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셰일가스 개발 현황과 파급효과 전망

셰일가스 개발 현황과 파급효과 전망. 제 29 회 한국공학한림원 에너지포럼 2012. 7. 4. 김 기 중 에너지경제연구원. 목 차. Ⅰ . 셰일가스란 ? Ⅱ. 셰일가스 생산기술의 특징 Ⅲ. 셰일가스 매장량 및 생산비 Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향 Ⅴ. 미국 외 지역 셰일가스 개발동향 Ⅵ. 지역별 셰일가스 개발 여건 Ⅶ. IEA 의 비전통가스 개발확대 시나리오 분석 Ⅷ. 천연가스시장의 특성 및 가격동향 Ⅸ. 셰일가스 개발확대의 파급효과 전망 Ⅹ. 셰일가스 개발확대 대응방안 (?).

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셰일가스 개발 현황과 파급효과 전망

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  1. 셰일가스 개발 현황과 파급효과 전망 제29회 한국공학한림원 에너지포럼2012. 7. 4. 김 기 중 에너지경제연구원

  2. 목 차 Ⅰ. 셰일가스란? Ⅱ. 셰일가스 생산기술의 특징 Ⅲ. 셰일가스 매장량 및 생산비 Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향 Ⅴ. 미국 외 지역 셰일가스 개발동향 Ⅵ. 지역별 셰일가스 개발 여건 Ⅶ. IEA의 비전통가스 개발확대 시나리오 분석 Ⅷ. 천연가스시장의 특성 및 가격동향 Ⅸ. 셰일가스 개발확대의 파급효과 전망 Ⅹ. 셰일가스 개발확대 대응방안(?)

  3. Ⅰ. 셰일가스란? • 전통가스는 배사구조 내 석유와 함께 생산되는 수반가스와 가스만으로 생산되는 건성가스로 구분 • 비전통가스는 암석 또는 탄층의 미세한 틈새에 존재하는 천연가스로서, 지층의 종류에 따라 셰일가스(혈암, shale rock), 치밀가스(사암, tight sand), 탄층가스(석탄층, coal-bed) 등으로 구분 • 전통가스와 비전통가스는 개발방식이 다를 뿐, 화학적 조성은 동일 • 전통가스는 생산수율 증대 등 필요에 따라 가스의 재주입이 가능하나, 비전통가스는 암석의 균열, 파쇄 등 방법으로 생산하므로 재주입이 불가

  4. Ⅱ. 셰일가스 생산기술의 특징(1) • 수평시추와 수압파쇄 공법 적용으로 생산량 급증 • 가스저장층을 따라 굴착하는 수평시추 공법(horizontal drilling)과 고압(500~1,000기압)의 물을 분사해 혈암을 파쇄하는 수압파쇄(hydraulic fracturing) 공법 적용 • 수압파쇄는 1940년대, 수평시추는 1970년에 석유산업에서 적용 • 미국 Barnett 셰일지구에서 1999년 최초로 두 가지 기술을 복합적용하여 상업생산에 성공

  5. Ⅱ. 셰일가스 생산기술의 특징(2) • 전통가스와 다른 개발 공법의 적용으로 비전통가스는 환경문제를 야기 • 토지, 수자원 관련 문제 • 식수원 오염, 수자원 부족, 토지 훼손, 지진 유발 • 공급인프라 관련 문제 • 가스누출에 따른 온실가스(메탄) 발생 • 중질분 위주 생산정의 경우 수반가스 처리시설 및 파이프라인 인프라 부족 시 소각(flaring)에 의한 대기오염 < 자원개발 시 소요 수자원량 비교 > (단위: m3/Terajule)

  6. Ⅲ. 셰일가스 매장량 및 생산비 • 셰일가스 확인매장량은 187.4조㎥로 전세계가 60년간 사용 가능한 양(EIA) • 열량 환산 매장량 : 셰일가스 1,687억 toe, 전통가스 1,684억 toe, 석유 1,888억 toe • 현재 확인매장량은 31개국을 대상으로 조사한 것으로, 앞으로 더욱 확대될 수 있으며, 세계 잠재매장량은 635조㎥로 추정(200년간 사용 가능, ARI 추정). IEA는 2011년말 기준 가채매장량 208조㎥ 추정 • 셰일가스 개발·생산기술발전으로 생산비는 전통가스 개발·생산비 수준에 접근 < 전통가스와 셰일가스 매장량 비교 > < 천연가스 개발·생산비 비교(2010-US$/MMBtu) > * 낮은 비용은 서시베리아 및 볼가-우랄지역, 높은 비용은 동시베리아, 해상가스전, 북극해 등 해당 자료: IEA, Golden Rules for a Golden Age of Gas, May 2012. 자료: EIA, BP.

  7. Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향(1) • 2011년 셰일가스 생산량은 6.4tcf(약 1.3억 LNG톤)로서 천연가스 총생산의 28% 추정. 2035년 50%까지 확대 전망 • 미 에너지정보청(EIA)의 천연가스 가격 전망은 매년 하향조정 추이를 보임. 이는 셰일가스의 생산 증대 전망에 기인 • 2030년 Henry Hub 가격전망치 변화 : $9/MMBtu (2009년 전망) → $8/MMBtu (2010년 전망)→ $6중반/MMBtu (2011년 전망) 자료: EIA, FGE

  8. Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향(2) • 셰일가스 생산이 본격화한 2008년 이후 천연가스 가격과 전력가격이 동반하락 추세를 보임. • PJM 시장의 2012년 1/4분기 전력도매가격은 2008년 1/4분기 대비 55% 하락($69.35→$31.21/MWh) • 전력도매가격 하락은 가스가격 하락과 이상난동이 원인 • 가스가격 하락으로 석탄발전 비중 감소 • 석탄발전 비중 2008년 3월 51% → 2012년 35% • 가스발전 비중 30%까지 육박. 원전 비중은 일정 수준 유지 < PJM, HH 및 발전용 가스 구입단가 > < 전원별 발전량 변화 추이 >

  9. Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향(3) • 2000년대 들어서 국내 생산량 감소 및 캐나다의 수출여력 감소로 LNG 수입을 개시했으나, 현재는셰일가스 등 비전통가스의 생산 증대로 LNG 수출을 검토 중 • 금년 5월 현재 총 14개 프로젝트(1억 2,900만톤/년)가 제안된 상태이며, 이 중 Cheniere사의 Sabine Pass LNG 프로젝트는 FTA 및 Non-FTA 국가에 대한 수출승인을 득한 상태 • 미국의 FTA 체결국 : 캐나다, 칠레, 도미니카 공화국, 멕시코, 칠레, 한국 • 2018년 이전 공급가능 물량은 최대 4,000만~5,000만톤 수준 전망 • 아·태시장 현물가격 기준 10% 수익률 확보 가능 프로젝트는 Sabine Pass, Cameron, Freeport, Lake Charles 이며, 이들 프로젝트의 액화용량은 5,000만톤/년 정도 < 아시아와 미국 가스가격 전망 > 자료: Wood Mackenzie, 2012. 5.

  10. Ⅳ. 미국 내 셰일가스 개발동향(4) 거시경제적 영향 석유화학 및 발전 부문 • 석유화학 산업 • - 저렴한 원료·유틸리티 비용으로 국제경쟁력 강화 • - 에틸렌 생산원가(2005년→2010년): 북미 580달러/톤 → 510달러/톤, 동북아 190달러/톤 → 560달러/톤 • 발전산업 • - 온실가스 배출이 적고 저렴한 가스가 석탄 대체 • 기타 에너지집약 산업 • - 연료비 절감으로 국제경쟁력 강화 • 산업생산 증대 등 경기회복 • (특히, 석유화학산업계 투자 및 고용증대) • 고용창출 • 2010년(60만) → 2015년(87만) → • 2035년(160만) • 셰일가스의 GDP 증가 기여분 • 2010년($760억) → 2015년($1,180억) → • 2035년($2,310억) Shale Gas & Shale Oil • - 2035년 세계최대 가스생산국 • - 수입국에서 수출국으로 전환 • (순수입: 71bcm  -33bcm) • - 총 천연가스 중 셰일가스 비중 • 2035년 50%까지 증가 • 2035년까지 $1.9조 투자예상 천연가스 가격($/MMBtu) 석유 가격($/bbl) • 2009년($59.0) → 2010년($74.9) → 2015년 • ($86.8) → 2020년($98.7) → 2035년($113.7) • 2008년($12.2) → 2010년($4.4) → • 2020년($5.4) → 2035년($7.1)

  11. Ⅴ. 미국 외 지역 셰일가스 개발동향 • 유럽은 아직 상업생산 단계에 이르지 못했으나, 광구분양, 탐사 추진 중 • 중국은 세계 최대 셰일가스 매장국이며, 대규모 개발 목표 수립과 기술획득을 위해 미국에 진출

  12. Ⅵ. 지역별 셰일가스 개발 여건 • 유럽, 중국 등은 수자원, 토지소유권, 인구밀도, 지질구조, 인프라 확보, 시장규제제도 등의 차이로 2020년 이후에나 셰일가스 개발이 본격화될 전망

  13. Ⅶ. IEA의비전통가스 개발확대 시나리오 분석(1) • Golden Rules Case (GRC): 환경 보존 등 관련 조건들이 충족되어 비전통가스자원 개발이 확대 • 세계 비전통가스(주로 셰일가스) 생산량은 2035년 1.6tcm으로 증가 • 2010년 비전통가스 생산량 대비 세 배 이상 증가 • 국제 가스시장에서 미국이 핵심적 역할을 하고 중국은 메이저 생산국으로 부상 • 가스가격 하락, 투자촉진, 고용창출 • 세계 가스수요는 2035년까지 50% 이상 증가 • Golden Rules 적용 시 평균 생산비는 7% 상승하나 최적화를 통해 상쇄 가능 • Low Unconventional Case (LUC): 대중적 수용성 부족으로 비전통가스자원 중 적은 비중만 개발 • 2035년까지 전반적인 비전통가스 생산은 현재 수준을 약간 상회하는 수준으로 전망 • 높은 가격과 낮은 가용성으로 세계 에너지믹스에서 가스의 경쟁력은 낮아짐. • 에너지관련 CO2배출량은 GRC 보다 1.3% 높음. Golden Rules: 지역사회와의 소통, 투명성, 시추지역 선정 최적화, 수자원 오염 최소화, venting, leaking, flaring 최소화, 규모의 경제의 극대화 ⇒ 비전통 가스자원 개발기술의 ‘대중적 수용성’을 확보하여 동 사업의 ‘사회적 운영권(social license to operate)’을획득하기 위한 필요조건들을 지칭 11

  14. Ⅶ. IEA의비전통가스 개발확대 시나리오 분석(2) 시나리오별 국제 파급효과 <수급> <가격> (단위: 2010-US$/MMBtu) • GRC와 LUC 간의 가격차는 천연가스 공급능력 차이에 기인 • GRC에서는 비전통가스 공급증대로 가스가격이 하락 • LUC에서는 가스공급능력 부족으로 2011년 신정책 시나리오 하의 가격전망보다 오히려 높게 나타남.

  15. Ⅷ. 천연가스시장의 특성 및 가격동향(1) • 세계 천연가스 교역은 PNG(pipeline natural gas)와 LNG 형태로 구분 • LNG 교역 비중은 20%대에 머물다가 2007년 30%에 도달. 2011년 32%로 향후 더욱 증가 전망 • 국제 LNG 시장은 아·태, 유럽, 북미 등 3개 시장으로 분리 • 아·태시장 : 한국, 중국, 일본, 대만 등 주요 LNG 수입국 집중. LNG 수입의 80~90%는 유가에 연동된 가격공식하의 중장기 계약. 셰일가스 이용을 위해서는 LNG 형태의 교역 필요 • 유럽시장 : 러시아 PNG 의존도(약 30%) 감소를 위해 LNG 도입 확대 중. LNG 계약가격은 유가 또는 중유 등 대체연료의 바스켓에 연동. 유럽의 LNG 현물가격은 기온, 아·태시장 현물 수요, 대륙의 PNG 공급여력에 따라 등락 • 북미시장 : 역내에서는 PNG 형태로 교역이 이루어지며, LNG 수입가격은 역내 시장가격(Henry Hub 가격)에 연동하여 결정 Unit: bcm

  16. Ⅷ. 천연가스시장의 특성 및 가격동향(2) • 미국 : 셰일가스 생산 확대 및 이상난동으로 2011년초 MMBtu당 4.54달러이던 Henry Hub 가격이 2012년초 10년 내 최저수준(2.10달러) 이하로 하락 • 유럽 : 2010년 이후 수급 사정에 따라 계약가격과 현물가격이 유사한 수준을 유지하였으나, 2011년 동절기는 온난한 기후로 현물가격이 계약가격을 하회 • 아태지역 : 일본 원전사태 이후 현물가격이 장기계약가격보다 가파르게 상승 • ⇒아시아 프리미엄을 완화하고 가스수급 상황에 따른 가격결정을 위해 미국 LNG 도입 추진 중

  17. Ⅸ. 셰일가스 개발확대의 파급효과 전망 국제 파급효과 국내 파급효과 • LNG 수출 프로젝트 확대 및 천연가스 가격의 하향 안정화 • 아·태 LNG 시장에서 가격하락 및 계약의 경직성 다소 완화 가능 • 에너지자원의 무기화를 부분적으로 약화 • 전반적인 가격 하향안정화 및 수급 안정으로 각국의 가스이용 정책 재평가 • 에너지플랜트용 강재 수요 증가, 가스원료 중심의 석유화학산업 성장 등 천연가스 전후방 연관산업 시장구조 변화 가능 • 도입 부문 • 도입선 다변화로 도입협상력 증대 • LNG 도입 유연성 제고 및 저가 LNG 도입 • 국내 기업의 천연가스 개발·도입 사업 확대 • 발전 부문 • 전원믹스 변화, 민간참여 확대 • 석유화학 부문 • 북미, 중국의 원료비·연료비 하락으로 고유가 지속 시 내국기업의 경쟁력 하락 • 철강 부문 • 강재수요 증가, 미·중의 철강제조원가 하락 • 유가 수준 • 환경규제기준, 관련 기술의 개발·적용 및 생산비 상승 • 메이저들의 LNG 시장 분리 유지 및 가스가격 결정 정책 • 저열량 LNG 수요 및 미국시장가격 노출 위험 선호도 • 미국 내 가스수요 및 LNG 수출정책 변화 가능성 세계적인 셰일가스 개발 확대 15

  18. Ⅹ. 셰일가스 개발확대 대응방안(?) 개발 부문 도입 부문 • 자원개발, 플랜트 및 LNG 사업 연계 진출 • 자산매입, 전문인력 확보·양성을 통한 기술력 제고 • 자원개발 공기업과 민간기업 간 시너지 효과를 확대하는 비전통 에너지자원 개발 방안 수립 • 미국의 셰일가스 생산 확대에 따른 에너지 플랜트용 강재 수요를 활용하기 위해 고부가가치 특수강 부문 진출 • 저가 및 유연한 물량 확대 도입 • 도입선 다변화로 도입협상력 증대 • 단순도입 이외에 고부가가치 상류부문 진출 • LNG 트레이딩 사업 등 신규 사업 진출 • 다양한 사업자의 참여 확대 및 사업모델 개발 • 도입조건 개선효과를 극대화하기 위한 설비 확충 • 미국산 LPG 생산증대를 지렛대로 CP 인하 유도 발전 부문 석유화학 부문 • 발전용 천연가스 이용 확대 가능성 및 정도 등을 파악하여 전력공급능력 확충방안 마련 • 원자력, 신재생 등 장기전원믹스 최적화 • 원료다변화를 위한 시설 보완 • 납사 이외에 콘덴세이트와 LPG 사용 • 납사로부터 경쟁력 있는 downstream 전개 • 고부가 PE 제조, 에틸렌으로 고부가 올레핀, 방향족 화합물 제조 • 미국내 셰일가스 직접 활용 • 에탄크래커 설비 인수·신설을 통한 현지사업화 • 석유화학공정 패키지화를 통한 국외가스전 개발 16

  19. <참고> Sabine Pass LNG와 기존 LNG 가격 비교(예시) • Henry Hub-priced LNG delivered cost = 115% × Henry Hub price + $3.00 + shipping cost • Assuming Henry Hub price stays at or below $6/MMBtu and an LNG price formula of • 14.85% of JCC + $0.75, oil price exposure becomes capped at around $85/bbl. < Henry Hub 가격과 JCC 가격 추이 > $/MMBtu $/bbl Henry Hub JCC 17

  20. 감사합니다.

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