연 아스팔트화되어 있는 것은 타르샌드(tar sand)라 한다. 액체 상태인 일반 유전과 달리 오일샌드는 석유가 점토와 모래에 달라붙어 있는 유전이다. 따라서 오일샌드는 매장 원유와 달리 흙에서 석유를 채굴하는 별도의 추출 및 정제 과정이 필요한데, 그 작업 비용이 많이 들어 생산단가가 높은 탓에 실용화되지 않은 채 수십 년간 방치되어 왔다. 그러나 1973년 제1차 오일쇼크 이후 오일샌드는 석유를 대신할 화석연료의 하나로 주목되면서 원유 대체자원으로 급부상하였다. 2000년 이후 고유가가 지속되고 대규모 분리공정기술이 도입되면서 오일샌드 개발이 활발해졌다. 우리나라의 한국석유공사도 해외 자주개발 원유 확보 차원에서 1999년경부터 오일샌드 개발사업 참여를 추진해오고 있다.

전 세계적으로 2조5000억 배럴이 분포되어 있는 오일샌드는 주로 캐나다와 미주 지역에 분포해 있다 . 특히 캐나다 서부의 엘버타(Alberta) 주 보리얼(Boreal) 산림지역에 대량으로 분포하여, 캐나다의 중심 자원으로 발돋움하고 있다.

하지만 오일샌드에서 정제한 석유는 일반 석유에 비해 사용할 때 배출되는 이산화탄소의 양이 5~15% 더 많고, 오일을 분리하기 위해 사용된 막대한 양의 물이 폐수로 바뀌어 심각한 수질오염을 일으키기 때문에 환경론자들의 심한 반대를 받고 있다.

또 세계 석유회사들의 캐나다 석유개발 투자 초점이 오일샌드에서 셰일로 이동하고 있는 추세로 나타났다. 오일샌드 생산량은 현재 증가 중이지만 그 증가폭은 축소 추세에 있다. 올해 생산량은 30만b/d에 달할 것으로 예상되지만 2021년에는 4만 2000b/d에 불과할 것으로 보인다. 특히 2018년 캐나다 30대 기업의 자본투자비 예산은 셰일 개발에만 전체 예산의 44%인 U$100억이 편성돼 오일샌드의 U$81억을 초과할 것으로 보인다. 석유회사들의 셰일 오일ㆍ가스개발 투자는 오일샌드 성장 정체, 오일샌드 비튜멘을 송유관에 흐르게 하기 위한 희석제(diluent)의 공급 부족, 아시아 국가의 LNG 수요 증대로 공급부족이 예상됨에 따라 태평양을 통한 LNG 수출에 대한 기대 등이 복합적으로 작용한 것으로 보인다.

캐나다 최대 광산개발 기업이 10년 가까이 진행해온 오일샌드 개발의 포기를 선언했다. 쥐스탱 트뤼도 정부의 탈탄소화 정책이 영향을 끼쳤다는 분석이지만, 오일샌드 산업이 점차 위축되고 있음을 반증하는 결정이었다는 평가도 나온다.

생산

설명

오일샌드도 기원은 전통오일과 같다. 하지만 오일샌드는 근원암에서 발생한 오일이 이동하거나 한곳에 머물다가 주변 미생물들이 오일의 가벼운 탄화수소를 분해하는 '생물분해'과정을 거치면서 무거운 탄화수소만 남아 생겨난 것이다.

일반적으로 오일샌드의 생산방법은 저류층의 심도에 따라 노천채굴법과 지하회수기법으로 구분된다. 오일샌드 매장량의 20%는 얕은 심도에 위치해 노출채굴법으로 생산하고 80%는 심부에 위치하여 지하회수기법을 통해 생산하고 있다. 노천채굴법은 가장 오래된 오일샌드 개발 방식으로 오일샌드 저류층 위의 토양을 걷어내고 노천에서 직접 굴삭기로 퍼내는 방식이다. 채굴된 오일샌드는 거대한 트럭을 통해 정제시설로 옮겨진다. 그 곳에 따뜻한 물을 이용해 비투멘의 점성도를 낮추어 모래와 분리하는 작업을 거쳐서 우리가 사용하는 석유로 거듭난다. 지하회수기법은 오일샌드가 지하 깊은 곳에 위치한 경우 사용하는 방법으로, 오일샌드 저류층까지 파이프를 박아 뜨거운 수증기를 주입한 후 비투멘의 점성도를 낮추어 추출해내는 방식이다. 이 경우 비투멘만 생산하기 때문에 모래와 분리하는 작업보단 정제시설을 거쳐 처리 후 유통된다.

한편, 오일샌드를 추출하는 과정에서 뜨거운 수증기를 만들기 위해 사용하는 천연가스에 대한 비용 부담 문제와 오일샌드 개발 과정에서 발생하는 온실가스 배출이 환경문제를 유발한다는 지적이 있어, 앞으로는 이러한 문제들을 해결할 수 있는 신기술 개발이 필요한 상황이다.

수송

캐나다 오일샌드는 생산보다 수송이 더 큰 이슈이다. 캐나다에서 생산되는 원유의 대부분은 유조화차, 송유관, 철도 등을 통해 미국에 수출된다. 그러나 캐나다 내의 정제시설 용량과 송유관 수송량 부족 문제로 생산은 되고 있으나 미국으로의 수출이 원활하지 않은 병목현상(Bottle Neck)이 발생한다. 그에 따라, 원유재고가 쌓이고 판매단가가 낮아지게 되는 문제가 발생한다. 미국으로 가는 송유관을 많이 설치하면 되겠지만 이 또한 환경 규제가 심한 캐나다 정부의 승인을 얻기가 쉽지 않아 속시원한 해결이 요원하다. 결국 국제유가(WTI) 대비 캐나다 내 판매단가(Western Canada Select)가 심하게 낮아져서 알버타 주정부가 '19년 1월부터 의무적 감산지시를 내리기도 하였다. 오일샌드는 생산단계 만큼이나 수송단계에서도 움직이기 어려운 자원이다.

참고자료

• 〈오일샌드〉, 《두산백과》
• 〈오일샌드〉, 《시사상식사전》
• 김수현 기자, 〈이젠 옛말 돼버린 '검은 황금' 오일샌드 개발 붐〉, 《머니투데이》, 2020-02-26
• 김진오 기자, 〈캐나다는 '오일샌드에서 셰일로 투자 이동'〉, 《에너지신문》, 2018-05-16
• 오일드림, 〈움직이기 너무 어려운 오일샌드〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-25

같이 보기

• 셰일오일
• 셰일가스

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