하이라이트
서론
국제 원유 가격은 2014년 6월을 정점으로 배럴 당 115.7달러까지 상승하였다가 2014년 12월 초 에 배럴당 60불선이 무너지고 배럴당 50불로 거 래되고 있다. 국제 유가가 급격히 하락하는 것을 막기 위해 석유 수출국(OPEC)은 원유 감산을 시 도 하였으나 석유 최대 생산국인 사우디아라비아 의 반대로 원유 감산을 위한 합의를 보지 못하였 다. 이같이 원유 가격의 급격한 하락은 세계 경제 에 큰 혼란과 영향을 미치고 있다. 일부 산유국은 석유 생산을 통한 세계 경제의 주도권을 장악 하 려는 의도를 보이고 있다. 또한 급격한 유가 하락 은 석유 생산자가 획득한 부의 이동이 원유 생산 자에서 원유 소비자로 이동함으로서 소비자의 구 매력이 상승하는 효과를 낳게 되며 또한 기업의 에너지 및 원료비용이 절감 될 것으로 기대된다.
반면 유가 하략은 러시아, 베네수엘라 등의 산 유국의 경제에 부정적인 영향을 미치고 있다. 이 처럼 원유 가격의 하락은 미국의 세일가스 생산이 급증한데도 원인이 있고 또한 유럽과 아시아 지역 의 불경기와 경기 회복이 늦어지면서 원유 수요는 회복되지 않고 공급 과잉과 수요 감소도 한 원인 을 제공하고 있다. 국제 유가 하락은 우리나라 경 제 성장에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 그러나 저유가가 지속되면 경제성장에 제약을 줄 가능성 이 있다고 전문가들은 우려하고 있다. 또한 유가
하락의 효과를 극대화하기 위해서는 내수 활성화 대책이 마련되어야 한다고 보고 있다. 앞으로 유 가는 계속 하락 할 것인지에 대한 예측은 산유국 들의 경제 현황, 새로운 유전의 발견, 중동 지역의 정치적인 안정과 석유 생산량 증가 또는 감소 등 의 다양한 변수에 의해 좌우된다.
유가는 당분간 계속 하락하거나 다시 상승 할 것인지에 대한 예측은 다양한 변수에 의해 좌 우 된다. 본 연구에서는 미래 석유 생산을 예측한 Peak oil 이론에 관하여 검토함으로서 대안을 제 시하고자한다. 향후 2030년까지 석유 의존도는 90%를 차지할 것으로 전망하고 있다(1). 그러나 많은 전문가들은 가까운 장래에 피크 시기가 도래 하고 그 다음엔 전통적인 석유 생산이 궁극적으 로 감소 할 것을 예측하고 있다. 대체 에너지는 시 간이 촉박하여 석유 생산과 소비에 필요한 에너지 갭을 메우지 못할 것으로 보고 있다(2, 3). 이와 반대로 다른 의견을 가진 전문가들은 21세기에 석 유생산은 지구상의 필요한 에너지 수요를 충분히 감당 할 수 있을 것으로 보고 있다. 석유 가격의 상승은 새로운 석유 탐사를 촉진하는 계기가 되고 bitumen, tar sand, shale 가스, oil shale과 같 은 비전통적인 석유 개발을 촉진할 것이라고 낙관 적인 예측을 하고 있다(4, 5). 그러나 국제기구 또 는 많은 에너지 전문가들 사이에 장차 석유 공급 이 비관적이라는 사실이 점차 증대하고 있다(7).
피크 오일에 대한 전망
박 태 준
한국과학기술정보연구원 전문연구위원
[email protected]
이미 넘겼다는 사실을 인정하고 있다.
Peak Oil 이론
가까운 장래에 지구상의 석유 생산이 피크에 도달한다는 논쟁이 지질학자와 에너지 전문가들 사이에 논쟁은 끊일 줄 모르고 있다. 가까운 장래 에 석유 생산이 피크에 도달하고 그 이후에 석유 생산은 급격히 감소한다는 예측이 논쟁의 중심에 있다. 이 같은 견해를 가진 사람들은 오일 피크 현 상은 이미 시작되었다고 주장하고 있다. 석유 생 산이 피크에 도달하면 그 이후 원유 생산이 급격 히 감소한다는 정점이론(peak oil theory)은 미국 Shell Oil Co의 지질학자 M.King Hubbert에 의 해 bell curve 가 제안되었다(9, 10).
Hubbert는 이 모델을 미국 내에서 연간 석 유 생산과 천연가스의 궁극적인 회수 량을 모델 화하는데 사용하였다(5). Hubbert의 bell curve 는 1970년 미국의 48개 유전에서 석유 생산이 피 크에 도달한다는 사실을 정확하게 예측하였다.
Hubbert는 원유 생산이 급증하는데 대한 예측 모 델은 수학적인 기법을 사용하였다. 원유생산량 이 피크에 도달되는 것은 원유 매장량이 반 이상 채굴된 때이며 그 이후에 생산량은 기하급수적으 로 감소한다고 보고 있다. 미국을 비롯한 많은 나 라의 유전들이 이미 피크시기를 맞고 있다. 현재 Hubbert의 기본 모델은 많은 원유생산 예측 분석 에서 유용하게 이용되고 있다.
그림 1은 Hubbert의 bell curve에 의한 미국 내 48개 유전의 200년간 원유 생산(1860~2060) 량과 예측 모델인 bell curve이며 1970년에 peak 에 도달함을 정확하게 예측하였다. 그림2는 미국 내 48개 유전에서 peak시의 생산량을 예측한 것
으로서 추정치는 실제 값과 큰 차이가 없었다. 새 로운 유정의 발견과 생산은 미래의 석유 공급에 대한 많은 불확실성을 내포하고 있다. 이는 다양 한 분야에서 면밀한 검토가 이뤄져야 한다. 즉, 지 질학, 채굴기술, 경제성 및 정치적인 복잡한 인자 들과 상호 연계되어 있기 때문이다.
유전의 크기 분포
오늘날 중, 장기적인 원유 공급 전망이 예측기 관에 따라 다르고 일정하지 않다. 이의 주요인은 상호 대립되는 방법론적인 논쟁과 부적절한 자료 등이 주원인이라 하겠다. 원유 매장량 증가에 대 한 핵심적인 변수들이 모순된 증거 자료에 의하여 영향을 받고 있다(8). 그럼에도 불구하고 지난 몇 년 동안 많은 분야에서 괄목할 만한 진전을 이룩 하였다. 이 논문을 통하여 지구상의 피크오일 형 태와 시기에 대한 중요한 영향이 미칠 것으로 예
그림 1. 미국 내 원유생산이 peak 시의 추정, Hubbert bell curve (1860-2060)
자료: Oil & Gas Journal, July14, 2003(9)
그림 2. 미국내 48개 유전의 peak시 저장량과 생산량, Hubbert의 추정곡선
자료: Oil&Gas Journal July14,2003 (1959-1970 Peak)(10)
피크 오일에 대한 전망
하이라이트
상되는 아래와 같은 여러 가지 이슈에 대한 기술 현황을 분석하는 것은 피크오일 해석을 위해 매우 중요하다.
(1) 유전의 크기 분포: 지구상의 원유 매장량의 크 기가 다른 유전들의 분포 상태 및 대형유전과 소형 유전의 중요성 비교 검토
(2) 매장량의 증가: 매장량의 증가와 또한 장차 매 장량의 증가가 예상되는 각 유전에서 회수 가 능한 원유 매장량을 산정
(3) 생산량 감소 속도: 크기가 각기 다른 유전에서 급격한 생산량 감소 현상 및 이 같은 감소 현 상에 대한 미래 변화를 예측
(4) 매장량 고갈속도: 유전 지역에서 생산되는 회 수가능한 원유의 고갈속도 분석
이들의 각 해결과제들은 전 지구 차원에서 원 유 고갈에 대한 보다 광범위한 논쟁의 대상이 되 어왔으며 이 같은 이슈에 대한 기술 현황을 분석 하는 것은 매우 중요하다. 원유 매장량 및 공급방 법의 예측은 통상 지역에 있는 유전 분포에 대한 가정에 의존하게 된다. 유전의 크기는 각 유전의 추산된 궁극 회수가능 매장량(URR: Ultimately Recoverable Resources)에 의존하게 되며 아래 법칙에 따른다.
(1) 회수 가능한 지역 내에서 대부분의 석유 자 원은 소수의 대규모 유전을 포함 하고 있다(2). 이 들 대규모 유전은 비교적 일찍이 발견되었으며 장 차 소규모 유전도 갈수록 더 중요한 유전으로 기 대되고 있다. 지구상에서 유전을 전체로 탐사한 것은 Ivanho와 Leckis에 의해 처음 시도되었다.
표 1에서 보여주는 것 같이 유전 크기 별로 10개 로 분류하여 URR 50,000mb 이상에서 0.1mb 범 위의 41,164개의 유전을 대상으로 하여 매장량을 추정하였다(11). 이들은 370개 유전을 탐사하였 으며 0.5Gb(1Gb:10억 bbl)로서 전체 유전의 1%
에 불과하나 이들은 그동안 발견된 총유전의 3/4
에 해당한다. 2008년 기준으로 지구상의 1일 원 유 총생산량은 7,000만bbl/day이며 추산한 URR 0.5Gb(5억 bbl/day)는 지구상의 7일간의 원유 공 급량에 해당한다. 지구상의 중요한 유전은 42개의 초대형 유전으로서 전 지구에 공급할 원유의 73일 분에 해당하는 URR는 5Gb이다. 세계에서 가장 큰 유전은 사우디아라비아의 Ghawar 유전으로 서 URR는 약 140Gb이다. 이는 지구 전체의 5년 공급량에 해당한다. 현재 130개의 유전이 URR 0.1Gb로서 전체 매장량의 3%로서 현재 94%를 개 발하였다. 나머지 유전은 39,000개에 달하나 이 들은 전체 유전 매장량의 6%에 불과하다.
매장량 증가
매장량 증가 현상은 지구 전체저인 석유 공급 을 위해 매우 중요하다. 이는 피크오일 논쟁에서 지속적으로 논의 되는 주제이다. 원유 매장량은 기술적으로 채굴 가능하고 확정된 조건하에서 원 유를 채굴하는데 경제적으로 타당성이 있는 유전 에서의 원유의 매장량이다. 매장량 추산은 본래 불확실하다. 원유 매장량의 성장은 현실적이며 실 제보다 적게 추산하지 않는다. 알려진 유전에서 의 원유 회수 량의 증가는 장차 지구상의 원유 공 급을 위해 중요한 역할을 하게 될 것으로 본다.
1955년 이후 지구 전체 평균 매장량이 증가세를 나타내고 있다. 이 같은 매장량 증가 추세는 대형 원유 매장량을 보유하고 있는 국가에서의 원유 매
표 1. 세계 유전 크기 분포(11)
자료 UK Energy Centere,2009
장량 증가 현상과 또한 부정확한 자료에 크게 영 향을 받고 있다. 장차 매장량 증가는 주로 대형 유 전이나 오래된 유전 또는 해안에 위치한 유전으로 이전될 것이며 절대적인 매장량 증가 속도는 감소 될 것으로 예측된다.
생산량 감소 속도
석유 공급 전망은 장래 석유 수요에 대한 가정 치보다 생산량 감소 속도에 대한 가정치에대해 더 욱 민감하다. 유전의 피크오일 이후 지구 전체 생 산량 감소 속도는 6.5%/년이다. 현재 생산이 진행 중인유전의 원유 생산량 감소 속도는 4%/년이다.
더 큰 유전의 생산량 감소 속도가 감소함으로서 지구 전체적으로 생산량 감소속도는 증가하는 경 향을 나타내고 있다. 원유 생산은 보다 적은 유전 으로 이전되고 있다. 새로 생산되거나 또는 해안 에 위치한 유전은 생산 방식의 변경을 통해 원유 생산량은 피크 이후에 더욱 빠르게 감속된다. IEA 는 현재 원유 생산시설의 2/3 이상은 현재와 같은 일정한 생산량을 유지하기위해 교체할 필요가 있 다고 보고 있다.
IEA에 의한 최근 원유 매장량 추산은 Ivanhoe 의 분류 시스템을 사용하였으며, 지구 전체의 데 이터베이스는 IHS Energy의 평가 법에 의존하고 있다. IEA에 의하면 2007년에 전 세계 원유를 생
산하는 유전은 70,000개로 확인되었다. 원유 생 산의 약 60%는 374개 유전에서 생산되고 추가적 으로 84개의 대형 유전이 현재 개발 중에 있다. 전 세계 원유 생산의 50%는 단지 110개 유전에서 생 산되고 있다. 이중 20개의 대형 유전은 지난 수십 년간 원유를 생산하여왔다. 또한 이중에 16개 유 전은 이미 피크시기를 맞았으며 피크 이후 원유 생산량이 약 70%까지 줄었다. 세계 많은 곳의 유 전들이 이미 피크를 거친 유전으로서 향후 10년 이내에 원유 생산의 크게 감소할 것으로 예측된 다. 그림 4는 주요 산유국의 피크를 맞은 년도와 원유 고갈 상태를 보여주고 있다. 미국을 비롯하 여 주요 산유국들이 이미 피크를 맞이하고 있다.
따라서 지구상의 많은 유전들이 생산량 감소를 나 타내고 있다.
원유고갈 속도
원유 고갈 속도는 1년 동안 원유의 생산 속도 변화를 말하며, 이는 매장량과 생산량의 비율(R/
P)의 역수로 표현한다. Hook 등은 고갈 속도를 원 유의 연간 생산량과 잔유 회수 가능한 자원의 비 율로 정의하였다(13). 잔유 회수 가능한 자원은 URR의 추정치로부터 누적 생산량을 뺀 값이다.
일반적으로 고갈속도는 저장된 원유가 생산될 때
그림 3. 지구상의 대형유전의 매장량 증가현황 자료:IHS Energy
자료: (1) IEA world Energy outlook 2008 표 3. 대형 유전에서 peak시 고갈속도 (%/year) (13)
자료: IEA World Energy outlook,,2008
피크 오일에 대한 전망
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준비단계와 안전 단계에서 증가한다. 일단 생산량 감소 현상이 일어나면 고갈속도 또한 일정하게 떨 어진다. 피크를 경험한 37개국 유전에서 회수 가 능한 원유 매장량이 50%에 도달하기 이전에 피크 를 맞고 있다. 피크시의 고갈 속도는 잔유 2.1%/
년, 생산량 가중 평균치는 1.9%, 최대치는 5.2%/
년으로 분석 되고 있다. 이 같은 수치는 지역 유전 에서 최대 원유 고갈 속도가 5%/년보다 훨씬 적게 나타나고 있다.
오늘날 지구 전체의 평균 원유 고갈 속도는 1.2%로 매우 작은 값을 나타내고 있다. 유전의 고 갈속도는 물리적, 기술 및 전체적인 제약이 따른 다. 지역적인 수준에서 볼 때 원유 매장량의 최대 고갈 속도는 약5%/년으로 고갈속도는 생산 사이 클에 대한 평균 생산량 감소 속도보다 일반적으 로 많이 낮은 것으로 분석 된다. 대형 유전에서 회
수 가능한 원유 생산은 매장량의 50%에 도달하기 이전에 피크상태에 도달 된다. 보다 천천히 일어 나는 고갈 속도 또는 보다 빠른 생산량 감소 속도 는 지구상의 오일피크 시기가 빠르게 우리에게 다 가 올 것을 암시하고 있다 국제 유가가 올해 6월 을 정점으로 배럴당 115.7달러 에서 12월 현재 배 럴당 50달러에 육박하고 있다. 이처럼 국제원유 가격이 하락하는 주원인은 미국의 셀 가스 생산이 증가하고 또한 지구 전반에 걸친 불황으로 석유 수요가 회복되지 않았기 때문이다. 현시점에서 향 후 유가가 계속 하락할 것인지 아니면 어느 선에 서 멈출 것 인가하는 것을 예단하는 것은 어렵다.
원유 가격은 새로운 유전의 발견, 원유 수요증가 또는 감소, 중동 지역 국가들의 정치적인 안정과 또한 국제정치의 역학 관계 등의 복잡한 요인에 의해 좌우된다. 1차 석유 파동은 이스라엘과 이집
그림 4. 주요산유국의 피크연도 및 피크이후의 원유고갈 상태 자료:BP(2008) ,USGS(2000)
아의 크림반도 귀속에 따른 국제 정치 영향에 의 해 유가하락에 영향을 미쳤다. 미국을 비롯한 EU 서방 국가들은 유가하락을 통해 러시아에 대해 경 제적인 고립과 압박을 가하고 있다. 원유 가격의 하락에 의해 러시아의 경제는 파산 직전에 이르렀 으며, 베네수엘라, 중동의 일부 산유국들이 국가 부도 위기에 직면하고 있다.
결론
원유 수입에 전적으로 의존하고 있는 우리나라 의 경우 원유가격 하락은 태양광 등 일부 대체에 너지 산업분야 및 정유 산업을 제외한 국제 수지 는 전반적으로 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기 대하고 있다. 그러나 이번 사태는 국제 금융업계 에 큰 혼란을 일으키고 있다. 세계 최대 석유 수출 국인 사우디아라비아는 원유 가격의 하락을 이용 하여 미국의 세일가스 생산을 견제하고 국제 석유 시장에서 주도권 장악을 시도하고 있다. 에너지 전문가들은 이번 유가 하락은 오래 가지 않을 것 으로 보며 러시아와 미국을 비롯한 서방국가들 간 에 가까운 장래에 정치적으로 원만한 해결의 실마 리를 찾을 수 있을 것으로 본다. 1,2차 석유파동과 금번유가 하락은 단기간에 전 세계에 미치는 영향 때문에 사태 수습을 위해 단기적인 대응책이 필요 하였다.
그러나 멀지 않은 장래에 지구 전반에 걸친
오일 피크는 원유 생산량과 매장량 감소로 이어지 며 중장기적으로 새로운 석유 파동을 예고하고 있 다. 석유 고갈은 가까운 장래에 우리에게 다가 올 필연적인 사실로서 피크오일이 도래 할 때 인류에 게 큰 재앙을 가져올지 모른다. 오늘의 저유가는 일시적인 현상으로서 오래 지속되지 않을 것으로 예측되며 앞으로 점차 고유가 다시 지속될 것으로 전망된다. 더 늦기 전에 세계 각국 정부와 기업은 다가올 새로운 석유 위기에 대처할 만반의 준비를 하여야 할 것이다.
◈ 참고문헌
1. IEA World Energy Outlook, Paris IEA, OECD, 2008.
2. Cambel CJ, et al .Atlas of oil and gas depletion Jeremy Mills Publishing 2008
3. Aleklett K.Hook, et a, The peak of the Oil age,2008.l.
4. Odell PR. Why carbon fuels will dominate the country's global energy economy,, Brentwood, England, Multi-Science Pub,Co,2004.
5. Oil & Gas Journal, July14,2003,P19.
6. Mills RM, The myth of the oil crisis, Westport, CT .USA Praeger Pub .2008.
7. Sorrel S. Speirs. J. Bentley RW, et al. Global oil depletionan assessment of the evidence for a near-term peak in global oil production, London UK Energy Research Centre,2009.
8. Sorrellls. Speirs J. Methods for estimating ultimately recoverable resouces, London: UK Energy Research Centre,2009.
9. Oil & Gas Journal, July 14, 2003 10. Oil & Gas Journal July 14, 2004 11. IEA World Energy outlook,2008 12 .IHS Energy, 2000 &2007.
13. BP,UK(2008), USGS(2000)
14. Steve, Sorrel et al. Shaping the global oil peak, Energy 37 (2012) 724.
