셰일가스 채굴로 미래를 준비하는 덴마크

- 유럽 내에서 셰일가스 매장량이 많은 편 -

- 수력 파쇄를 비롯한 착공기술 관련제품 수요 늘 전망 -

□ 덴마크 에너지정책의 Game Changer로 부상한 셰일가스

 ○ 주요 성분이 메탄인 셰일가스는 동식물의 잔여물이 쌓여서 형성된 심토 셰일층에서 발견되는 천연가스이며, 오랜 시간이 지나 가스가 지층 내 구멍 사이를 흐르며 매장돼 있음.

  - 기존에 개발되는 천연가스와는 다른 지층에서 발견되는 셰일가스는 자원으로 인식되지 않았었지만 최근 경제적 가치를 인정받고 관심이 집중된 자원임.

  - 덴마크는 셰일 지층이 지하 약 4000m에서 발견되며, 주로 덴마크 Jylland 반도와 Sjælland의 북쪽에서 발견됨.

셰일 지층의 표면

자료원: Total E &P Denmark B.V. 홈페이지

 ○ 현재 덴마크는 덴마크 기후-에너지부의 관할 아래 프랑스에 본사를 둔 글로벌 에너지 기업인 Total과 덴마크 국영 천연가스 기업인 Nordsøfonden 합작으로 셰일가스 시험 채굴을 진행 중임.

시험 채굴이 진행 중인 지역

자료원: Total E &P Denmark B.V. 홈페이지

  - 미국 에너지부 산하 에너지 정보국의 2011년도 연구보고서에 유럽 국가 중 셰일가스 채굴 및 활용 가능성이 가장 큰 국가들 중 하나로 덴마크가 선정됐으며, 국제 지질 연구소인 GEUS 관계자인 Niels Hemmingsen Schovsbo에 따르면 덴마크 셰일층의 유기재 비율 수치(TOC)가 14%로 가스 채굴이 경제성을 가질 수 있는 최소 수치인 2%를 훨씬 넘는 수치라고 밝힘.

  - 셰일가스 시험 채굴은 2010년부터 2016년도까지 진행되며 총 3단계로 이루어짐.

덴마크 셰일가스 시험 채굴 계획

□ 가스 채굴 세부 기술 사항

가스 광구 설치 계획

자료원: Total E &P Denmark B.V. 홈페이지

 ○ 셰일가스는 지하 4000m로 이어지는 강관을 통해 채굴하는 것이며, 가스정(井)은 수직 또는 수평 선상으로도 설치될 예정임.

  - 4인치에서 36인치까지 다양한 길이와 직경의 튜브들이 투입되며 가스정(井)의 내부 벽면은 강관(casing)으로 돼 있음.

  - 가스정(井)과 튜브 사이는 시멘트로 채워져 가스정(井)이 심층토에 노출되지 않도록 함.

  - 대수층(帶水層)은 가스정(井)과 최소 3~4개의 강관으로 분리돼 있어 채굴 과정에서 불순물이 침투하지 못하도록 하며 동시에 표면으로 탄화수소가 유출되는 것을 막고자 함.

  - 가스정(井)의 지면에는 튜브를 보호하는 강관의 연결선 역할을 하며 원유 또는 천연가스의 원료가 될 탄화수소를 추출할 수 있는 시설을 설치함.

Hydraulic Fracturing(수력 파쇄) 기술

자료원: Total E &P Denmark B.V. 홈페이지

 ○ 수력파쇄기술은 북해지역의 석유 추출과정에서 이미 쓰이는 기술이며, 셰일 층의 가스 추출량을 최대로 늘릴 수 있는 기술임.

  - 셰일 지층 채굴은 기존 천연가스 채굴과는 달리 지층 투과성의 차이로 배수 공간이 제한적이기 때문에 가스 채굴을 위해서는 다수의 가스정(井) 필요

  - 물(90%)과 모래(9.5%), 그리고 첨가제(0.5%)로 이루어진 액체를 셰일층으로 투입해 지층에 금이 가도록 함.

  - 가스정(井) 한 개당 투입되는 물의 양은 1만~1만5천 ㎥로 이는 올림픽 규격 수영장 4개에 들어가는 물의 양과 같음.

□ 시사점

 ○ 덴마크 정부는 2050년까지 화석연료로부터 100% 독립하는 것을 목표로 하며 셰일가스 채굴은 이를 달성하기 위한 중요한 자원으로 인식됨.

  - 시험 채굴과정이 성공적으로 이루어질 경우 덴마크 내 셰일가스 채굴이 활발하게 이루어질 것으로 예상되며, 이에 따라 해당 산업 관련 제품들을 생산하는 국내 기업의 관심 필요

 ○ EU 집행위원회는 모든 회원국에 셰일가스 채굴을 허가했으나 프랑스는 채굴과정에서 발생할 수 있는 지하수 오염을 이유로 이를 금지한 만큼 환경 영향을 최소화할 수 있는 기술의 제품 수요가 있을 것으로 예상

자료원: 덴마크 에너지부처, Total 홈페이지, KOTRA 코펜하겐 무역관 자체 자료