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셰일가스와 오일 회수를 위한 프로판트-엔지니어링 세라믹

전문가 제언: ○ 셰일오일과 가스와 같은 비전통에너지자원은 전통적인 석유가스 생산지질구조인 배사구조(anticline structure) 등과 같지 않고 넓은 지질구조에 걸쳐 연속적인 형태로 분포되어 있어 개발이 쉽지 않다. 최근에 수평시추, 수압파쇄와 같은 신기술이 개발됨에 따라 생산단가가 크게 떨어지면서 비전통에너지원들의 개발에 주목하게 되었다.
○ 미국은 수십억 불의 연구개발비를 비전통에너지 생산기술 및 운영기술 개발에 투자함으로써 2000년대에 셰일가스를 상업적으로 회수할 수 있는 유일한 나라가 되었다. 수평시추와 수압파쇄 기술로 셰일 층의 가장 큰 문제인 낮은 유체투과도를 해결함으로서 셰일가스 생산이 2007년에 시작되어 2011년에 240십억 m3을 기록하였다.
○ 전 세계에 분포한 셰일가스 매장층에서 기술적으로 회수 가능한 매장량은 187.5조 m3 가량으로, 기존의 천연가스 매장량과 거의 같은 수준이다. 중국의 셰일가스 매장량은 36.1조 m3으로써 최대이고, 미국 24.4조 m3, 그리고 아르헨티나, 멕시코, 남아공이 뒤를 따르고 있으며, 중국은 자국의 기술적 한계를 극복하려는 노력을 활발하게 진행하고 있다.
○ 수압파쇄에 필수적인 프로판트의 수요량은 셰일가스가 생산되기 시작한 이후로 10배 이상 증가하였고, 2017년까지 매년 4500만 톤씩 증가할 것으로 추정된다. 그러나 프로판트의 수요에 충족할 만한 원료 공급의 한계와 비용의 증가로 인해 기존 제품을 대체를 위한 새로운 프로판트 개발이 필요하다. 세계의 프로판트 시장은 2013년에 74억 6700만 불에 달한 것으로 주정하고 있다.
○ 대체 프로판트 원료로써 저급 보크사이트 및 점토, 이온교환 혼합 유리 컬릿, 광미, 드릴절삭물을 고려하고, 이들을 활용한 프로판트를 제조하여 기존 제품에 상응하는 특성을 지닌 세라믹 재료가 개발되고 있다. 국내의 경우 가스하이드레이트 뿐 아니라 해외 탄층가스 또는 셰일가스 및 오일과 같은 비전통에너지자원 개발에 효과적으로 참여하기 위해서는 엔지니어링 세라믹 전문가들의 관심이 매우 시급하다.

저자: J.R. Hellmann, B.E. Scheetz, W.G. Luscher, D.G. Hartwich, R.P.Koseski
자료유형: 학술정보