안정적 에너지ㆍ자원 확보 위해 해양 개발은 필수 | 나라경제

특집

안정적 에너지ㆍ자원 확보 위해 해양 개발은 필수

임종세 한국해양대 에너지자원공학과 교수 2013년 04월호

근래 들어 전 세계적으로 육상자원의 한계가 드러나기 시작하면서 해양에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 전략 광물자원과 석유ㆍ천연가스와 같은 인류의 삶과 직결되는 에너지ㆍ자원의 경우 지속적으로 증가하는 수요를 충당하기 위해선 해양 개발이 필수적이라고 할 수 있다. 최근 해양 탐사ㆍ개발ㆍ생산 기술을 비롯한 해양 특수선박 및 플랜트 기술의 급속한 발달과 고도화에 따라 해양 에너지ㆍ자원에 대한 접근성과 이용가능 범위가 확대되고 있다.

현재 전 세계가 관심을 갖고 있는 해양 에너지ㆍ자원으로는 심해저 망간단괴, 해저열수광상, 해양 석유ㆍ천연가스, 해양 가스하이드레이트 등이 있다. 이 글에선 대표적 해양 에너지ㆍ자원의 개발 동향에 대해 살펴보고자 한다.

세계 7번째로 태평양 망간단괴 광구 확보…총채광가능량 3억톤

첫째, 심해저 망간단괴다. 중국, 인도 등 신흥국의 경제성장에 따라 광물자원의 수요는 급격히 증가하고 있으며 유엔환경계획(UNEP)은 2050년 전 세계 광물소비량은 현재 대비 3배 이상 증가할 것이라고 예측한 바 있다. 이와 같이 광물 수요의 급증으로 인한 육상 광물자원의 고갈 문제를 해결하기 위해 해양 광물자원인 망간단괴, 망간각, 해저열수광상 등이 대안으로 떠오르고 있다. 이 중 망간단괴는 망간, 철, 니켈, 구리 등 40여종의 유용금속이 함유돼 있고 대부분 수심 4천~5,500m의 심해저에 부존돼 있다.

우리나라는 2002년에 국제해저기구(ISA)에서 태평양 C-C (Clarion-Clipperton) 해역의 7만5천km2를 단독개발광구로 승인받아 세계에서 7번째로 태평양에서 망간단괴 광구를 확보한 국가가 됐다. C-C 해역의 망간단괴 부존량은 5억1천만톤이고 총채광가능량은 3억톤으로 예상하고 있다. 연간 300만톤을 생산할 경우 100년간 개발할 수 있는 양으로 연간 1조원의 광물자원 수입대체효과를 기대할 수 있다.

망간단괴와 더불어 해저열수광상은 금, 은, 동 아연 등 유용금속자원이 다량 함유돼 있는 광물자원으로, 해저에 스며든 해수가 마그마의 영향으로 유용금속을 함유한 열수광화용액으로 만들어지고 순환되는 과정에서 형성되는 광상이다. 수심 2천m 이내에 부존하기 때문에 다른 해양자원에 비해 기술적ㆍ경제적으로 개발이 쉬워 가장 먼저 실용화될 것으로 예상된다.

국내에선 2000년부터 2004년까지 남서태평양에 대한 광역탐사 실시로 해저열수광상 및 망간각 개발 유망지역을 선정했고, 2005년부터 2010년까지 독점적 탐사권 확보를 추진했다. 그 결과 통가 배타적경제수역(EEZ) 해저열수광상 독점광구, 피지 EEZ 해저열수광상 독점광구에 이어 2012년 인도양 공해상에 제주도 면적의 5.4배에 달하는 해저열수광상 독점탐사광구를 획득했다. 이는 중국, 러시아에 이어 3번째로 공해상의 해저열수광상 독점광구를 확보한 것이다. 통가 해저열수광상의 경우 올 3월부터 탐사시추 작업을 수행할 예정이다.

다음은 해양 석유ㆍ천연가스다. 세계적으로 개발된 대부분의 해양 유ㆍ가스전은 육상에서 해저로 연결되는 대륙붕에서 발견됐으나 최근 수심 1천m 이상의 심해저에서도 석유개발이 이뤄지고 있으며, 현재 소비되는 석유의 30%가량이 해양 유전에서 생산되고 있다.

국내의 경우 석유의 대부분을 해외에 의존하고 있어 안정적 확보 방안으로 국내 대륙붕 탐사와 해외 석유개발사업을 적극 추진하고 있다. 이러한 노력의 결과로 울산 앞바다 남동쪽 58km 지점에 위치한 국내 유일의 천연가스 생산지역인 동해-1 가스전은 2004년부터 연간 약 40만톤의 천연가스를 생산하고 있으며 하루 평균 생산량은 천연가스가 5천만 입방피트이고 초경질유(컨덴세이트)는 1천배럴 정도다.

이와 함께 해외 해양 석유개발사업도 활발히 진행하고 있다. 현재 한국석유공사는 베트남 11-2 광구에 대한 광구권을 직접 취득해 운영 중이고, 15-1 광구의 경우 공동운영으로 석유개발 사업을 추진 중이다. 베트남 15-1 광구는 탐사단계부터 참여해 우리 기술진이 발견에 성공한 사례로 2003년 세계 최대 유전 가운데 하나로 선정돼 우리나라의 기술력을 세계에 입증할 수 있는 계기가 됐다. 11-2 광구는 국내 기업이 해외에서 처음으로 단독 개발에 성공한 사례로 생산시설도 국내 업체에서 건설하면서 우리의 석유개발 역량을 보여주는 기회가 됐다. 한국가스공사의 경우 이탈리아 ENI사와 지분참여 계약을 체결하고 모잠비크 해양 광구에서 가스전 개발에 참여해 2011년 9월부터 2013년 1월까지 약 15억톤 규모의 초대형 천연가스전을 발견한 바 있다.

동해 울릉분지에 6억톤 이상 가스하이드레이트 부존

끝으로, 해양 가스하이드레이트다. 가스하이드레이트는 천연가스가 저온, 고압하에서 물 분자와 물리적으로 결합해 형성된 고체 상태의 결정으로, 주 구성 성분인 메탄은 연소 시 이산화탄소를 적게 배출하는 친환경적 특성을 가지고 있다. 전 세계적으로 부존된 가스하이드레이트는 약 10조톤에 이르는 것으로 추정된다. 근래 전 세계적 에너지 수요 증가와 더불어 수급 불균형 현상이 심화되고 있고 이에 대한 해결책으로 막대한 부존량과 청정 에너지원으로서 높은 잠재력을 지닌 가스하이드레이트가 기존의 천연가스를 대체할 새로운 에너지자원으로 주목받고 있다. 이러한 가스하이드레이트는 캐나다의 매켄지 삼각주(Mackenzie Delta) 지역, 러시아의 서시베리아 지역, 미국의 알래스카 노스슬로프(North Slope) 지역 등의 영구동토지역과, 일본의 난카이(Nankai) 해구 및 미국의 멕시코 만과 같이 수백미터 수심 이상의 심해 미고결 퇴적층에 광범위하게 분포하고 있는 것으로 알려져 있다.

최근 알래스카에서 석유개발기업인 코노코필립스(ConocoPhillips)사 주도로 가스하이드레이트 치환생산기법의 현장 실증시험이 세계 최초로 성공한 바 있다. 일본은 1994년에 이미 자국 내 가스하이드레이트 부존량 평가를 완료했고 지속적으로 가스하이드레이트 개발ㆍ생산기술 연구에 역량을 집중시켜 왔다. 최근에는 자국 내 난카이 해구 지역에서 세계 최초로 해양 가스하이드레이트 시험 생산에 성공해 2018년까지 상용화 기술을 확보하는 것을 목표로 하고 있다.
국내의 경우 동해 울릉분지에 약 6억톤 이상 가스하이드레이트가 부존돼 있을 것으로 추정하고 있으며 이를 국내 연간 천연가스 소비량으로 환산 시 약 30년간 사용할 수 있는 것으로 보고된 바 있다. 2007년 1차 시추를 통해 국내 최초로 가스하이드레이트 실물 채취에 성공했으며, 2010년에는 가스하이드레이트 부존량 평가와 시험생산 후보지 선정을 위한 목적으로 2차 시추작업이 수행됐다. 현재는 가스하이드레이트 생산시험 설계와 생산기법 도출을 위한 연구가 진행 중이다.

우리나라는 에너지 소비의 수입의존도가 97%로 매우 높아 에너지ㆍ자원과 관련한 국제정세 변화에 직접적으로 영향을 받을 수밖에 없는 것이 현실이다. 에너지ㆍ자원의 안정적 확보는 국가의 경제발전, 생산활동, 국민후생 등과 직결된다 할 수 있다. 부족한 에너지ㆍ자원을 확보하고 장기적 에너지ㆍ자원 공급체계의 확립을 위해 해양 에너지ㆍ자원 개발에 대한 투자와 관련 기술개발에 적극 나설 때다.

목록보기