셰일가스의 특징과 셰일가스 개발과 환경과의 관계

천연가스인 셰일가스가 무엇인지의 특징과 셰일가스의 개발과 이에 따른 환경과의 관계에 대해 알아보겠습니다. 

 

셰일가스란?

셰일가스는 혈암층에 잔류하여 갇힌 천연가스를 말하는 것으로 셰일가스의 혜일층은 석유가 생성됨과 동시에 저류암의 역할을 말하는 것입니다. 셰일가스는 저류층의 근원암이면서 저류층입니다.

 

셰일가스의 특징

셰일가스는 종래의 천연가스가 사암이나 탄산염암과 같은 공극률과 투과도가 양호한 암석의 지층에서 생산되는 것이 아닌 셰일과 백운암과 같은 공극률이 적은 미세입자의 암석층에서 생산되거나 근원암이거나 저류층 자체에 유기물이 풍부한 근원암 역할을 포함하고 있는 지층에서 생산되는 천연가스를 구분합니다.  셰일가스 내 천연가스는 불용성 유기물에 흡착된 흡착가스로 존재하고 미세 암석입자 사이의 공극 또는 암석 균열 내에 갇혀있는 유리가스 형태 등으로 존재하는 것이 특징입니다. 

 

셰일가스개발과 환경과의 관계

환경개요

에너지혁명으로 불릴만한 셰일가스의 개발은 수평정시추와 수압파쇄 과정에서 발생하는 환경 문제로 인하여 셰일가스 개발에 대한 환경 논란이 일고 있습니다. 이로 인해 각국에서는 환경 규제 강화 정책으로 환경영향 평가를 마치고 수압파쇄 기술을 활용하는 셰일가스를 포함한 비전통유, 가스전 탐사 및 시추를 한시적으로 제한하는 정책을 시행하고 있습니다.

 

환경오염 경로

셰일가스 개발과 관련해서 지상, 함수층 주변 및 함수증 아래의 지하로 구분하여 지상에서는 생산정, 수압파쇄 회수 필드, 수송장치등으로 오염경로를 볼 수 있으며 함수증 주변은 시추와 시추관, 지표 오염, 지하 오염원 유입으로 예상되며 함수증 이하에서는 시추와 시추관 및 수압파쇄공정등을 함수층 오염원 유입으로 볼 수 있습니다.

 

오염물질

석유화합물을 생산하기 위한 셰일가스 개발 과정 중에 여러 환경오염물질이 발생할 수 있는데, 개발 목적인 석유화합물 자체가 환경오염원이기도 하며 석유화합물의 화학적 특성에 의한 직접, 간접적으로 토양, 지하수, 대기 등의 환경 및 인강에도 영향을 줄 수 있습니다. 또한 석유화합물 외의 중금속, 천연 방사성 동위원소등의 타오염원이 발생할 수 있습니다. 

 

환경관리

셰일가스 개발에 대한 환경적 오염 물질등의 오염원이 발생하면 그에 따른 환경영향을 고려하여야 합니다. 여기 맞는 환경오염원 발생원인의 방지 시설 및 처리 시설이 필요합니다. 셰일가스 개발 공정은 환경오염원인 토양, 대기, 수질, 지하 등의 모든 환경에서 발생할 수 있으므로 각 공정별로 대상시설, 대상 물질별로 사전에 환경오염원을 검출하여 사전에 방지할 수 있어야 하며 시추공정에서 발생될 수 있는 시추 고화체에는 엑스선 형광분석등의 방법을 적용하고 셰일가스 개발이 진행되는 부지는 넓기 때문에 여러 개의 생산정이 개발되기 때문에 효율적인 관리가 되는 모니터링 시스템 구축이 되어있어야 합니다. 

 

마치며

천연가스 자원인 셰일가스는 전통적으로는 근원암에서 생성된 후 유체투과도가 큰 저류암을 거쳐 배사구조등 특정한 지질구조에 대량으로 집적되어 있는 가스를 말하며 기존의 석유 및 석탄에 비교해 보았을 때 이산화탄소 및 아황산가스 배출량에서 친환경적이며 전 세계적으로 2000년 이전에는 셰일가스 연구가 지체되었으나 최근 수평정 시추기술과 수압 파쇄법등 기술적 혁신으로 활발한 개발과 생산에 관심이 높아지고 있습니다. 이런 연구개발과 생산에 따른 수질오염과 토양오염, 수자원확보문제, 파쇄에 따른 지층등의 영향과 메탄등의 발생으로 인한 공기오염등의 다양한 환경문제를 감소시키는 방안등을 마련하는 지속적인 관심과 연구가 필요합니다.