최악의 온실가스 메탄 누출과 플레어링

최근 월스트릿저널(WSJ)이 보도에 따르면, 온실 가스 대기 유출 방지를 위한 기술이 유정 시설에서 설계대로 작동하지 않고 있어 석유나 천연가스 시추 시 발생하는 메탄 배출량이 기존 추정치보다 훨씬 높을 것이라고 보도했다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC) 보고서에 따르면, 메탄의 단기적 온실효과는 이산화탄소의 80배에 달하기 때문에 온실효과가 가장 강력한 '최악의 온실가스'로 꼽힌다.

‘플레어링(flaring)’ 기술은 스토브의 파일럿 라이트가 가스를 태우는 것과 같이 유정 시설에서 새는 천연 가스를 태우는 것과 관련이 있다. 실제 연구에서 미국의 4개 주에서 약 300개의 플레어를 테스트했는데 상당수의 플레어가 꺼져 있거나 비효율적으로 작동되고 있는 것으로 나타났다. 천연 가스의 주 성분인 메탄 연소시설에서 배출되는 배출량이 미국 환경보호국(EPA)의 기존 추정치보다 5배나 많은 것으로 나타났으며, 이는 미국 석유 및 천연가스 생산으로 인한 전체 메탄 배출량이 이전의 미국 환경보호청(EPA)의 추정치보다 약 10%나 상회하는 결과였다.

<메탄 배출 방지를 위한 가스 플레어링(Gas flaring)>

[자료: ZUMA Press, WSJ 인용]

EPA에서 요구하는 표준은 98% 효율로 메탄을 감축하는 것인데, 연구에 따르면 실제 효율은 약 91%에 불과한 것으로 나타났다. 또한 캘리포니아 패서디나에 있는 비영리 단체인 카본매퍼(Carbon Mapper)에 따르면, 연간 약 50만 미터톤의 메탄이 미국 시설에서 플레어를 거쳤음에도 대기 중에 누출되고 있는 것으로 나타났다.

국제에너지기구(IEA)의 8월 보고서(9월 발표)에서는 2021년 유정과 가스정에서 발생하는 플레어가 전 세계에서 총 800만 톤의 메탄(이는 2억7000만 톤의 CO2에 해당하는 양)이 방출됐다고 밝혔다. 이는 전 세계적으로 143bcm의 천연 가스가 연소된 것으로 독일, 프랑스, 네덜란드로 수입되는 천연 가스의 총량과 맞먹는 수치다. 특히 IEA는 천연가스 가격이 최고치를 기록하고 있는 가운데 누출되고 있는 플레어(메탄)는 기후 변화 및 인간 건강에 부정적인 영향을 줄 뿐만 아니라 연간 550억 달러(MBtu당 US$10로 계산)에 해당하는 엄청난 낭비라고 지적했다.

<플레어링으로 인한 직접 CO2 연소 배출량 시나리오(1985-2030년)>

[자료: 국제에너지기구(IEA)]

메탄 배출 측정과 모니터링을 강화하는 기업들: BP & Shell 등

WSJ의 보도에 따르면 메탄은 육안으로 볼 수 없기 때문에 보통 적외선 카메라와 레이저로 누출을 감지한다. 가스는 유전, 파이프라인, 저장 시설 등 여러 부분에서 누출이 가능하기 때문에 에너지 회사는 기반 주변 시설의 항공 모니터링 수동 검사를 점점 더 강화하고 있다.

대표적으로 서부 텍사스의 BP PLC(영국 최대 기업이자 미국 엑슨모빌에 이어 세계 2위의 석유회사)는 메탄 탐지 장비가 장착된 무인 항공기(드론)를 통해 매월 유정 상공을 비행하며, 결함을 찾고 누출의 위치와 크기에 대한 정보 데이터를 생성 및 수집한다.

<BP 기업의 메탄 배출 모니터링 드론>

[자료: WSJ]

에너지 컨설팅 회사인 라이스타드 에너지(Rystad Energy)의 연구에 따르면, 2019년 Permian 지역의 BP에서 생산된 가스의 약 18%가 한 분기 동안 연소되거나 대기 중으로 직접 방출되었는데 이는 지역 전체 평균의 5%에 달하는 수치다. 이러한 이유로 BP는 가스를 태우는 대신 소비자에 더 많은 가스를 보낼 수 있는 새로운 가스 수집과 압축 시스템에 투자하고 있다.

또 다른 예로, 서부 텍사스 대규모 유정 그룹에서 석유와 가스 공급을 위한 중앙 처리 시설을 건설하고 있는 로열 더치 쉘(Royal Dutch Shell PLC)을 들 수 있다. 쉘은 시설 재정비를 통해 잠재적인 가스 누출 공간을 줄이고 석유에서 가스를 분리 압축해 산소를 제거 후 파이프라인을 통해 시장에 보내고 있다. 이러한 추가 인프라 활용 노력은 기업이 파이프라인의 사양에 부합하지 않은 가스가 배출되거나 연소될 우려를 최소화하는데 도움이 되고 있다. 뿐만 아니라 더 많은 회사가 메탄 배출을 모니터링함에 따라 누출 감지와 관리에 중점을 둔 여러 신생 기업들도 생겨나고 있다. 캘리포니아 마운틴 뷰에 본사를 둔 카이로스 에어로스페이스(Kairos Aerospace)는 지상에서 약 3000피트 상공에 소형 비행기를 비행시켜 더 큰 메탄 방출을 식별하는 전문 기업이다. 일반적으로 Permian에서 하루에 150평방 마일 이상을 횡단하는데, 이를 통해 수집한 데이터를 Pioneer Natural Resources Co와 같은 시추업체에 판매해 수익을 창출하고 있다.

때로는 환경 운동가들이 기업들의 메탄 배출에 대한 누출 기록을 감시하기도 한다. 환경 옹호 단체인 Earthworks의 관계자는 휴대용 적외선 카메라를 사용하여 석유 및 가스 기업들의 현장 누출을 모니터링하기 위해 거의 매달 Permian을 방문해 에너지 회사에 대한 관련 사례 영상을 주 정부에 제출하고 동영상을 게시해 대중의 관심을 환기 시키는 역할을 수행한다.

시사점

바이든 대통령은 2021년 스코틀랜드 글래스고에서 열린 기후 정상 회담에서 2030년까지 미국의 메탄 배출량을 30% 줄이겠다고 공약했다. 이후 미국, 중국, 브라질을 포함한 100여 개 국가들도 메탄 감축 서약에 가입했으며 석유 및 천연가스 생산에 대한 규제 강화 노력이 계속되고 있다.

지난 8월 서명된 인플레이션 감축법(IRA)에도 석유 및 가스 생산 업체의 메탄 배출에 대한 미터톤당 900달러의 새로운 세금 조항과 경제 전반에 걸친 탈탄소 가속화를 위해 8억5000만 달러 규모의 메탄 배출 감소 인센티브 등이 포함되었다. 블룸버그 통신은 오피니언 섹션에서 기후변화 대응과 온실가스 감축에 메탄 감축이 핵심이라며 메탄 감축 정책과 규제 강화 목소리를 보도했다.

익명을 요구한 에너지 로펌 변호사 A씨에 따르면 “유정, 가스정, 파이프라인 및 기타 기반 시설에서 누출되는 메탄으로 인해 일부 사업자의 경우에는 2026년에 톤당 1500달러까지 요금이 인상될 수도 있다”며 “이산화탄소의 포집 기술과 온실 가스 배출량을 줄이는 노력이 앞으로 더욱 중요해질 것”이라며 유관 산업의 수혜와 발전을 전망했다.

미국 내 석유와 천연가스 산업에서의 메탄 배출 감축 정책과 기업들의 노력, 신생 기업들의 기술 발전에 이목이 집중된다.

자료: 미국환경보호청(EPA), 국제에너지기구(IEA), 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC), 월스트릿저널(WSJ), 불룸버그(Bloomberg) 등 현지 언론 보도 및 KOTRA 워싱턴 무역관 자료 종합